Промышленные электростанции - Вторичные энергетические ресурсы

1-4. ВТОРИЧНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ
В результате различных технологических процессов на предприятиях в качестве отходов или побочных продуктов производства получается значительное количество вторичных энергетических ресурсов различных видов и потенциалов; к ним относятся: физическое тепло отходящих газов промышленных печей и котельных агрегатов; физическое тепло технологической (Продукции и отходов (производства — тепло раскаленного кокса, нагретого металла, продуктов нефтепереработки, химических продуктов, шлака и т. д.; тепло воды, отводимой из систем охлаждения элементов производственных агрегатов — от охлаждаемых элементов доменных, шахтных, мартеновских и нагревательных печей, от рубашек газогенераторов и двигателей и т. д.; пар, отработавший в силовых установках — прессах, молотах, насосах, компрессорах, а также пар, получаемый при основных технологических процессах,— пролетный пар, пар от испарения конденсата и т. д.; сжатые газы—колошниковые газы доменных печей, генераторные газы под давлением и т. д. На ряде предприятий, помимо вторичных энергетических ресурсов, имеются производственные горючие отходы, занимающие существенное место в энергобалансе этих предприятий; к ним относятся: топливные отходы, получаемые в результате переработки и обогащения топлива, — коксик, коксовая мелочь, отходы углеобогащения и деревообработки, смолы и т. д.; горючие газы, получаемые в основном при пирогенетической переработке, топлива, — доменный газ, коксовый газ, крекинг-газ и т. д., калориметрическая температура горения которых больше температуры воспламенения:

где Qн — теплота сгорания газа, ккал/м3;
QB — тепло воздуха, расходуемого на горение 1 м3 газа, ккал/м3;

V — объем продуктов горения, м3/м3;

средняя теплоемкость продуктов горения, ккал/м3-град.
Производственные горючие отходы почти полностью (на 90—95% используются для выработки электроэнергии и тепла, а также в качестве топлива для промышленных печей, соответственно уменьшая расход свежего топлива на предприятиях. Выход вторичных энергетических ресурсов, возможных к использованию для выработки электроэнергии и теплоснабжения, в делом по промышленности характеризуется данными табл. 1-2, составленной по специальным расчетам. Предполагается технически возможная регенерация тепла отходящих газов путем подогрева компонентов горения, а также продуктов производства до оптимальных значений температур.
Возможное использование вторичных энергетических ресурсов для выработки электроэнергии и тепла составляет ~6% в общем энергетическом балансе промышленности, т. е. по уровню 1960 г. до 18 млн. т у. т.
Наибольшее количество вторичных энергетических ресурсов (до 80—85% общего) получается при огнетехнических производственных процессах, связанных с непосредственным сжиганием или термохимической переработкой топлива, характерным для ведущих отраслей промышленности — металлургической, топливоперерабатывающей, машиностроения, химической и др. При условии замещения пара, вырабатываемого в котельных, паром, получаемым за счет использования вторичных энергетических ресурсов, экономия топлива соответственно может составить (при к. п. д. котельных ~nк.у —0,8) ~19,5 и 30 млн. т у. т.
в 1965 г. Наибольшее удельное значение в балансе вторичных энергетических ресурсов имеет тепло отходящих газов технологических агрегатов, количество которого находится в обратной зависимости от температурного уровня процесса.
Таблица 1-3

Вторичные энергетические ресурсы и горючие отходы имеют наибольшее значение в энергетическом хозяйстве заводов ведущих отраслей промышленности, на которых значительная часть топлива используется непосредственно для огнетехнических и пирогенетических процессов. В табл. 1-3 приведен энергетический баланс комбината черной металлургии.
В энергетическом балансе комбината черной металлургии, как видно из табл. 1-3, горючие отходы и вторичные энергетические ресурсы составляют более 90%, причем последними может быть заменено до 40% расходуемого топлива.
Энергетический баланс комбината цветной металлургии для производства никеля приведен в табл. 1-4.

* Предполагается отпуск электроэнергии в систему.

В энергетическом балансе такого комбината горючие отходы и вторичные энергетические ресурсы составляют 57%, а возможное их использование на комбинате — не более 20%, т. е. значительное количество тепла и электроэнергии может быть отпущено внешним потребителям. В данном случае наибольшее значение в балансе вторичных энергетических ресурсов имеют химически связанное тепло низкокалорийных газов шахтных печей, тепло шлаков, и тепло воды от систем охлаждения печей. Физическое тепло отходящих газов относительно невелико вследствие значительной регенерации его в процессе при выплавке металла из бедной руды в шахтных печах: nр~0,7-т-0,8.
В табл. 1-5 приведен энергетический баланс нефтеперерабатывающего завода.
Таблица 1-5

На нефтеперерабатывающих заводах, так же как на заводах черной металлургии, горючие отходы и вторичные энергетические ресурсы могут заменить до 85—90% общего количества необходимого топлива. На таких заводах наибольшее значение имеют горючие отходы и физическое тепло продуктов производства, а также тепло отработавшего пара.
В табл. 1-6 приведен энергетический баланс завода тяжелого машиностроения.
Как видно из табл. 1-6, вторичные энергетические ресурсы могут заменить не более 30% расходуемого топлива.

В энергетическом балансе предприятий легких отраслей промышленности соответственно меньшему удельному значению расхода топлива на высокотемпературные процессы вторичные энергетические ресурсы в виде отработавшего пара и тепла продукции составляют всего 5—10%.
Приведенные данные о возможном использовании вторичных энергетических ресурсах дают основания сделать следующие общие выводы. Проблема энергетического использования вторичных энергетических ресурсов имеет народнохозяйственное значение. Достаточно указать, что повышение экономичности всех тепловых районных электростанций на 8— 10% путем перевода их на наиболее высокие параметры пара может дать экономию около 9 млн. т у. т. в год (по уровню 1960 г.), а энергетическое использование вторичных энергетических ресурсов — 18 млн. т у. т.
В ведущих отраслях, промышленности система энергоснабжения предприятий в значительной мере определяется необходимостью оптимального использования горючих отходов и вторичных энергетических ресурсов.