Підвищення ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів
Основні способи організації енергозберігаючих технологій
Конкретний спосіб поліпшення енергетичних і ексергетичної показників для різних виробництв і процесів різні, але є і загальні прийоми зниження енерговитрат.
Найбільш поширеним і ефективним способом є регенерація енергії. Сутність регенерації полягає в передачі енергії від виходять з агрегату потоків до вхідних. Наприклад, багато великих нагрівальні і плавильні печі обладнані теплообмінниками, в яких повітряне дуття (а іноді й газоподібне паливо) підігрівається димовими газами (рис. 24.2).
Дуже важливо, що регенерація дозволяє не просто утилізувати теплоту відхідних газів, але знижує витрату палива і, крім того, покращує роботу самої печі, оскільки температура горіння при використанні підігрітого повітря зростає. Поліпшуються умови, а відповідно і повнота горіння палива, різко посилюється теплообмін випромінюванням між потоком газу і нагріваються виробами.
У ряді випадків регенерацію теплоти доцільно використовувати й на низькотемпературних потоках. Наприклад, теплотою вентиляційних викидів можна підігріти потік повітря, що подається в приміщення, зменшивши, таким чином, витрата енергії на опалення.
Досить ефективно регенерувати і холод. Наприклад, для пневмотранспорту цементу і в ряді інших випадків потрібно сухе повітря (без водяної пари). Осушку повітря можна здійснити за рахунок його охолодження (рис. 24.3), при цьому волога сконденсіруется або вимерзне, якщо в виморажівателе t lt; 0 ° С. Використання при цьому теплообмінника 1 різко скорочує потужність холодильної машини 3 і витрата енергії на її привід.
Регенерувати можна не тільки теплову енергію, але й енергію надлишкового тиску. Наприклад, якщо в реакційній камері 1 (рис. 24.4) за умовами технології необхідно надлишковий тиск, то вихідні продукти 2 доводиться стискати компресором 3, витрачаючи на це електроенергію. Однак частина цієї енергії, а іноді навіть більше енергії, ніж витрачено (якщо, наприклад, в реакторі/збільшується обсяг газів), можна повернути (регенерувати) за рахунок розширення виходять продуктів 4 в турбіні 5. Електромашина 6 при цьому відіграє роль пускового двигуна, а також джерела відсутньої або споживача надлишкової потужності (в останньому випадку електромашина працює в режимі генератора). Хорошим прикладом використання енергії тиску є турбіна-расширитель, встановлювана за доменною піччю для спрацьовування надлишкового тиску доменного газу. Причому в цьому випадку зручніше всю вироблювану турбіною енергію перетворювати в електроенергію за допомогою генератора, а компресори, нагнітають повітря в піч, приводити в рух від електродвигунів, т. Е. Здійснювати енергетичну зв'язок через електричну мережу.
Регенерація теплоти найефективніше працює спільно з принципом протитоку, відповідно до якого нагріваються продукти або деталі повинні рухатися назустріч охолоджуваним, від яких вони отримують енергію. На рис. 24.2 спеціально допущена неточність і принцип протитоку використаний тільки в самій печі (гарячі гази і деталі), а воздухоподогреватель узятий з перехресним рухом середовищ. Протиточний теплообмінник, як, наприклад, зображений на рис. 24.3, дозволив би сильніше знизити температуру відхідних з печі газів, а отже, і більшою мірою зменшити втрату теплоти разом з ними.
У цілому потрібно прагнути, використовуючи принципи регенерації і протитоку, наблизити параметри всіх вихідних потоків до параметрів вхідних, зменшуючи, таким чином, зовнішній підвід енергії. Як вже було показано, це не суперечить вимогам технологічного процесу нагрівати, охолоджувати або стискати середовища або матеріали на проміжних стадіях. Створюючи енергозберігаючі технології (або енерготехнологій), як, втім, і будь-яке безвідходне виробництво, доцільно підходити до нього комплексно, об'єднуючи проміжні етапи.
Не треба забувати, що прийняті оцінки ефективності використання енергії в значній мірі відображають технічний рівень сьогоднішнього (а іноді і вчорашнього) дня. Наприклад, ККД печі для нагріву металу оцінюється як відношення кількості теплоти, сприйнятої металом, до теплоти спаленого палива. Але в народному господарстві нагрітий метал не потрібен. І якщо, охолодивши його, використати цю теплоту (такі установки є), то ККД печі за сучасними уявленнями може виявитися вище 100%.
У ряді випадків взагалі вдається при кращій організації виробництва виключити деякі технологічні процеси, в тому числі і процеси нагріву. Наприклад, починає практикуватися термообробка б...
