Использование низкопотенциальных энергоресурсов

Дата добавления: 2014-05-20 | Просмотров: 1569

7.1. Направления и схемы использования отработавшего пара

Отработавший производственный пар паровых молотов, прессов и штамповочных машин имеет давление 0,13...0,15МПа. Давление отработавшего пара насосов нефтеперерабатывающих заводов достигает 0,2..0,3МПа. Пар от паровых машин, приводящих в движение прокатные станы, поступает в барометрические конденсаторы смешения с давлением 0,035...0,04МПа. На некоторых производствах давление отработавшего пара достигает значительных величин. Например, на маргариновых заводах давление пара после автоклавов составляет около 1МПа. В значительных пределах колеблется давление соковых или вторичных паров выпарных установок. Однако, несмотря на широкий диапазон колебания давления, отработавший пар в основном имеет низкое давление.

Отработавший пар ряда производств загрязнен механическими и агрессивными химическими примесями. Некоторые производственные агрегаты работают с переменной нагрузкой, что ведет к образованию прерывистых потоков отработавшего пара. Все это усложняет использование отработавшего пара и вызывает необходимость предварительной очистки пара от загрязнения, преобразования прерывистых потоков отработавшего пара в постоянный поток теплоты, а также повышения давления отработавшего пара при помощи тепловых трансформаторов.

Отработавший производственный пар используется для технологических целей, теплоснабжения, выработки электроэнергии, комбинированно для выработки электроэнергии и теплоснабжения, получения холода.

Использование отработавшего пара для технологических целей чрезвычайно разнообразно и определяется в каждом отдельном случае характером технологического процесса. Например, пропарка бетона, подача пара в газогенератор при получении смешанного или водяного газа, нагрев аммиака на заводах азотной промышленности, разогрев вязкого мазута, увлажнение доменного дутья и т. п.

Это направление является наиболее простым по выполнению, капитальные затраты и эксплуатационные расходы незначительны, а энергетический эффект весьма высок, так как коэффициент регенерации теплоты зависит только от температуры отводимого конденсата и составляет не менее 85 %, а при использовании конденсата в технологическом процессе равен 100 %.

Теплоснабжение. По схеме использования отработавшего пара для теплоснабжения (рис. IX. 1) отходящий от производственной установки 1 отработавший пар проходит через очистительное устройство 2 и направляется к тепловому потребителю 3. При резких колебаниях количества пара, потребляемого производственной установкой, на линии острого пара применяется установка пароводяного аккумулятора 5. При несоответствии режимов отхода отработавшего пара и тепловых нагрузок теплового потребителя устанавливается аккумулятор 4.

Рис. IX. 1. Принципиальная схема использования отра­ботавшего пара для тепло­снабжения.

По схеме теплоутилизационной установки с подогревателями смешения (рис. IX.2) отработавший пар, пройдя пароочиститель 1, поступает в пленочный подогреватель смешения 2. От потребителей 4 и 5 сетевая вода направляется в коллектор 3 и подогреватель смешения, где подогревается отработавшим паром. Из подогревателя вода поступает в сборный бак 9, откуда насосами 8 подается в тепловую сеть 6. При повышенном расходе теплоты у потребителей вода дополнительно подогревается острым паром в пиковом подогревателе 7. Эту схему можно применять при высококачественной очистке пара от загрязнений и отсутствии требования о возврате конденсата. Если конденсат подлежит возврату в котельную, то установка выполняется с поверхностными подогревателями.

Рис. IХ.3. Схемы использования отработавшего пара для выработки электроэнергии:

1 – производственный агрегат; 2 – пароочиститель; 3 – турбина мятого пара; 4 – турбина двойного давления; 5, 6 – тепловые аккумуляторы; 7 – котел: 8 – теплофикационная турбина.

Выработка электроэнергии. Отработавший пар для выработки электроэнергии может использоваться в турбинах мятого пара, в турбинах двойного давления, а также в теплофикационных турбинах с промежуточным подводом пара. Установки с турбиной мятого пара (рис. IX.3, а) предназначены для выработки электроэнергии только за счет отработавшего пара. В связи с тем что возможны перерывы в поступлении отработавшего пара от производственного агрегата, тепловые аккумуляторы, особенно аккумулятор 5, должны выполняться со значительной аккумулирующей способностью. Работа установки с турбинами двойного давления протекает в более благоприятных условиях, так как в турбину 4 (рис. IX.3, б) независимо от работы производственного агрегата 1 обеспечено непрерывное поступление пара и аккумулятор 6 обычно в этом случае не устанавливается. При наличии на предприятии местной ТЭЦ отработавший пар может быть использован в теплофикационных агрегатах (рис. IX.3, в).

Энергетическая эффективность использования отработавшего пара для выработки электроэнергии, как правило, не зависит от общей схемы энергоснабжения данного предприятия. Это поясняется тем, что утилизационная электрогенерирующая установка замещает в общем случае соответствующую мощность конденсационной электростанции.

В связи с тем, что электроснабжение сезонного характера не имеет, а избытки выработанной электроэнергии всегда могут быть переданы в общую электросеть, то, как правило, коэффициент σ равен или близок к единице. Это значительно облегчает круглогодичное использование отработавшего пара и делает весьма перспективными комбинированные установки для теплоснабжения и выработки электроэнергии.