Потери теплоты q4 от механической неполноты сгорания топлива

Потери теплоты q₄ от механической неполноты сгорания топлива складываются из трех составляющих: потерь теплоты топлива со шлаком, потерь теплоты с провалом топлива под колосниковую решетку и потерь теплоты с частичками топлива, уносимыми уходящими газами, и также принимаются в зависимости от вида топлива и типа топки (согласно таблицам 7,8).

1.7 Потери теплоты q₅в окружающую среду

Потери теплоты q₅ в окружающую среду зависят от размеров поверхности котлоагрегата, качества обмуровки и тепловой изоляции. В данном случае:

   

По полученным данным можно начертить схему рассчитанного теплового баланса:

		Рисунок 1 – Схема теплового баланса

 

 

          1.8 Ответ на теоретический вопрос №1 - что называют вторичными энергоресурсами (ВЭР)? По каким признакам классифицируют ВЭР?

          Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) — это энергия различных видов, покидающая технологический процесс или установку, использование которой не является обязательным для осуществления основного технологического процесса. Экономически она представляет собой побочную продукцию, которая при соответствующем уровне развития техники может быть частично или полностью использована для нужд новой технологии или энергоснабжения других агрегатов (процессов) на самом предприятии или за его пределами.

          ВЭР делят:

1. Горючие ВЭР;

2. Тепловые ВЭР;

3. ВЭР избыточного давления;

          1.Горючие ВЭР.

           К горючим ВЭР относятся образующиеся в процессе производства основной продукции газообразные, твердые или жидкие отходы, которые обладают химической энергией и могут быть использованы в качестве топлива. Источником горючих ВЭР являются лесная и деревообрабатывающая промышленность, химическая промышленность, сельское и коммунальное хозяйство.

       К горючим ВЭР относятся:

• древесные отходы;

• отходы гидролизного производства;

• отходы целлюлозно-бумажной промышленности;

• отходы от производства аммиака, капролактама;

• сельскохозяйственные отходы (солома и ботва растений);

• городской мусор.

          В настоящее время большое внимание уделяется утилизации твердых древесных отходов, лигнина, отходов сельскохозяйственного производства и т.п. В лесной и деревообрабатывающей промышленности приблизительно половина заготавливаемой древесины идет в отходы. Одной из первостепенных задач является их утилизация путем сжигания с целью получения теплоты.

          Древесные отходы делятся на несколько типов:

• лесосечные отходы (неодревесневшие молодые побеги, хвоя, листья);

• стволовая древесина, кора и древесная гниль.

          Древесина по своему составу включает такие же компоненты, что и твердое топливо, за исключением серы. Особенностью древесных отходов некоторых производств является повышенная влажность. Отходы лесозаготовительных предприятий имеют влажность 45—55%. При этом влажность коры достигает 80 %. Отходы деревообрабатывающего и мебельного производства имеют влажность 10-20 %. Древесина имеет большой выход летучих веществ, что благоприятствует, несмотря на повышенную влажность, устойчивому процессу горения.

          Гранулометрический состав определяют просеиванием через сито.

 Способы сжигания древесных отходов зависят от гранулометрического состава и влажности. Древесную пыль без включения абразивных частиц сжигают факельно-вихревым способом, при наличии абразивных частиц - в циклонных топках. Более крупные отходы эффективно сжигать в слоевых топках с «кипящим» или плотным слоем. Первичная переработка местных древесных отходов может включать изготовление брикетов, что позволяет сжигать их в топках с плотным слоем. Процесс сжигания древесных отходов (рис. 4.1) включает предварительную сортировку и сушку. Сжигание проводится в топке с «кипящим» слоем с частичной рециркуляцией дымовых газов. Это обеспечивает полное сгорание топлива, выносимого с отходящими газами. Сжигание производится с целью получения теплоты и передачи ее энергоносителю - пару или горячей воде, которые могут непосредственно направляться потребителю. Теплота может также преобразовываться в электричество с помощью паровой или газовой турбины.

Рис. 2. Схема использования древесных отходов для получения энергии.

          2.Тепловые ВЭР.

          К тепловым ВЭР относится физическая теплота отходящих газов котельных установок и промышленных печей, основной или промежуточной продукции, других отходов основного производства, а также теплота рабочих тел, пара и горячей воды, отработавших в технологических и энергетических агрегатах. Для утилизации тепловых ВЭР используют теплообменники, котлы-утилизаторы или тепловые агенты. Рекуперация теплоты отработанных технологических потоков в теплообменниках может проходить через разделяющую их поверхность или при непосредственном контакте. Тепловые ВЭР могут поступать в виде концентрированных потоков теплоты или в виде теплоты, рассеиваемой в окружающую среду. В промышленности концентрированные потоки составляют 41 %, а рассеиваемая теплота — 59 %. Концентрированные потоки включают теплоту уходящих дымовых газов печей и котлов, сточных вод технологических установок и жилищно-коммунального сектора. Тепловые ВЭР делятся на высокотемпературные (с температурой носителя выше 500 °С), среднетемпературные (при температурах от 150 до 500 °С) и низкотемпературные (при температурах ниже 150 °С). При использовании установок, систем, аппаратов небольшой мощности потоки теплоты, отводимые от них, составляют небольшую величину и рассредоточены в пространстве, что затрудняет их утилизацию из-за низкой рентабельности.

          3.ВЭР избыточного давления.

          ВЭР избыточного давления могут быть использованы для производства механической работы, теплоты или холода. В первом случае для преобразования используется турбина, сопряженная на одном валу с электрическим генератором. Во втором случае энергия избыточного давления может быть также преобразована в теплоту или холод в соответствии с эффектом Ранка.

          Рассмотрим использование ВЭР избыточного давления в системах распределения природного газа. В магистральных трубопроводах газ транспортируется под давлением 4,5-6,5 МПа. Затем на газораспределительных станциях (ГРС) давление снижается до 1,2 МПа. У конечных потребителей на газоредуцирующих пунктах (ГРП) давление уменьшается до более низких значений, соответствующих технологическим требованиям. В обоих случаях снижение давления происходит без совершения работы, т.е. имеют место непроизводительные потери энергии. Эту энергию можно использовать для производства электричества, установив газотурбинную расширительную станцию (ГТРС), а ГРП использовать как резервную систему. Схема ГТРС, которая может быть использована в системах газоснабжения ТЭЦ, дана на рис. 4.8. Для предотвращения выпадения конденсата на лопатках турбины газ перед подачей в турбину подогревается.

 

Рис.3. Утилизация энергии избыточного давления в системе распределения природного газа