Kwessies van energiebesparing word meer akuut namate die kragpotensiale van moderne verbruikers toeneem. Beide in die huishoudelike sfeer en in die industrie vereis die tegniese middele, eenhede en kommunikasienetwerke wat gebruik word toenemende hoeveelhede energiebronne. Dit dwing ons om na nuwe, alternatiewe bronne van hitte, elektrisiteit en ander vorme van energie-opwekking te soek. Ten spyte van die aktiewe ontwikkeling van natuurlike energiedraers, laat hierdie segment ons steeds nie toe om op die volledige vervanging van tradisionele opwekkingstasies te reken nie. Terselfdertyd is daar aansienlike belangstelling in sekondêre energiebronne (SER), wat grootliks gratis is, maar minder investering in die skepping van 'n diensinfrastruktuur verg. Die kenmerke van die sekondêre energieproduk eindig egter nie daar nie.
Definisie van VER
Daar is twee fundamenteel verskillende maniere om energie op te wek - natuurlik en industrieel(kunsmatig). In die eerste geval word die energie van natuurlike verskynsels en prosesse gebruik - byvoorbeeld die vloei van water, sonstraling, wind, ens. Die kompleksiteit van die gebruik van sulke hulpbronne is te wyte aan tegniese probleme van 'n organisatoriese aard - in die besonder, die onstabiliteit van energieophoping. Industriële energie-opwekking in hierdie sin is meer beheerbaar, maar dit vereis grondstowwe om reaksies te verseker, waartydens hitte, elektrisiteit, gas, ens.. Die kombinasie van primêre en sekondêre energiebronne vind net binne die bedryfsiklus van kragopwekkerstasies plaas. Die feit is dat die hoofbronne nie ten volle gebruik word nie, en hul oorskot word daarna weggedoen of herwin. Stasies van sekondêre kragopwekking werk op dieselfde basis.
Wanneer die beginsels van die gebruik van VER oorweeg word, sal dit nie oorbodig wees om na die konsep van energiepotensiaal te verwys nie. Dit is die hoeveelheid energie wat teoreties gegenereer kan word tydens die verwerking van afval, neweprodukte van produksie en intermediêre grondstowwe wat nie in die primêre siklus verbruik word nie. In hierdie geval kan die uitdrukking van die potensiaal in die vorm van energie anders wees. Voorrade van verskeie afvalstowwe word voorgestel as fisiese of chemies gebonde hitte, oormatige druk, kinetiese energie of vloeistofdruk.
Dus, die definisie van sekondêre hulpbronne vir die bedryf van kragsentrales is soos volg: dit is die energiepotensiaal wat gegenereer kan word as gevolg van die tegnologiese proses om onderbenutte afval of produkte van die hoofproduksie te verwerk. Terselfdertyd kan beide die afval self en die metodes van die verdere verwerking daarvan verskil.
VER kenmerke
Dit is opmerklik dat hierdie konsep van energie-opwekking vir 'n lang tyd nie deur groot verbruikers oorweeg is nie weens die gebrek aan akkurate metodes vir die berekening van doeltreffendheid en energiepotensiaal. Vandag is die herwinning van hulpbronne gebaseer op 'n omvattende ontleding van 'n wye reeks aanwysers, wat dit moontlik maak om die maksimum voordeel uit dieselfde industriële afval te haal. Die mees algemene ontwerpeienskappe van hierdie tipe hulpbronne sluit die volgende in:
- Uitsetenergiekoëffisiënt - die verhouding van die opwekkingspotensiaal tot die termiese volume wat die kragopwekker met primêre hulpbronne binnegekom het.
- Koëffisiënt van energieverbruik - die verhouding van die hoeveelheid hitte verbruik vanaf sekondêre produksie tot die energie wat in die kragopwekkerstel ontvang word. Hierdie aanwyser weerspieël die doeltreffendheid van die gebruik van 'n spesifieke energieskema van die onderneming. Boonop is daar verskillende maniere om die optimale verbruiksvolumes te bepaal - met die klem op ekonomies haalbare waardes, werklike en beplande verbruiksaanwysers.
- Brandstofbesparingsgeleenthede is die hoeveelheid primêre hulpbronne wat nie verbruik word deur die gebruik van industriële afval nie. Boonop kan besparings ook volgens die omgekeerde skema bereken word, wanneer primêre en sekondêre hulpbronne mekaar vervang, afhangende van die huidige toestande vir die opwekking van hitte of elektrisiteit.
- Benuttingskoëffisiënt - die verhouding van die volume opgewekte hitte tot die energiepotensiaal van die hulpbron wat aan die verwerkingsketel voorsien word.
- Energieopwekkingsfaktor - die hoeveelheid energie wat direk gegenereer word deur herwinde materiale in 'n herwinningseenheid te gebruik. Daar moet kennis geneem word dat die opwekkingskoëffisiënt van die uitsetenergie verskil deur die hoeveelheid hitteverlies in die werkende installasie.
- Die diensfaktor is 'n waarde wat die verskil tussen die beplande energie-uitset en die werklike uitset wat deur die verhouding gegenereer word, bepaal.
Kies die optimale VER-model
In elke geval, wanneer 'n projek vir energievoorsiening deur middel van sekondêre hulpbronne ontwikkel word, word 'n ekonomiese taak na vore gebring, waarvan die essensie is om die mees doeltreffende grondstowwe te gebruik. Om dit te doen, word voorlopige sertifisering van alle beskikbare bronne van sekondêre hulpbronne uitgevoer, wat hul reserwes, besoedeling, temperatuur en wyse van ontvangs aandui. Dit definieer ook die vereistes vir die versekering van die tegnologiese prosesse van VER-gebruik. Afhangende van die bedryfstoestande van die onderneming en die metode van verwerking van grondstowwe, kan dit verwarming, ventilasie, gas- en watertoevoerstelsels wees.
In die finale stadium van projekskepping word die volgende prosedures ook uitgevoer:
- Die mees koste-effektiewe wegdoeningsmetode word gekies vir een of meer bronne van sekondêre grondstowwe.
- Die ekonomiese effek van elke hulpbronverwerkinggebeurtenis word bepaal.
- Die bedryfskema van die herwinningsaanleg word ontwikkel in ooreenstemming met die behoeftes van die onderneming. Die belangrikste tegnologiese proses kan ook aangevul word deur hulpbedrywighede soos kragopwekkingsaanlegte - byvoorbeeld as omskakeling van verskeie tipes brandstof vereis word.
Bronne van sekondêre hulpbronne
In 'n algemene sin word SER-bronne verstaan as 'n stel tegnologiese prosesse en verwerkte grondstowwe in die raamwerk van die werking van primêre energieopwekkers. Verskillende produksiegebiede kan ook optree as bronne van materiaal vir die daaropvolgende opwekking en omskakeling van hitte of elektrisiteit. Wat is sekondêre energiebronne? Spesifieke tipes materiale word bepaal deur die omvang van primêre produksie van grondstowwe. Metallurgiese ondernemings verskaf byvoorbeeld afval, nie-ysterhoudende en ysterhoudende metaalafval, rubberverbindings en ongebruikte legeringsbymiddels.
As ons praat van verbruikers van hittevoorsiening, sal meubel- en papierfabrieke, sowel as konstruksie-houtwerkondernemings wat brandstofbrandbare materiale verskaf, na vore kom. Die volgende voorbeelde van sekondêre energiebronne van hierdie tipe kan gegee word:
- Turfbrikette.
- Houtskyfies en bas.
- As van hoëtemperatuur-droogketels.
- Lignin.
- Afvalpapier.
- Soliede houtafval.
- Onopgeëiste karton- en papierprodukte.
Volgens die maatstafSoos die tegnologiese prosesse van produksie meer kompleks word, verander die struktuur van afval met emissies ook. Saam met tradisionele grondstowwe word hoë-geh alte en komplekse multikomponent-afval toenemend in sekondêre verwerkingsiklusse gebruik. Dit sluit die volgende materiaal in:
- Polymeer termoplastiese elemente.
- Sintetiese legeringsagglomerate.
- Industriële rubberprodukte en regenereer.
- Halite-afval.
- Hoogoondslak.
- Fosfogips.
Terselfdertyd neem die vlak van omgewingsbedreigings ook toe. As een van die belangrikste voordele van natuurlike energiebronne die ekologiese netheid van opwekkingsprosesse is, dan word die hoë doeltreffendheid van VER tot 'n groot mate verseker deur besoedelde en chemies aggressiewe stowwe wat nie vir primêre verwerking vatbaar is nie. Dit sluit in petroleumprodukte, sedimente en slyk, verslete bande, kwikbevattende afval, ens.
Klassifikasie volgens gebruiksaanwysings
Een van die sleutelklassifikasies van sekondêre hulpbronne, wat die omvang van energie waardevolle grondstowwe bepaal. As 'n reël word die volgende gebruiksareas van VER onderskei:
- Brandstofverbranding in eenhede wat grondstowwe gebruik wat gereed is vir hittebehandeling. 'n Eenvoudige hittegenereringskema word geïmplementeer sonder tussenstadiums van verwerking en omskakeling.
- Termiese gebruik. Opwekking in termiese herwinningseenhede. Anders as die vorige manier om hulpbronne te gebruik, kan die kragopwekkingsbeginsel van energieopwekking geïmplementeer word, maar ook sonder bedrywighede.transformasies. Byvoorbeeld, op verskillende lyne van 'n opwekkingstasie maak die gebruik van sekondêre energiebronne dit moontlik om hitte, warm water of stoom te verkry.
- Termiese en gekombineerde gebruik. Saam met hitte-opwekking is daar ook omskakeling in elektrisiteit. Byvoorbeeld, turbine-eenhede genereer elektrisiteit in kragopwekking of kondenserende vorme van energie.
- Elektrisiteit. Elektrisiteit word opgewek met behulp van 'n benuttende gasturbine-eenheid.
Klassifikasie volgens mediatipe
Onder die draer word verstaan die vorm van die energiebron, sowel as die landboutegniese toestand daarvan, waaronder die benuttingsaanleg gekies sal word. Op hierdie basis word die volgende herwonne hulpbronne onderskei:
- Vloeibare, vaste en gasvormige afval.
- Pairs - gewerk en verby.
- Uitlaatgasse.
- Tussen- en klaarprodukte.
- Tegniese verkoelingswater.
- Gasse met verhoogde druk.
Klassifikasie volgens hooftipes RES
Die algemeenste is brandbare en termiese sekondêre hulpbronne vir verwerking by die gebruik van energiesubstasies. Byvoorbeeld, brandbare SER's is tipies industriële afval wat as voltooide brandstof vir ander industriële doeleindes gebruik word. In hierdie geval is die volgende klassifikasie van sekondêre energiebronne van toepassing:
- Metallurgiese hoogoondgasse.
- Houtafval in die vorm van skyfies, saagsels en skaafsels.
- Vloeibare of vaste afval wat in die olieraffinering en chemiese nywerhede gebruik word.
Termiese VER verskaf fisiese hitte sonder omskakeling. In hierdie hoedanigheid kan afvalprosesgasse, neweprodukte van produksie, slak en as, direkte hitte van bedryfseenhede en -apparate, stoom en warm water gebruik word. Dit is belangrik om te beklemtoon dat termiese hulpbronne beide direk as 'n bron van hitte en as grondstowwe gebruik kan word, waarvan die verwerking sal bydra tot die produksie van elektrisiteit.
Hulpbronne word minder gereeld gebruik, waarvan die potensiële energie uit bronne van oormatige druk gegenereer word. Dit is soorte sekondêre energiebronne wat vrygestel word, wat stoom- en gasmengsels kan wees wat werkende installasies in die atmosfeer laat. Sulke hulpbronne word verdeel volgens die vlak van energiekonsentrasie en temperatuuraanwysers. Nou kan jy elkeen van die genoemde tipes VER afsonderlik oorweeg.
Brandbare sekondêre hulpbronne
In die aandeel van die wêreldgebruik van VER, beslaan brandbare brandstof ongeveer 70-80%. Die hooftipe van sulke afval is hout en produkte van die verwerking daarvan. Die teikentoerusting vir hulpbronbenutting is gewoonlik ketel-oond-eenhede wat tegnologiese verbrandingsprosesse met hitteverwydering voorsien. In Rusland is daar ook gespesialiseerde aanlegte vir die verwerking van brandbare tipes sekondêre hulpbronne - lignien word byvoorbeeld by hidrolise-aanlegte verwerk, maar as gevolg van die kompleksiteit van instandhoudingprodukte, is sulke tegnologiese benaderings skaars.
Verwant aan sekondêre brandbare afval en motorbande, wat herwin word met energievrystelling op drie maniere:
- Met die aansluiting van 'n kaskade van brekers vir voorafdruk.
- Gebruik van geslote volume deurlopende kompressiestelsels in spesiale ekstrueerders.
- Met kryogeniese ma altegnologie wat vloeibare stikstof gebruik.
Gekombineerde metodes om brandbare produkte te verbrand is ook gewild. Nadat die grondstowwe volgens sekere eienskappe (fraksie, graad van kontaminasie, chemiese en strukturele samestelling) gesorteer is, word die herwinning van hulpbronne van dieselfde tipe uitgevoer. Dus, saam met houtafval, kan steenkool en krummelrubber verbrand word, as dit by die gegewe tegnologiese eienskappe pas. By sommige herwinningstasies word brandbare afval ook vir verdere produksie voorberei. Veral boumateriaal soos slange, mastieke, vullers vir verskeie mengsels en verf en vernis word gemaak van geaktiveerde koolstof, radio-ingenieurselemente en saamgestelde materiale na energieverwerking.
Termiese sekondêre energiebronne
Die energiepotensiaal van hierdie tipe VER laat hulle ook wyd gebruik word in 'n verskeidenheid nywerhede en nywerhede. Die mees waardevolle termiese hulpbronne in terme van produktiwiteit is afvalgasse wat vrygestel word as gevolg van chemiese reaksies, pirolise en verbranding van basiesebrandstof produkte. Kondensaathitte word ook gebruik, hoewel hierdie bron weens die tegnologiese kompleksiteit van energie-onttrekkingsprosesse slegs by multifunksionele groot ondernemings met kragopwekkingsaanlegte gebruik word. Teoreties kan hitte gegenereer word uit ventilasie-emissies en ander ingenieursnetwerke met warm lug- en watervloei, maar die aandeel daarvan in die totale volume sekondêre energieverwerking is slegs 2-3%.
Daar is ook beperkings op die gebruik van hittebronne van sekondêre energiebronne, wat op die toevoerlugverhittingstelsels opgelê word. Die tegnologiese gebruik van die volgende lugmedia word veral nie toegelaat nie:
- Vloei verwyder uit kamers wat vlambare of plofbare stowwe bevat. Selfs al is die inlaatplek indirek deur ventilasiekanale aan brandbare gasse of dampe verbind, kan hierdie lug nie in hitteherwinningseenhede gebruik word nie.
- Strome wat draers van skadelike stowwe kan word. Dit gebeur gewoonlik wanneer die sirkulerende lug kondenserende of afsakkende deeltjies van die verwerking van gevaarlike grondstowwe van die hitteruilers optel.
- Strome wat siekteveroorsakende virusse, bakterieë en swamme kan bevat. Biologiese kontaminasie van die lugomgewing word ook bepaal deur die besonderhede van 'n bepaalde produksie of die bedryfstoestande van 'n ingenieurswese stelsel.
'n Kenmerkende kenmerk van die gebruik van sekondêre hulpbronne vir die doel van hitte-opwekking is die seisoenale modusbedryf van herwinningsfasiliteite. Dit is te wyte aan die feit dat 'n aansienlike deel van die verwerking ketelhuise geaktiveer word tydens periodes van verhitting met direkte inname van termiese energie. Dit is veral waar vir nutsdienste, maar in die toestande van industriële produksie, word termiese ondersteuning vir tegnologiese bedrywighede uitgevoer teen die tempo van die plaaslike skedule.
Sekondêre hulpbronne onder oordruk
Dit is hoofsaaklik die produksie-afval wat ontvang word as gevolg van tegnologiese prosesse van primêre verwerking. Dit kan gasse, vloeistowwe en selfs vaste stowwe wees. Hul hoofkenmerk is om onder oormatige druk te wees wanneer hulle die werkende installasie of ingenieurstelsel verlaat. Dit is die vereistes vir drukregulering wat dit moeilik maak om hierdie tipe sekondêre hulpbronne, sowel as hul afgeleides, te gebruik. Die herwinningsiklus moet ten minste 'n drukverlagingsoperasie voor vrystelling insluit. Hiervoor word spesiale reguleerders met ratkaste gebruik, wat die toestand van die liggame outomaties normaliseer tot optimale werkverrigting.
VER onderhoudstoerusting
Benuttingsaanlegte word gebruik om energie uit sekondêre hulpbronne te onttrek, wat verskeie verwerkings- en produksieprosesse kan verskaf. Daar is beide gespesialiseerde en universele eenhede. Aangesien sekondêre hulpbronne media soos stoom met gas en water insluit, kan universele ketels en ketelaanlegte as kragopwekking beskou wordtoerusting. Die teikenproduk van sulke stelsels is gewoonlik elektrisiteit wat in groot volumes opgewek word.
As ons praat oor spesiale eng gefokusde installasies, dan sluit dit die volgende in:
- Waterherwinningsketels.
- Ekonomiseerders.
- hittepompe.
- hitteruilers.
- Absorpsie-verkoelingstelsels.
- Waterverwarmers.
- Verdampingsverkoelingseenhede.
- Turbine-opwekkers, ens.
Natuurlik, vir die volle werking van sulke eenhede, word 'n wye reeks hulptoestelle benodig, waardeur die stelsel aan brandstofbronne gekoppel is. Dus, vir die diens van sekondêre energiebronne in 'n enkele kompleks met 'n gaspypleiding, kan 'n hitteherwinningseenheid met 'n aparte kompressorstasie nodig wees. Afhangende van die kenmerke van die hulpbron self, kan verkoeling, filtrasie, verhitting, drukregulering, ens. stelsels ook gebruik word.
Gebruik van RES vir verhitting
By baie ondernemings word die moontlikheid van ruimteverhitting en verwarming van toerusting met behulp van die energie wat deur plaaslike afval gegenereer word, direk in die tegnologiese produksieprosesse ingesluit. Byvoorbeeld, termiese ketels en oonde gee sekondêre energiebronne in die vorm van gas tydens werking uit. Die afvalverwyderingstelsel werk met behulp van waterverwarmers, wat eers die temperatuur van die gasmengsels op sowat 250 °C stel, en dan die energie oor die hitte-uitruilkringe versprei. Daarna word die oorblywende prosesdampe deur verwyderskoorsteen. Verhitte water kan op verskillende maniere gebruik word. Dit word gewoonlik in die produksieproses self as 'n tegniese vloeistof of as 'n hulpbron vir warmwatervoorsiening gebruik.
Die doeltreffendheid van die gebruik van sulke verhittingstegnologieë is laag en beloop slegs 10-12%, maar gegewe die afwesigheid van grondstofkoste, regverdig hierdie benadering homself. Nog 'n ding is dat die gebruik van sekondêre energiebronne op sigself die aanvanklike organisasie van toestande vir die opwekking van hitte en die daaropvolgende verspreiding van verbrandingsprodukte deur hitte-uitruilnetwerke vereis. Dit kan ook nodig wees om produksielyne bykomend toe te rus met eenhede vir die verwydering van ongewenste suspensies en basiese skoonmaakstelsels.
Verhit buite-areas met VER
Die skep van buite-werkruimtes met tegnologiese toerusting, volgens verskeie skattings, bespaar van 10 tot 20% van die beraamde koste om produksieprosesse te organiseer. Natuurlik is daar geen sprake van 'n volledige uitgang van die werkswinkels nie, maar die vermindering van die volume boustrukture wanneer sulke terreine geskep word, verminder die koste van projekte aansienlik. Maar terselfdertyd sal die werking van die toerusting moeilik wees as gevolg van die teenwoordigheid van sneeu en ys in die gebiede. Gevolglik is daar 'n behoefte om 'n hittetoevoerstelsel in 'n oop area te organiseer. Die keuse van 'n spesifieke installasie en die tipe sekondêre energiebron sal ook afhang van die rigting van die onderneming en sy tegnologiese afval. As 'n reël, inas 'n hittedraer word water gebruik wat in die annulus sirkuleer met 'n omgekeerde terugkeer na die verwarmingsbron. Om die optimale parameters van die vloeistof te handhaaf, word vriesmiddel addisioneel gebruik, en die regulering van vloei word uitgevoer deur outomatisering met bufferuitbreidingstenks.
Hitte-oordrag sal afhang van die volume van die hulpbron, die ontwerp van die pyplyn en eksterne mikroklimaatstoestande. Om veiligheid tydens die werking van die stelsel in die winter te handhaaf, word dit aanbeveel om spesiale bedekkings op 'n betonbasis te reël. Ook, in die belang van die verhoging van termiese geleidingsvermoë, raai tegnoloë aan om die struktuur te bedek met oplossings gebaseer op swaar beton, bas altskyfies en granietinsluitings. As ons praat oor koue streke met erge ryp, dan is dit beter om 'n watergebaseerde sekondêre energiebron te kies met die toevoeging van sneeusmeltaanlegte tot die werkende infrastruktuur. Die geskatte hoeveelheid hitte wat vir die smelt van sneeumassas en versiersel gegenereer word, behoort ongeveer 630 kJ / kg te wees. As die ontwerp van die stelsel nie die ophoping van sneeu in die werksarea toelaat nie, sal die energieverbruik vir die smelt daarvan ten tye van neerslag tot 1250 kJ/kg toeneem.
Voordele van die gebruik van VER
Die gebruik van alternatiewe energiebronne word gewoonlik gedryf deur ekonomiese, tegniese en omgewingsfaktore. In hierdie geval werk al hierdie faktore, maar die ekonomiese een is dominant. Met 'n goed uitgevoerde projek vir die implementering van die gebruiker by die onderneming, kan u daarop reken om die koste van hittetoevoer te verminder, byvoorbeeld tot 25-30%.’n Spesifieke besparingsaanwyser word bepaal deur die voorwaardes vir die produksie en gebruik van sekondêre energiebronne, maar daar sal in elk geval’n voordeel wees. Veral as plaaslike en eie verwerkingsmateriaal by die teikenaanleg gebruik word.
Nog 'n voordeel kom uit die hoë energiepotensiaal van die afval. Gasse, tegniese vloeistowwe en vastestofproduksie-grondstowwe word aanvanklik gekies volgens die beginsels om die onttrekking van groot volumes hitte te maksimeer. Verder, anders as die werking van die belangrikste tradisionele energiedraers, is sekondêre hulpbronne ten tyde van gebruik reeds in die optimale toestand van aggregasie en temperatuur vir verwerking.
Nadele van die gebruik van VER
Wye verspreiding van hierdie konsep van energievoorsiening word belemmer deur verskeie faktore, waarvan die belangrikste die kompleksiteit van die tegnologiese toestel van sulke stelsels is. Selfs as ons nie die koste van toerusting in die vorm van gebruikers in ag neem nie, sal die tegniese organisasie van die proses noodwendig die herorganisasie van die operasieterrein vereis, aangesien die stelsel in samewerking met verskillende ingenieurseenhede sal werk.
Nog 'n nadeel van die gebruik van sekondêre hulpbronne kan gesien word as lae energie-opbrengs. Weereens, met inagneming van die vrye aard van hierdie rou materiaal, sal die ekonomiese haalbaarheid positief wees, maar 'n beskeie persentasie van hitte-oordrag, in die besonder, sal nie in beginsel toelaat om staat te maak op die rangskikking van opwekkingstasies vir die omvattende instandhouding van nywerhede en ander verbruiksfasiliteite. As 'n reël is dit slegshulpkragbron.
Gevolgtrekking
Hulpbronne vir verwerking vir die doel van sekondêre energieherwinning verskil fundamenteel van beide tradisionele en natuurlike bronne van energievoorsiening. Hulle is deels te danke aan die oorsprong van hierdie grondstof, maar in 'n groter mate - die besonderhede van die tegnologieë vir hul toepassing. Terselfdertyd kan die verbruik van primêre en sekondêre hulpbronne binne dieselfde produksieproses plaasvind. Byvoorbeeld, as toebehore by die aanleg vervaardig word, en verbrandingsprodukte van hoogoonde word na afvalhitteruilers gestuur wat ander tegnologiese bedrywighede bedien. 'n Volledige produksiesiklus word geïmplementeer, wat meer doeltreffend, hulpbronbesparend en omgewingsvriendelik is, aangesien afval herwin word.
