XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Комплексное использование теплоты продуктов сгорания предполагает взаимосвязь источников и потребителей вторичных энергоресурсов по оптимальной схеме с учетом их расходов, времени выхода и потребности, температурных уровней, и типа энергоносителей. Одним из признаков комплексного использования теплоты является ступенчатое применение продуктов сгорания в разных узлах одной или нескольких термодинамических систем.

Элементами систем комплексного использования теплоты являются в основном теплообменники самых разных назначений, конструкций и размеров. В этой области велась и ведется большая работа по их усовершенствованию. Однако при их компоновке в комплексных установках очень часто принимаются не самые целесообразные решения, возникают трудности при создании оптимальных систем. Ряд разработок в этой области характеризуется недостаточной степенью утилизации имеющихся энергоресурсов и нерациональным использованием теплоты. Это объясняется тем, что до настоящего времени разработки не имели научно обоснованной методики проектирования систем комплексного использования теплоты продуктов сгорания.

При разработке схем комплексного энерготехнологического использования теплоты продуктов сгорания природного газа ставится задача выявления резервов вторичных тепловых энергоресурсов и осуществления наибольшей и экономически целесообразной их утилизации.

Исследование возможности использования вторичных тепловых энергоресурсов заключается в следующем:

1. Вовремя раскрыть все варианты совершенствования факторов более эффективного развития производства.

2. Оценить значения их использования в конкретных условиях предприятия.

3. На основе этого установить последовательность использования резервов для получения максимального экономического эффекта от каждой единицы затрат на техническое и организационное совершенствование производства.

При разработке схем комплексного энерготехнологического использования теплоты следует подходить к решению этой проблемы не в рамках отдельного агрегата, а в рамках цеха или целого предприятия потому что только исследование и увязка с энергетической точки зрения действительных и возможных источников и потребителей одновременно может дать максимальный положительный эффект.

В отдельных случаях отказываются от метода комплексного использования теплоты из-за невыгодного пространственного расположения агрегатов. Поэтому особенно важно при проектировании новых предприятий, а также при реконструкции и расширении действующих заводов, предусматривать размещение оборудования, позволяющего обеспечить оптимальные условия для создания энергосберегающей технологии на базе комплексного ступенчатого использования теплоты продуктов сгорания природного газа. Существенное влияние на внедрение и работу установок комплексного использования теплоты продуктов сгорания оказывают режимы работы источника тепловых вторичных энергетических ресурсов и соответствующих потребителей теплоты уходящих газов. Чем дольше и равномернее работает источник продуктов сгорания, тем легче осуществить схемы комплексного использования теплоты, и тем экономичнее они работают (рис. 1).

Рис. 1. Пример эффективной комплексной установки использования теплоты уходящих газов на ТЭЦ с постоянно работающей газотурбинной установкой.

Аккумулирование теплоты продуктов сгорания в установках, состоящих только из технологических устройств, практически невозможно. Решается эта проблема применением теплообменников для нагрева вторичного теплоносителя, которые дают возможность аккумулировать теплоту.

Для обеспечения бесперебойной работы комплексных установок необходимо предусматривать автоматическое поддержание требуемого расхода газов и требуемой температуры.

При всех перечисленных недостатках такие установки комплексного использования теплоты продуктов сгорания дают большой экономический эффект при относительно малых капиталовложениях. Поэтому при разработке всех типов установок комплексного использования теплоты необходимо проверить, в какой последовательности, возможно осуществить соединение технологических агрегатов. Как обязательный элемент в большинстве установок реализуется подогрев воздуха.

Существующие схемы комплексного использования теплоты недостаточно эффективно решают проблему применения теплоты продуктов сгорания для целей теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха. Причиной этого факта является сезонность и неравномерность выхода и потребления теплоты.

Список литературы:

Справочник эксплуатационника газифицированных котельных / Л. Я. Порецкий, Р. Р. Рыбаков, Е. Б. Столпнер [и др.]. – 2-е изд., перераб. и доп. – Ленинград : Недра, 1988. – 608 с.

Шанин, Б. В. Справочник оператора газовых установок / Б. В. Шанин. – Горький : Волго-Вят. кн. изд-во, 1986. – 303 с. : ил.

Шанин, Б. В. Энергосберегающие установки в промышленности и защита воздушного бассейна : учеб. пособие для студентов инженер.-строит. и теплотехн. специальностей / Б. В. Шанин, Е. Е. Новгородский, В. А. Широков. – Нижний Новгород : Волго-Вят. кн. изд-во, 1991. – 256 с. : ил.

Энергосбережение и охрана воздушного бассейна при использовании природного газа : учеб. пособие / Б. В. Шанин, Е. Е. Новгородский, В. А. Широков, А. Ф. Пужайло. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 1998. – 384 с.

Эстеркин, Р. И. Котельные установки (Курсовое и дипломное проектирование) / Р. И. Эстеркин. – Ленинград : Энергоатомиздат, 1989. – 227 с. : ил.

Эстеркин, Р. И. Промышленные парогенерирующие установки / Р. И. Эстеркин. – Ленинград : Энергия, Ленингр. отд-ние, 1980. – 400 с. : ил.