По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.365.5

Анализ решений по повышению энергетической эффективности высокотемпературных установок

Свистунов И.Н. ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ»», г. Москва, E-mail: svistunovin@rambler.ru

Приведены результаты анализа направлений энергосбережения в высокотемпературных теплотехнологических установках, отапливаемых природным газом. На основе расчетного анализа тепловых балансов теплотехнологических реакторов (ТТР) стекловаренной и нагревательной установок с термической рекуперацией сделан вывод о том, что перспективным является направление рекуперации теплоты высокотемпературных газовых отходов. Аргументируется точка зрения, что термохимическая рекуперация тепловых отходов на основе конверсии природного газа может дать заметный дополнительный энергосберегающий эффект в ВТУ по сравнению с термической рекуперацией.

Литература:

1. Попов С.К. Решение задач высокотемпературной теплотехнологии в среде Mathсad: Учеб. Пособие / С.К. Попов, В.А. Ипполитов. – М.: Изд. дом МЭИ, 2009. – 96 с.

2. Тугучева И.А. Разработка перспективной модели энергоэффективной плавильной установки на основе регенерации тепловых отходов: Автореф. дисс. … канд. техн. наук: 05.14.04 / Тугучева Ирина Александровна. – М., 2012. – 20 с.

3. Василькова С.Б. Расчет нагревательных и термических печей: Справ. изд. Под ред. Тымчака В.М. и Гусовского В.Л. / С.Б. Василькова, М.М. Генкина, В.Л. Гусовский и др. – М.: Металлургия, 1983. – 480 c.

4. Гусовский В.Л. Методики расчета нагревательных и термических печей: Учеб.-справ. изд. / В.Л. Гусовский, А.Е. Лифшиц. – М.: Теплотехник, 2004. – 400 с.

5. Ксенофонтов А.Г. Расчет и конструирование нагревательных устройств: Учеб. для вузов / А.Г. Ксенофонтов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. – 503 с.

6. Тымчак В.М. Расчет нагревательных и термических печей. Справ. изд. / В.М. Тымчак, В.Л. Гусовский. – М.: Металлургия, 1983. – 480 с.

7. Левченко П.В. Расчеты печей и сушил силикатной промышленности / П.В. Левченко. – М.: Высшая школа, 1968. – 363 с.

8. Rue, D. Oxy-Gas Glass Melter Efficiency Increase by Exhaust Gas Thermochemical Recuperation / D. Rue, H. Kurek, M. Khinkis, A. Kozlov // ACecS GOMD, Greeville, SC, May 18. – 2006. – P. 1–19.

9. Перелетов И.И. Химическая регенерация тепла отходящих газов в энергетическом МГД-цикле / И.И. Перелетов, Б.Я. Шумяцкий, Е.А. Чуланов. – В Сб.: Магнитогидродинамический метод получения электроэнергии / Под ред. В.А. Кириллина и А.Е. Шейндлина. – М.: Энергия, 1968. – С. 182–193.

10. Перелетов И.И. А.с. № 228801, СССР, МПК H 02 K 44/08. Способ преобразования тепла в электрическую энергию / И.И. Перелетов. – 854115/246; заявлено 26.08.63; опубл. 17.10.1968. Бюлл. № 32.

11. Новосельцев В.Н. К вопросу о химической регенерации тепла промышленных огнетехнических установок: Автореф. дисс. … канд. техн. наук: 05.14.04 / Новосельцев Владимир Николаевич. – М., 1971. – 22 с.

12. Перелетов И.И. К опытно-промышленным испытаниям стекловаренной печи с химической регенерацией тепла / И.И. Перелетов, В.Н. Новосельцев, М.Ф. Шопшин, Е.А. Чуланов, В.А. Волков, А.И. Тюрин, И.И. Левер // Энергетика высокотемпературной теплотехнологии: Сб. науч. трудов. – М.: МЭИ. – 1980. – № 476. – С. 26–32.

13. Перелетов И.И. Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки / И.И. Перелетов, Л.А. Бровкин, Ю.И. Розенгарт. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 336 с.

14. Носач В.Г. А.с. № 303344, СССР, МКИ5 С 09 J 123/20. Способ утилизации тепла отходящих газов МГД-генератора / В.Г. Носач, В.Н. Козлюк, Р.В. Марченко. – 960809/24-06; заявлено 21.09.64; опубл. 15.03.78. Бюлл. № 10.

15. Носач В.Г. Исследование и разработка термохимических методов повышения эффективности использования органического топлива: Автореф. дисс. … докт. техн. наук: 05.14.04 / Носач Вильям Григорьевич. – Киев, 1983. 23 с.

16. Носач В.Г. Методы повышения эффективности использования топлива в технологических процессах / В.Г. Носач // Теплофизика и теплотехника. – 1979. – № 37. – С. 44–47.

17. Beerkens R. Comparative Study on Energy-Saving Technologies for Glass Furnaces / R. Beerkens, H. Muysendberg // Glastech. Ber. – 1992. – Vol. 65. (8). – P. 216–224.

18. Bos, H.T.P. De thermo-chemische recuperator / H.T.P. Bos // Klei Glas Ceramiek. – 1986. – Vol. 7. (6). – P. 123–126.

19. Sikirica, S. Thermo-Chemical Recuperation improves furnace thermal efficiency / S. Sikirica, H. Kurek, A. Kozlov, M. Khinkis // Heat Treating Progress. – 2007. – Vol. 7(5). – P. 28–31.

20. Ситников М.В. Исследование паровой некаталитической конверсии метана в теплообменнике регенеративного типа: Автореф. дисс. … канд. техн. наук: 01.14.04 / Ситников Михаил Васильевич. – М., 1983. – 21 с.

21. Kobayashi, H. USA Pat. US 6113874 A. Thermochemical regenerative heat recovery process / H. Kobayashi / Sep. 5, 2000.

22. Gonzalez, A. OPTIMELT™ Regenerative Thermo-Chemical Heat Recovery for Oxy-Fuel Glass Furnaces / А. Gonzalez, Е.Solorzano // 75rd Conference on Glass Problems: Ceramic Engineering and Science Proceedingsю. – Vol. 36, I.1. – 2015. – Р. 113–120.

Энергетическая стратегия РФ до 2030 года ставит центральной задачей снижение удельной энергоемкости валового внутреннего продукта. Энерго- и ресурсосбережение является одним из важнейших факторов, обеспечивающих эффективность функционирования отраслей и экономики в целом. Достижение данной цели обеспечивается посредством реализации мероприятий по энергосбережению, своевременным переходом к новым техническим решениям, технологическим процессам и оптимизационным мероприятиям.

Значительным масштабом потребления энергоресурсов характеризуются высокотемпературные теплотехнологические установки (ВТУ) и системы черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности, работающие на ископаемом топливе.

В табл. 1 приведены данные по возможной экономии топливно-энергетических ресурсов за счет совершенствования технологий и оборудования.

Для анализа и поиска путей решения проблемы энергосбережения выделим из теплотехнологических объектов вышеуказанных отраслей совокупность высокотемпературных установок, отапливаемых природным газом:

– нагревательные установки черной металлургии;

– плавильные установки, в частности, стекловаренные установки промышленности стройматериалов.

Высокотемпературные теплотехнологические установки включают в свой состав теплотехнологический реактор (ТТР), являющийся основным энергопотребляющим элементом, и совокупность тепломассообменников.

Теплотехнологический реактор характеризуется, как правило, несколькими типами тепловых отходов, к числу которых относятся:

– теплота (физическая и химически связанная) газовых отходов, покидающих теплотехнологический реактор;

– теплота, отводимая от принудительно охлаждаемых элементов ТТР;

– теплота, передаваемая теплопроводностью через ограждение ТТР и рассеиваемая в окружающую среду;

– теплота, отводимая от технологического полупродукта в пределах ТТР при его технологически регламентированном охлаждении и рассеиваемая в окружающую среду;

Для Цитирования:
Свистунов И.Н., Анализ решений по повышению энергетической эффективности высокотемпературных установок. Главный энергетик. 2017;7.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: