Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Раціональне використання енергоресурсів
Споживання енергоресурсів у всьому світі безперервно збільшується, млрд т умовного палива: 1900-1925 pp. – 30; 1950-1975 pp. – 95; 1925-1950 pp. – 50; 1975-2000 pp. – 300-450. Нині на одну людину припадає в середньому в США – близько 7 т енергоресурсів, у Японії – 1,5-5 т, а в країнах, що розвиваються, – 0,15- 0,3 т у нафтовому еквіваленті (нафтовий еквівалент 1 т = 44 ∙ 1015 Дж). У період з 1990 по 2000 р. споживання енергоресурсів на 1 людину збільшилося приблизно в 5 разів. Задоволення зростаючих потреб населення полягає в раціональному використанні енергоресурсів, якого досягають кількома шляхами: 1) реструктуризацією енергоємних галузей господарства з використанням менш енергоємних; 2) економією енергоресурсів у всіх галузях господарської діяльності; 3) використанням нетрадиційних джерел енергії; 4) використанням вторинних енергетичних ресурсів (ВЕР), тобто утилізацією відходів теплоти й енергії. Ці шляхи реалізуються відповідно до закону енерговіддачі в природокористуванні: у процесі добування з природних систем корисної продукції з часом (в історичному аспекті) на її виготовлення витрачається в середньому дедалі більше енергії (зростають енергетичні витрати на одну людину). Так, якщо в неоліті витрати на одну людину становили 42 000 кДж (близько 10-12 тис. кДж для харчування), наприкінці середніх віків – 92 000 кДж, то в 1970 р. на одного жителя США – 964 000 кДж. Ці потреби, очевидно, зростатимуть і надалі. Враховуючи вичерпність викопного палива та забруднення довкілля відходами енергетики, дедалі більше зростатиме значення відновних джерел енергії. За прогнозами, до 2020 р. ці джерела замінять близько 2,5 млрд т палива. їх частка у виробництві електроенергії й теплоти становитиме 8 %. Отже, дедалі більше використовуватимуть енергію Сонця (геліостанції), вітру (вітродвигуни), геотермальні теплові електростанції (геоТЕС), енергію океанів у вигляді теплоти, енергії течій, хвиль і припливів. Для виробництва електричної й теплової енергії у лісопереробній промисловості використовують біомасу – енергоносії рослинного походження. Турбогенератори, що працюють на продуктах газифікації біомаси, можуть успішно конкурувати з традиційними тепловими, ядерними та гідравлічними енергоресурсами. Істотним резервом економії енергії є використання вторинних енергетичних ресурсів (теплових відходів). На машинобудівних підприємствах тепловими відходами є фізична теплота викидних газів, охолодження нагрівних і термічних печей та вагранок, теплота відпрацьованої пари ковальсько-пресового обладнання тощо.
У чорній та кольоровій металургії до теплових ВЕР належать фізична теплота основної продукції та відходів виробництва, теплота викидних газів мартенівських і доменних печей, конверторів, нагрівних печей прокатного виробництва, а також відведена теплота після охолодження агрегатів. У хімічній промисловості в значних кількостях ВЕР утворюються в результаті виробництва сульфатної та нітратної кислот, аміаку, каустичної соди, добрив, хімічних волокон і пластмас. Це теплота викидних газів, фізична теплота охолодних рідин промивних ванн, теплообмінників, теплота відпрацьованої пари й конденсату тощо. На підприємствах нафтопереробної промисловості ВЕР – це фізична теплота продукційного потоку, викидних газів трубчастих печей і печей спалювання гідрогенсульфіду, установок регенерації каталізатора, фізична теплота після спалювання токсичної органіки і теплота охолодної води. Вторинні енергетичні ресурси є також на тепло- і електростанціях (ТЕС і ГЕС). На ТЕС – це теплота охолодної води конденсаційних пристроїв, на ГЕС – відходи тепловиділення в електрогенераторах. Джерелами ВЕР є викидні димові гази котелень або відведені продукти спалювання в газотурбінних установках, нагріта охолодна вода із системи охолодження генераторів електростанцій, на АЕС – теплота конденсату і охолодних систем. Утилізацію відходів теплоти й енергії здійснюють, безпосередньо використовуючи їх у процесах, які були джерелом цих відходів, або в інших, та за допомогою теплообмінних пристроїв різної конструкції – рекуператорів, регенераторів, котлів-утилізаторів, а також в інших конструкціях, наприклад агрегатах мотор-насос-турбіна. Відпрацьовані пару й гарячу воду використовують зазвичай безпосередньо (без трансформації в інші енергоносії) для опалення та гарячого водозабезпечення. Теплоту викидних газів можна використати для сушіння, випарювання, дистиляції та здійснення інших процесів.
У хімічній та деяких інших галузях промисловості утилізовану теплоту продуктів реакції використовують для попереднього нагрівання сировини (реагентів), що надходить у ті самі апарати. Таке нагрівання здійснюють у рекуператорах, регенераторах і теплообмінниках. Реагенти надходять у теплообмінник 1 (рис. 9.1), де нагріваються за рахунок теплоти гарячих продуктів, які виходять з реакційного апарата 2, а потім подаються в реактор. За цією схемою теплообмін між гарячими й холодними продуктами відбувається через стінки труб теплообмінника. Апарати подібного типу називають рекуператорами (теплообмінниками).
Рис. 9.1. Схема використання теплоти продуктів реакції або відхідних газів: 1 – телообмінник; 2 – реактор
Рис. 9.2. Схема роботи регенератора: 1-8 – заслінки; А, Б – камери регенератора
Регенератори (рис. 9.2) застосовують для утилізації теплоти газів. Вони складаються з періодично діючих камер, заповнених насадкою з вогнетривкої цегли. Для створення безперервного процесу потрібно мати не менш як два регенератори. Гарячий газ спочатку проходить через регенератор А, нагріває його насадку, а сам охолоджується. Холодний газ проходить через регенератор Б і нагрівається за допомогою попередньо нагрітої насадки. За такого режиму роботи непарні заслінки 1, 3, 5, 7 закриті, а парні – 2, 4, 6 і 8 – відкриті. Після нагрівання насадки регенератора А і охолодження насадки регенератора Б здійснюють перемикання і гарячий газ спрямовують у регенератор Б, а холодний – у регенератор А. При цьому парні заслінки мають бути відкритими, а непарні – закритими. Після охолодження насадки регенератора А і нагрівання насадки регенератора Б знову здійснюють перемикання. За організації такої періодичної роботи регенераторів забезпечується постійне нагрівання холодного газу за рахунок теплоти гарячого газу, який викидається. Теплоту газуватих продуктів реакції і викидних газів часто використовують для виробництва пари в котлах-утилізаторах (рис. 9.3). Гарячі гази рухаються по трубах 4, розміщених у корпусі котла. В міжтрубному просторі знаходиться вода, яка надходить через штуцер 5. Пара, що утворилася, проходить через вологовіддільник 2 і виводиться з котла через кран 1.
Рис. 9.3. Котел-утилізатор: 1,5 – крани; 2 – вологовіддільник; 3 – корпус з водою; 4 – труби
Рис. 9.4. Схема агрегату мотор-насос-турбіна: 1 – башта; 2 – мотор; 3 – турбіна; 4 – насос
У процесах, які проводяться за високих тисків, для зменшення витрат електроенергії, що перетворюється на механічну, прагнуть використати енергію стиснутих газів або рідини, що перебуває під тиском. Для цього можна використовувати агрегати мотор-насос-турбіна (рис. 9.4). Газ, що перебуває під тиском, надходить у нижню частину башти і омивається зрошувальною рідиною. Газ виходить з верхньої частини башти, а рідина – з нижньої. Поряд з баштою розташований агрегат мотор-насос- турбіна, в якому мотор, колесо турбіни й робочі колеса багатоступінчастого насоса мають спільний вал. Насос подає рідину на зрошення башти. Рідина, що витікає з башти і перебуває під тиском, потрапляє на лопатки турбіни, обертає колесо турбіни і втрачає енергію. Оскільки колеса турбіни й насоса знаходяться на одному валу, енергія рідини використовується для роботи насоса й подавання рідини на зрошення башти. Аналогічно використовують енергію стиснутих газів. Одним з істотних напрямів раціонального використання енергетичних ресурсів є створення енерготехнологічних комплексів. Прикладом таких комплексів може бути виробництво сульфатної кислоти з колчедану. В результаті спалювання останнього добувають сірчистий газ, нагрітий до високої температури. Після його охолодження і очищення отримують сульфатну кислоту, а за допомогою утилізованої теплоти в котлах-утилізаторах – підігріту водяну пару, яку використовують в інших виробництвах на тому самому підприємстві або для комунального теплозабезпечення.
Використання вторинних енергетичних ресурсів підвищує коефіцієнт використання енергії, який визначають за формулою
ηe = W т ∙ 100/ W пр, %,
де W ті W пр – відповідно кількість енергії, яка витрачена теоретично і практично на отримання одиниці продукції. Ефективність використання теплоти визначається тепловим коефіцієнтом корисної дії ηт, який обчислюють за формулою
ηт = Q т ∙ 100/ Q пр, %, де Q ті Q пр – відповідно кількість теплоти, яка теоретично і практично витрачається на здійснення процесу. Чим більші ηeі ηт, тим ефективніше використовуються енергія й теплота для здійснення різних процесів.
|
|||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 321; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.21.231.245 (0.009 с.) |