IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Современный мир характеризуется огромным потреблением топливо-энергетических ресурсов и его интенсивным ростом. Это объясняется процессом индустриализации, который происходит практически во всех странах мира. В результате интенсивного роста энергопотребления образовалось трудное положение в энергетике государств, особенно тех, в которых находится большое количество промышленных предприятий, но не имеют запасы природного топлива, или имеют, но в ограниченных количествах.

На данный момент экономия топливно-энергетических ресурсов является одной из важнейших проблем, решению которой уделяется большое внимание во всех странах мира.

Политика энергосбережения имеет два главных направления: межотраслевые сдвиги в структуре народного хозяйства в сторону снижения удельного веса энергоемких производств и внедрение энергосберегающих технологий.

Наиболее перспективным направлением энергосбережения является использование теплоты продуктов сгорания природного газа для самых различных целей, например, для систем вентиляции и кондиционировании воздуха, для теплоснабжения и других различных технологических нужд предприятия.

Большой экономический эффект дает внедрение установок комплексного ступенчатого использования теплоты продуктов сгорания. В этом случае отработанные уходящие газы от какого-либо технологического процесса с высоким температурным потенциалом последовательно поступают в другие процессы (агрегаты) с более низким температурным потенциалами (ряд технологических агрегатов).

Условием успешной работы таких установок служит совпадение графиков работы отдельных ступеней и близость расположения теплоагрегатов.

На Владимирском тракторном заводе в термообрубном отделении литейного цеха уже 10 лет эксплуатируется устройство, работающее по следующей схеме [1]: термическая печь – сушилка (рис. 1). До этого агрегаты отапливались раздельно. Расход газа соответственно 240 и 75 м³/ч. За термической печью уходящие газы имели температуру 500 С, часть продуктов сгорания поступала в помещения цеха, что ухудшало состояние воздушной среды.

В комплексной установке газ сжигается только в термической печи. Затем продукты сгорания направляются в сушилку, где осуществляется процесс сушки изделий при температуре 160 С. Коэффициент полезного действия установки 85%, экономия газа – 400 тыс. м³ в год. Необходимые дополнительные капиталовложения окупились за четыре месяца.

Рис.1. Двухступенчатая схема комплексного использования теплоты

1 – печь, 2 – сушилка, 3 – газоходы, 4 – дымосос, 5 – дымовая труба

Аналогичная установка, состоящая из двух ступеней, работает на Волгоградском тракторном заводе. Первая ступень – печь для цементации и нитроцементации зубчатых колес, вторая – установка для сушки тракторных рам после мойки и покраски. Коэффициент использования топлива в комплексной установке возрастает на 25%. Экономится ежегодно 1 млн. м³ природного газа. Дополнительные затраты заключаются в прокладке газоходов диаметром 0,8 м, общая протяженность которых 80 м. Срок окупаемости установки составил 9 месяцев [2].

В зависимости от конкретных условий можно увеличить число ступеней использования газа (рис. 2).

Рис.2. Трехступенчатая схема комплексного использования теплоты

1 – технологическая печь, 2 – терморадиационная сушильная камера, 3 – печь низкого отпуска, 4 – газоходы, 5 – дымосос, 6 – дымовая труба

Природный газ сжигается в технологической печи. Отводимые из нее продукты сгорания имеют температуру около 800 С и используются последовательно сначала в терморадиационной сушильной камере, а затем в печи низкого отпуска. Дымовые газы с конечной температурой 180 С выбрасываются в атмосферу. Коэффициент использования топлива в этой установке равен 81,8%.

Из приведенных примеров видно, что путем последовательного использования продуктов сгорания природного газа в нескольких технологических агрегатах можно значительно повысить коэффициент использования теплоты. Несмотря на это, температура продуктов сгорания, удаляемых в атмосферу, продолжает оставаться относительно высокой (400 – 500 С) и только в отдельных случаях при использовании контактных теплообменников эта температура заметно снижается (50 – 70 С). Работы, проводимые в настоящее время в нашей стране и за рубежом, подтверждают эффективность этого метода использования теплоты и используются в различных видах промышленности.

Библиографический список

1. Шанин Б.В. Энергосбережение и охрана воздушного бассейна при использовании природного газа. Нижний Новгород: ННГАСУ, 1998, с. – 355 с.

2. Широков В.А., Новгородский Е.Е. Энергосберегающие установки на машиностроительных предприятиях. Информационный сборник. – М.: ЦНИИТЭстройдормаш, 1989, вып. 18, с. 3 – 8.

Код для цитирования: Скопировать