1. Методи використання теплових вторинних ресурсів
1.1 Використання теплових ВЕР можливо за трьома напрямками
В
Рис. 1.1 - Схема нагрівальної печі з регенерацією теплоти відхідних газів [1]:
1 - пальник, 2 - робочий об'єм печі, 3 - нагріваються деталі;
4 - повітронагрівач
В
Рис. 1.2 - Схема установки для осушування компресорного повітря [1]:
1 - теплообмінник; 2 - конденсатор або виморажіватель;
3 - холодильна машина
1.2 Установки для зовнішнього теплоспоживання
Теплові ВЕР газових потоків з високою (> 400 В° С) і середньої (100-400 В° С) температурою зазвичай використовують для виробництва пари і гарячої води за допомогою парових або водогрійних котлів-утилізаторів. Котли-утилізатори дуже широко застосовуються в промисловості. Широко поширені в даний час системи випарного охолодження елементів високотемпературних печей. У печах багато елементів доводиться робити з металу - насамперед це несучі і підтримуючі балки, на них лягати велике навантаження, яку не витримають вогнетривкі матеріали. Практично неможливо робити з вогнетривів і рухомі елементи, особливо ті, які повинні герметично закриватися, наприклад завалочні вікна, шибери, перекривають прохідний перетин газоходів і т. п. Але метали можуть працювати тільки при помірних температурах до 400-600 В° С, а температура в печі набагато вище. Тому металеві елементи печей роблять порожнистими і всередині них циркулює охолоджуюча вода. Для виключення утворення накипу і забруднень усередині охолоджуваних елементів вода повинна бути спеціально підготовленою. Крім того, цю воду потрібно прохолоджувати або скидати. І в тому, і в іншому випадку відбувається забруднення навколишнього середовища.
Всі ці недоліки виключаються, якщо в охолоджувані елементи печі подають воду з контуру циркуляції парового котла-утилізатора (рис. 1.3).
Охолоджувані елементи печі тут виконують роль випарної поверхні, в якій теплота вже не скидається в навколишнє середовище, а йде на вироблення пари. Харчування котлів здійснюється хімічно очищеною водою, тому накипу і забруднень всередині охолоджуваних елементів не утворюється, і термін їх служби в 1,5-3 рази більше, ніж при охолодженні необробленої проточною водою.
В
Рис. 1.3 - Спрощена схема котла-утилізатора з системою випарного охолодження [1]:
1 - живильний насос, 2 - водяний економайзер, 3 - испарительная поверхню котла; 4 - пароперегрівач; 5 - барабан котла; 6 - охолоджувані елементи печі; 7 - циркуляційний насос
Система випарного охолодження може працювати і як самостійний паровий котел, але потужність його буде занадто малою. При комплексному підході до утилізації теплоти від газів і охолоджуваних елементів конструкції печі значно скорочуються витрати на допоміжне обладнання, комунікації, обслуговування і т. п.
Іноді Неможливо використати теплоту розпечених твердих продуктів. На багатьох металургійних комбінатах зараз працюють установки охолодження (технологи кажуть В«сухого гасінняВ») коксу (УСТК), в яких охолоджується вивантажуваний з коксових батарей кокс з температурою понад 1000 В° С.
Особлива складність цієї установки полягає в тому, що кокс - горючий матеріал. Тому для його охолодження використовують інертний азот, а всю установку герметизують, по можливості запобігаючи витоку азоту.
Розпечений кокс в спеціальних вагонах швидко (оскільки на повітрі він горить) транспортується від коксової батареї і завантажується в герметичну фор-камеру 1 (Рис. 1.4), потім надходить у камеру гасіння 2, в якій він знизу вгору продувається інертним газом. За рахунок поступової вивантаження знизу кокс щільним шаром рухається зверху вниз протитечією до охолодному газу. В результаті кокс охолоджується за 1000-1050 В° С до 200-250 В° С, а газ нагрівається з 180-200 В° С до 750-800 В° С. Через спеціальний отвір 3 та пилеосадітельних камеру 4 гази потрапляють в котел-утилізатор 5. У ньому за рахунок охолодження 1 т коксу отримують приблизно 0,5 т пари досить високих параметрів р = 3,9-4,0 МПа і t = 440-450 В° С. Після котла-утилізатора охолоджений газ ще раз очищають від пилу в циклоні 6 і вентилятором 1 знову направляють в камеру гасіння під спеціальний розсікач для рівномірного розподілу по перетину камери.
Сухий спосіб охолодження в порівнянні з традиційним, коли розпечений палаючий кокс дійсно В«гасятьВ», поливаючи водою, дозволяє не тільки отримати додаткову енергію (утилізувати ВЕР), а й підвищує якість коксу, зменшує його втрати за рахунок вигорання в процесі гасіння, виключає витрату води, а головне - дозволяє уникнути забруднення атмосфери пором і коксової пилом.
Аналогічні схеми утилізації теплоти інших твердих речовин можна використовувати тільки при досить великої продуктивності, інакше це буде економічно не вигідно з причин, вказаних вище. Продуктивність УСТК по коксу складає 50-56 т/ч...
