Вторичные энергоресурсы в теплоэнергетике, теплотехнике и теплотехнологии

Подробнее рассмотрим вторичные энергетические ресурсы в трех сферах, таких как: теплоэнергетика, теплотехника и теплотехнология.

Рассмотрим внутренние энергетические ресурсы в теплотехнике. Так как теплотехника — это отрасль техники, которая занимается использованием и получением теплоты в разных сферах, исходя из этого рассмотрим ВЭР на примере металлургии.

Различают вторичные энергетические ресурсы:

• — тепловые (запас тепловой энергии);
• — топливные, или химические (запас химической энергии);
• — потенциальные (запас потенциальной энергии).

Чаще встречаются тепловые. Бывают и комплексные ВЭР (доменный газ, при выходе из печи располагает тепловой, механической и потенциальной энергией).

Рассмотрим использование теплоты продуктов сгорания по теплотехническому (теплотехнологическому), энергетическому и комплексному направлению.

По теплотехническому направлению используется теплота дымовых газов для подогрева воздуха, который поступает в рабочую зону агрегата. Для снижения расхода топлива обычно применяют теплообменные аппараты (регенераторы, рекуператоры).

По энергетическому направлению используют теплообменный аппарат (котел-утилизатор). В данном аппарате, за счет теплоты продуктов сгорания из воды будет получен насыщенный или перегретый пар, который в дальнейшем пойдет на технологические нужды. Расход топлива останется неизменным.

При комплексном использовании теплоты продуктов сгорания сочетаются теплотехнические и энергетические направления. Для этого применяют энерготехнологические агрегаты. В таких агрегатах часть тепловой энергии идет на подогрев воздуха, а часть — на выработку пара.

Рассмотрим вторичные энергетические ресурсы в теплоэнергетике.

В нашем мире общечеловеческой проблемой, связанной с охраной природы, является утилизация отходов. Одним из типов отбросов человеческой жизнедеятельности являются энергетические отходы. Наибольшее количество отбросов возникает в промышленном производстве. Такие энергетические отходы и называют вторичными энергетическими ресурсами.

Классификация энергетических отходов.

Энергетическими отходами называется часть подведенной энергии, которая прямо или косвенно не используется как полезная для выпуска готовой продукции. Общие энергетические отходы равны разности между энергией, поступающей в технологический аппарат, и полезно используемой энергией.

Рис. 1. Схема использования энергетических отходов: 1 — потребитель энергии; 2 — утилизационная установка.

Вторичные энергетические ресурсы можно разделить на два рода:

• — первый род — это энергетический потенциал первичного энергоресурса, который был не до конца использован. Например, продукты неполного сгорания топлива, тепло конденсата, тепло дымовых газов, сбросных вод и другие;
• — второй род — это, когда в ходе их обработки проявляются физико-химические свойства материалов. Например, тепло готовой продукции горючие газы доменных, фосфорных и других печей, теплота экзотермических реакций, избыточное давление жидкостей и газов, возникающее по условию протекания технологического процесса и другие.

Вторичные энергетические ресурсы первого рода нужно стремиться устранить или снизить их выход. После чего, их можно использовать.

Вторичные энергетические ресурсы второго рода — это побочный результат технологии. Тогда, зная, что это побочные результат, необходимо на их базе либо создать комбинированный энерготехнологический агрегат с выработкой одновременно энергетической и неэнергетической продукции, либо утилизировать при помощи специального утилизационного оборудования.

По запасу энергии ВЭР подразделяются на:

• *горючие — запас энергии в виде теплоты сгорания.
• *тепловые — в виде физической теплоты энергоносителя;
• *избыточного давления — в виде потенциальной энергии избыточного давления;
• · комбинированные — это совокупность вышеприведенных (горючие, тепловые, избыточного давления.

Каждый из этих видов ВЭР может быть первого или второго рода.

Для количественной оценки вторичных энергоресурсов рассматривают несколько показателей:

• · выход — это количество ВЭР, образующихся в процессе производства в использующемся технологическом агрегате за единицу времени. Различают удельный и общий выход ВЭР.
• · выработка энергии за счет ВЭР — количество тепла, холода, механической работы или электроэнергии, получаемое в утилизационных установках. Различаются:
• · возможная выработка — это максимальное количество тепла, холода, механической работы или электроэнергии, которое в ходе работы может быть получено за счет данного вида ВЭР, учитывая режимы работы агрегата (источника ВЭР и КПД утилизационной установки);
• · экономически целесообразная выработка — это максимальное количество тепла, холода, механической работы или электроэнергии, которое уместность в утилизационной установке подтверждается экономическими расчетами с учетом энергоэкономического эффекта у потребителя;
• · фактическая выработка — это фактически полученное количество тепла, холода, механической работы или электроэнергии на утилизационных установках.

Также можно выделить направления использования ВЭР. Они бывают такие:

• · топливное направление — это использование горючих ВЭР в качестве топлива;
• · тепловое направление — использование тепла, получаемого в качестве тепловых ВЭР или вырабатываемого за счет горючих ВЭР в утилизационных установках. В том числе выработка холода за счет ВЭР в абсорбционных холодильных установках;
• · силовое (механическое) направление — использование механической энергии избыточного давления, получаемой в силовых установках за счет тепловых или горючих ВЭР;
• · комбинированное направление — получение тепловой и электрической энергии на утилизационных ТЭЦ (УТЭЦ) за счет горючих или тепловых ВЭР.

Производство и использование вторичных энергетических ресурсов в хозяйстве является одним из важнейших и самым эффективным направлением энергосбережения.