Особенности энергосбережения в высокотемпературных теплотехнологиях реферат

Обновлено: 30.06.2024

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

Введение

В современном мире сложилось состояние сохранения и развития цивилизации на Земле для обеспечения человечества достаточным количеством топлива и энергии. Ограниченные запасы традиционных топливно-энергетических ресурсов заставили обратиться к энергосбережению как к одному из основных элементов современной концепции мирового энергетического развития.

Невозобновляемые источники энергии: Торф, уголь, нефть, природный газ.

Возобновляемые источники энергии: Твердая биомасса и продукты животного происхождения, промышленные отходы, гидроэнергетика, геотермальная энергия, солнечная энергия, энергия ветра, океанские волны и приливы.

Экономия энергии

Энергосбережение означает эффективное использование энергии на всех этапах преобразования энергии — от добычи первичных источников энергии до потребления всех видов энергии конечными потребителями.

Меры по энергосбережению могут быть разными. Одним из наиболее эффективных способов повышения эффективности использования энергии является использование современных энергосберегающих технологий.

Энергосберегающие технологии не только значительно снижают затраты на энергию, но и имеют очевидные экологические преимущества.

Основные направления эффективного энергопотребления

Энергосбережение в компании: Технологии и новые возможности.

К сожалению, энергосбережение в компаниях, как правило, оставляет желать лучшего. Большинство заводов и фабрик имеют высокопроизводительные двигатели, которые потребляют до 60% больше энергии, чем необходимо. Для оптимизации процессов используются электрические приводы со встроенными энергосберегающими функциями. Гибко варьируя скорость в зависимости от нагрузки, можно достичь экономии энергии в 30-50%.

Сокращение теплопотерь и энергосбережение в зданиях различного назначения.

Более 30% всех энергоресурсов используется для отопления жилых, офисных и промышленных зданий. Поэтому энергосберегающие технологии в зданиях неэффективны для различных целей без снижения непроизводительных потерь тепла.

Важнейшей мерой по экономии энергии в зданиях будет также установка отопительных батарей с автоматическим управлением. Использование вентиляционных систем с функцией рекуперации тепла позволит сэкономить еще больше энергии.

Экономия энергии в школе: долгосрочный вклад в будущее.

Успех мер по энергосбережению невозможен без массового распространения информации об энергосбережении среди населения. В настоящее время в нашей стране начинаются кампании по внедрению энергосберегающих технологий в зданиях различного назначения: не только на предприятиях, но и, например, в школах. Энергосбережение в школах имеет огромный потенциал. С детства, привыкнув к бережному использованию электричества, сегодняшние школьники в будущем смогут добиться прорыва в энергосбережении по всей стране. В современных школах активно внедряются экологические программы, издаются учебники, проводятся тренинги, внеклассные мероприятия, конкурсы на лучшие проекты по энергосбережению и др. Все эти меры позволяют нам с уверенностью смотреть в будущее процветания нашей планеты.

Большинство современных энергосберегающих технологий

Ротационные пульсационные установки для отопления и горячего водоснабжения.

Такие генераторы позволяют нагревать воду, инициируя физические и химические процессы в этой воде за счет высокой частоты вращения ротора (5 000 об/мин), сопровождающиеся высоким выбросом тепловой энергии. Ротор машины приводится в действие электродвигателем. Эти теплогенераторы отличаются высокой эффективностью и коэффициентом преобразования энергии, составляющим около 100%. Чем выше мощность агрегата, тем выше его КПД за счет увеличения удельной поверхности ротора-статора.

Минимальная мощность теплогенератора — 5 кВт.

Макс — ограничивается только доступной мощностью двигателя и назначенной мощностью потребителя.

Такие теплогенераторы используются для горячего водоснабжения, автономного отопления зданий и сооружений.

Преимущества вращающегося, пульсирующего нагревателя:

Относительно дешево по сравнению с котельными.

Небольшие монтажные размеры и простота установки в существующую отопительную систему.

Автоматическая система управления позволяет эксплуатировать систему без присутствия персонала.

Специальная обработка воды не требуется.

По сравнению с газовым котлом предельные значения по газу не требуются.

Отсутствуют выбросы продуктов сгорания, т.е. генератор является экологически чистым.

Значительная экономия затрат и быстрая окупаемость в случае замены центрального отопления (от отопительных систем) и горячего водоснабжения гидротермальным генератором

Принцип работы датчика.

Принцип работы роторного пульсационного генератора заключается в перекачивании жидкости через роторно-статорную систему, где линейная скорость потока жидкости достигает 50-100 м/с и, благодаря высоким растягивающим напряжениям, приводит к образованию кавитационных процессов в жидкости, обеспечивая ее нагрев.

Заключение

Суть процессов заключается в образовании и распаде пузырьков пара или газа при адиабатическом нагревании до 10000 С. Тепло вырабатывается самой жидкостью, без поверхностей теплообмена обеспечивает очень эффективный процесс нагрева. КПД гидротермального генератора (отношение полученной тепловой энергии к потребленной электроэнергии) близок к единице.

Список литературы

Образовательный сайт для студентов и школьников

Актуальность энергосбережения в ВТП и ВТУ.
Классификация энергосберегающих мероприятий
в высокотемпературной теплотехнологии.
Мероприятия по уменьшению тепловых и
горючих отходов
Актуальность проблемы энергосбережения в ВТП определяется
совокупностью ряда факторов:
масштабы потребления топлива, электроэнергии и других энергоресурсов;
высокий потенциал энергосбережения;
стоимость и дефицитность энергоносителей;
экологические аспекты энергосбережения;
ограниченные возможности замены топлива атомной энергией.

Стоимость энергоносителей
Страна
Период
Снижение энергоемкости
выплавки стали, %
США
1972 - 83
18
GB/ ФРГ /Фр /Ит
1970 - 84
23/16/10/4
… в целом
1979 - 85
13
Япония
1973 - 84
21
КНР
1980 - 85
13
2

Потенциал энергосбережения
Отрасль
промышленности
Удельный
расход
топлива за
1968 г., кг
ут/т
Потенциальный
удельный расход
топлива при
использовании
технологии,
существующей в
1973 г., кг ут/т
Теоретический
минимальный
удельный расход
топлива,
базирующийся на
анализе
термодинамической
эффективности,
кг ут/т (и КПИ, %)
1
2
3
4
Черная металлургия
1052
686
239 / 22,7%
Нефтепереработка
175
131
16/ 9,2%
Производство
первичного алюминия
7545
6037
1000/ 13,3%
Производство цемента
314
187
32/ 10,2%
3

Использование энергии в процессах
Производство
… стали из железной руды
Теор. минимум,
кг ут/т
240
… стали из металлолома
24
… стали при условии, что
пропорция "чугун/лом" =50/50
133
4

6. Введение

Энергопотребление переделов черной металлургии
Стадия
производства
Образцовый
комбинат
Япония Франция
Нидерланды
Великобритания
Польша
Мексика
Производство:
- кокса
- агломерата
- окатышей
155
58
43
172
55
43
182
63
43
236
62
47
186
70
43
227
90
43
346
68
81
Выплавка чугуна
402
431
451
455
440
575
823
-1
-
-6
-
13
-
23
-
30
-
3
274
47
151
Выплавка стали:
-кисл.-конвертерной
- мартеновской
Формообразование:
- непр. разливка
- традиц.методы
производства слябов
8
9
7
5
8
-
30
26
-
53
43
73
72
71
Полосовой прок.стан
66
73
97
110
132
57
117
Всего энергии на 1 т
полосового рулона
597
709
772
781
808
1124
1213
6

Общий алгоритм решения проблемы
энергосбережения
Установление фактического уровня энергоемкости производства
Определение теоретического минимума энергоемкости, потенциала
энергосбережения
Выбор и ранжирование энергосберегающих мероприятий
7

Нагрев слитков с неполностью затвердевшей сердцевиной
Фирма
Уд. расход топлива, кг/т
Экономия топлива, %
КарМК, слябинг
7,0
28 - 49
ММК, слябинг
Коммунарский,
блюминг
10
8 - 10
55 - 60
Япония:
"Ниппон кокан",
обжимной стан
34 - 42
Касима, обжимной стан
39
США, "Армко", слябинг
70 - 80
12

2.2. Оптимизация состава исходного
материала
Изменение соотношения исходных компонентов
Обогащение исходного материала
Снижение влажности исходного материала
Утилизация отходов
13

Совершенствование топочного процесса
1.Оптимизация коэффициента расхода окислителя
Два случая:
Топливо – только источник энергии.
Топливо – источник энергии и реагент.
2. Совершенствование управления топочным процессом
Компьютерное управление
Импульсное отопление
14

3. Термическая подготовка компонентов горения в
автономном подогревателе
Вариант 1(исходный)
Вариант 2
b .1 b1; bап.1 0
b .2 b2 bап.2 ; bап.2 0
Допущения:
Qтех.1 Qтех.2 Qтех ; Qо.с.1 Qо.с.2 Qо.с ;
топ
топ
топ
H пот
H
H
.1
пот .2
пот ;
Q
р
н ап
Qнр ;
15

Преобразования:
Qтех Qо.с
b 2 топ
топ
H р.2 H пот
Qтех Qо.с
b1 топ
топ
H р.1 H пот
топ
b1 H р.1
топ
H пот
топ
b 2 H р.2
топ
H пот
топ
топ
ап
H р.2
H р.1
H к.г
ап
b2 H к.г
ап
р
ηап
b
H
b
Q
2
к.г
ап н ηап
р
bап Qн
топ
b1 b2 H р.1топ Hпот
bап Qнр η ап
b η кит.1 b ап η ап b bап ηап ηкит.1
Условие энергетической целесообразности
b bап ηап ηкит.1 1
Где
b – экономия топлива в рабочей камере
bап– расход топлива на автономный подогреватель
кит– КИТ рабочей камеры ВТУ до включения автономного подогревателя
ап – КПД автономного подогревателя
16

Тепловая изоляция и герметизация рабочего
пространства ВТУ
Qо.с qо.с
F 1
, кДж/(кг т.п)
Vр.п pv
qо.с
18

Способы снижения потерь в окружающую среду:
Применение лучшей теплоизоляции стен и свода печей
Уменьшение площади открытых отверстий.
Снижение доли тепловых потерь на аккумулирование тепла футеровкой
Применение эффективной и стойкой тепловой изоляции охлаждаемых
элементов
Применение рейтеров на подовых трубах
Герметизация печи
19

Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях, Данилов О.Л., Гаряев А.Б., Яковлев И.В., 2010.

Рассмотрены основные понятия, принципиальные схемы и методы расчета, связанные с рациональным использованием топливно-энергетических ресурсов. Описаны технические решения, обеспечивающие снижение энергозатрат на производство промышленной продукции и процессы жизнедеятельности как на производстве, так и в жилищно-коммунальном секторе. Уделено внимание составу, способам проведения и анализу результатов энергетических обследований промышленных предприятий.
Учебник предназначен для студентов энергетических специальностей высших учебных заведений, может также служить методическим пособием для инженерно-технических работников различных отраслей промышленности и энергоаудиторов, проводящих энергетические обследования и энергетическую паспортизацию промышленных предприятий и объектов жилищно-коммунального хозяйства.

Классификация топливно-энергетических ресурсов Основные понятия и определения.
Топливно-энергетические ресурсы — это совокупность природных и произведенных энергоносителей, запасенная энергия которых при существующем уровне развития техники и технологии доступна для использования в хозяйственной деятельности. Топливно-энергетические ресурсы делятся на первичные и вторичные.

К первичным энергетическим ресурсам относятся ресурсы, получаемые непосредственно из природных источников для последующего преобразования в другие виды энергии либо для непосредственного применения. Часто первичные ресурсы не могут быть использованы непосредственно и должны быть извлечены и подготовлены к дальнейшему потреблению.

Первичные ресурсы подразделяют на возобновляемые и невозобновляемые.
Вторичные энергетические ресурсы — это энергетические ресурсы, получаемые в виде побочных продуктов основного и вспомогательного производства в различных технологиях.

Топливно-энергетические ресурсы включают в себя не только источники получения энергии, но и произведенные энергетические ресурсы, к которым относят, в первую очередь, тепловую энергию (чаще всего передаваемую в виде горячей воды и водяного пара) и электрическую энергию и которые получают, используя энергию первичных и вторичных энергоресурсов. Электрическая энергия впоследствии может быть снова преобразована в другие виды энергии.

СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие
Глава 1. Виды топливно-энергетических ресурсов
1.1. Классификация топливно-энергетических, ресурсов
1.2. Единицы измерения топливно-энергетических ресурсов
Контрольные вопросы ,
Глава 2. Энергетика России и актуальность рационального использования энергоресурсов
2.1. Динамика топливно-энергетического баланса и показатели потребления энергоресурсов в России и в мире
2.2. Актуальность энергосбережения в России
2.3. Структура энергетики страны
Контрольные вопросы
Глава 3. Методы и критерии оценки эффективности использования энергии
3.1. Общие положения
3.2. Термодинамические показатели оценки энергетической эффективности и особенности их применения в теплотехнике и теплотехнологиях
3.3. Технические (натуральные) показатели оценки энергетической эффективности
3.4. Экономические показатели оценки энергетической эффективности
Контрольные вопросы
Глава 4. Энергобалансы потребителей топливно-энергетических ресурсов
4.1. Виды энергобалансов
4.2. Балансы потребления и использования энергии на промышленном предприятии. Энергетический паспорт потребителей ТЭР
4.3. Энергетический баланс и энергетический паспорт здания
Контрольные вопросы
Глава 5. Нормирование потребления энергоресурсов.
5.1. Нормирование потребления энергоресурсов в зданиях и сооружениях
5.2. Нормирование потребления энергоресурсов в промышленности
5.3. Нормативные эксплуатационные технологические затраты и потери тепловой энергии в тепловых сетях
Контрольные вопросы
Глава 6. Методы энергосбережения при производстве тепловой энергии
6.1. Виды источников тепловой энергии
6.2. Энергосбережение в котельных
6.3. Особенности энергосбережения на ТЭЦ промышленных предприятий
Контрольные вопросы
Глава 7. Энергосбережение в системах транспортировки и распределения тепловой энергии
7.1. Общие сведения о передаче тепловой энергии. Схемы присоединения потребителей к тепловым сетям
7.2. Потери энергии и ресурсов в тепловых сетях
7.3. Меры по сокращению потерь энергии и ресурсов в тепловых сетях
Контрольные вопросы
Глава 8. Энергосбережение в теплотехнологиях
8.1. Принципиальные схемы технологий и структуры энергообеспечения предприятий
8.2. Энергосбережение в высокотемпературных технологиях
8.3. Рациональное энергоиспользование в низкотемпературных технологиях
Контрольные вопросы
Глава 9. Рациональное использование энергии в зданиях и сооружениях
9.1. Инженерные системы обеспечения жизнедеятельности в зданиях и сооружениях
9.2. Общие принципы энергосбережения в зданиях и сооружениях
9.3. Типовые энергосберегающие мероприятия и оценка энергосберегающих эффектов
Контрольные вопросы
Глава 10. Вторичные энергетические ресурсы
10.1. Виды ВЭР и направления их использования
10.2. Экономия энергии при утилизации ВЭР
10.3. Принципиальные возможности использования вторичных энергоресурсов,
10.4. Использование низкопотенциальной теплоты с помощью теплонасосных установок
10.5. Использование ВЭР в целях получения холода с помощью теплонасосных установок
10.6. Применение детандер-генераторных агрегатов при утилизации ВЭР
Контрольные вопросы
Глава 11. Энергосбережение при электроснабжении и электропотреблении
11.1. Общие сведения о системах электроснабжения промышленных предприятий и объектов ЖКХ
11.2. Определение нагрузок при потреблении электроэнергии
11.3. Качество электроэнергии и его влияние на работу потребителей, затраты энергии и ресурсов
11.4. Направления эффективного использования электрической энергии
Контрольные вопросы
Глава 12. Основы энергоаудита
12.1. Общие положения
12.2. Нормативная база энергоаудита
12.3. Задачи и виды энергоаудита
12.4. Методология энергоаудита промышленного предприятия
12.5. Энергоаудит системы воздухоснабжения
12.6. Энергоаудит теплотехнологической установки
Контрольные вопросы
Глава 13. Учет энергетических ресурсов
13.1. Значимость учета энергетических ресурсов
13.2. Приборы учета тепловой энергии и теплоносителя
13.3. Учет тепловой энергии в различных системах теплоснабжения
Контрольные вопросы
Приложение. Некоторые методы и оборудование для эффективного использования энергии
Список литературы
Основные термины и понятия, используемые в тексте
Предметный указатель.

Промышленный теплотехнологический комплекс является одним из основных потребителей ТЭР. Только одни высокотемпературные теплотехнологические системы по уровню прямого потребления топлива конкурируют с ТЭС страны. В тоже время эти системы харектеризуются низким КПД топливоиспользования, а также исключительно большим потенциалом экономии топлива. Так, повышение среднего КПД топливных печей страны в 2 раза приведёт к годовой экономии топлива, примерно в 35 – 40 раз превышающей экономию топлива при производстве электроэнергии на ТЭС страны.

В отходящих газах топок котлов и высокотемпературных технологических агрегатов имеются частицы уноса материалов, которые находятся в твёрдом, жидком, парообразном состоянии и способны загрязнять поверхности нагрева технологических аппаратов, существенно снижая эффективность их работы. Для очистки поверхностей нагрева применяют обдувочные устройства, дробеочистка, виброочистка, импульсная очистка.

Котлы-утилизаторы (КУ) применяют для внешней энергетической утилизации тепловых отходов различных теплотехнологических установок, не используемых или частично используемых для регенерации в технологическом процессе: теплоты отходящих газов технологических установок, теплоты технологической продукции, шлаковых отходов и пр.

Использование тепловых отходов в КУ обеспечивает получение дополнительного пара, горячей воды, не водяного технологического теплоносителя и т.п., что приводит к экономии топлива на предприятии.

Так как технологический процесс промышленных печей характеризуется, прежде всего, высокой температурой, то возникает необходимость организации охлаждения элементов их конструкций. Это преследует две основные цели - не допустить разрушения конструкции и, при этом, утилизировать теплоту в системах охлаждения. Как правило, в качестве охлаждающих систем для высокотемпературной технологии используется испарительное охлаждение, что позволяет за счёт высокой теплоотдачи при испарении существенно снизить количество необходимой воды и минимизировать затраты на устройство самой системы охлаждения.

Физическая теплота раскалённого кокса в тепловом балансе коксовой печи имеет существенный вес, но при мокром тушении кокса она теряется безвозвратно.

Полезное использование теплоты раскалённого кокса возможно при его сухом тушении. При этом получают энергетический пар. На рис. 38 показана принципиальная схема установки для сухого тушения кокса (УСТК).

Раскалённый кокс при температуре 1000 - 1100 0 С поступает в тушильную камеру. Через кокс противоточно продуваются инертные газы (продукты сгорания), которые, охлаждая кокс до 200 - 250 0 С, нагреваются до 750 - 800 0 С. Нагретые газы, проходя котёл, охлаждаются до 150 - 170 0 С и дымососом вновь подаются в нижнюю часть тушильной камеры.

Читайте также: