Загрузка...

Выработка электроэнергии из отходящего тепла в металлургической промышленности Китая

9193998ff5b1a16e9620

Эволюция и революция мировой энергетики

Энергия - основополагающий элемент, составляющий жизнь человека, без этой силы не допустимо существование на земле. Каждое движение всего живого энергозатратно. Исходя из этого, энергия принимает важное значение в нашей жизни. В течение многих веков человек был не утомим в жажде знаний отыскать способы получения энергии природы. В первобытном обществе - это была сила огня. Идея об использовании энергии воды и ветра пришла к человеку в процессе эволюции. Ветряные и водяные мельницы были изобретены в результате использования энергии этих стихий.

С наступлением промышленной революции, быстрыми темпами развивается человеческое общество. Прогрессивный мир наращивает научный, технический и творческий потенциал. В то же время появляется паровая машина - тепловой двигатель, в котором энергия водяного пара преобразовывалась в механическую работу.

XIX век открывает новую эру электричества.

Эмпирические исследования ученых в области электроэнергии, побудили к изобретению  электродуги, электрического освещения, электродвигателя и др.

XX век - начало новой индустриальной цивилизации. В освоении и использовании энергии совершается мировая научно-техническая революция: строятся гидравлические, тепловые, атомные электростанции, возводятся, линии электропередач различного напряжения.

Середина XX столетия ознаменовывается строительством первых Атомных Энергетических Станций. Итак, зарождается новая отрасль энергетики - атомная энергия.

Последующие десятилетия потребительское отношение и неэкономное использование электроэнергии растет, в то время, как цена на нее падает.

Мировой энергетический кризис, случившийся в 1973 г., кардинально изменил направления развития этой отрасли. Формируя надежную и современную систему энергетики, нужно было преодолевать последствия кризиса. В мировой энергетике обозначились следующие направления:

Падение темпов роста энергетической отрасли;

Повышение цен на потребляемые энергоресурсы и организация мероприятий по экономии энергии;

Поиск альтернативных источников энергии.

Вполне возможно, что дальнейшее совершенствование человечества приведет к переменам в развитии мировой энергетики и началу новой энергетической эпохи.

Человечество уже осознало потребность в поиске новых, чисто-экологических и возрождаемых источников энергии.

Например, так называемая, "зеленая" энергия, которая вырабатывается возобновляемыми источниками. Это силы элементов природы: воды, огня, земли, воздуха.

Важнейшие позиции "зеленой" технологии:

Не растрачивать легкомысленно природные ресурсы, оберегать все живое вокруг нас;

Уменьшить промышленные выбросы путем их полного возврата в производство методом переработки;

Преобразовывать вредные производства, заменяя их более экологичными;

Производить продукцию по замкнутому циклу: производство - утилизация - новое производство.

"Зеленые" технологии представляют собой концепцию природо- и энергосбережения.

Это экологически чистое сырье, безвредные технологические процессы на производстве и, как следствие, экопродукты.

Акцент на альтернативные источники энергии. Умная энергетика Китая

Китай всегда считался страной с развитой сельскохозяйственной отраслью.

Но мировой научно-технический переворот затронул страны Восточной Азии. Середина XX столетия в Китае ознаменовалась активной индустриализацией, при этом особое внимание уделялось развитию тяжелой промышленности. Северная часть Китая известна крупными месторождениями полезных ископаемых, следовательно промышленные центры начали возводить на этой территории. Со второй половины ХХ века население Китая растет ускоренными темпами. Затем, в 1970-х годах в стране начинается мощный экономический подъем. Ускоренными темпами разрастаются города, превращаясь в мегаполисы.

Эти аспекты привели к тому, что Китай стал мировым лидером в сфере потребления электроэнергии.

Поэтому в стране акцентируют особое внимание на изучении и внедрении альтернативных источников энергии.

В последние годы Китай становится привлекательной для привлечения инвестиций в возобновляемые источники энергии.

Переработка отходящего тепла. Что это?

Познакомимся с одним из возобновляемых источников энергии - отходящим теплом.

В промышленной сфере около половины расходуемой тепловой энергии выбрасывается в атмосферу в виде отходящего тепла. Отходящее тепло имеет разные температурные режимы: высокотемпературный - выше 650 °С; среднетемпературный - 230-650°С; низкотемпературный - менее 230 °С. К примеру, тепло более высоких температур используют для выработки технологичного пара, электроэнергии и т.д. А для обогрева помещений, подогрева воды, применимо тепло с более низкими температурами.

Переработка отходящего тепла. Выгодно?

Экономическая выгода. Расходы на электроэнергию возрастают, использование отходящего тепла помогает сэкономить затраты на производстве.

Сохранение полезных ископаемых. Грамотная переработка тепла позволяет сохранить невозобновляемые энергетические ресурсы.

Переработка отходящего тепла уменьшает негативное влияние на экологию.

Способ получения энергии из отходящего тепла в китайской цементной индустрии

Технологию извлечения энергии из отходящего тепла с применением линии изготовления цементного клинкера (далее-линия), китайцы стали внедрять в 1953 году.

Более, чем за 50 лет совершенствования данная технологическая схема проходила через несколько последовательных периодов:

Изучение

Проектирование

Распространение

Применение на практике

Остановимся на каждом периоде.

В период с 1953 по 1988 год китайские ученые занимались исследованием проблемы получения энергии из отходящего тепла.

С 1990 по 1996 год разрабатывалась техническая часть на основе использования дополнительного котла для нагрева топлива и технология получения энергии из отходящего тепла при довольно низкой температуре, изучаемая на примере систем подготовительного нагрева и сжигания.

С 1997 по 2005 год совершается совершенствование технологии получения энергии из отходящего тепла в печи для обжига цементного клинкера (далее-печь) при низкой температуре.

С 2005 года до сегодняшнего времени метод получения энергии из отходящего тепла с использованием печи сформирована и находится на этапе перспективного совершенствования.

Промышленное оборудование для получения энергии отходящего тепла на примере линии производства цементного клинкера

1. Силовая установка, при использовании которой получают отходящее тепло, не должна оказывать большого воздействия на функциональность линии.

2. Китайское промышленное оборудование, применяемое для работы силовой установки при получении отходящего тепла доказало свою надежность.

3. Оборудование, технические средства и отходящее тепло эксплуатируются в полном объеме.

4. Отходящее тепло из охладителя у выпускного отверстия обжигательной печи и предварительный нагрев у входного отверстия печи линии производства цемента будет использоваться в полной мере.

5. Начальная обратноосмотическая очистка употребляется для рационального использования воды в котлах.

6. Для системы оборотного водоснабжения предусмотрена установка вентиляторной градирни.

7. Термический деаэратор поставлен для подачи воды в процессе дезоксидации (выделении кислорода из тепла) с помощью нерегулируемого пара.

8. Для секции термодинамической обработки требуется электрогидравлическая система.

Подсоединение котла к линии

 1. Котел запечного циклонного теплообменника (ЗЦТ) ставится вертикально у входного отверстия устройства предварительного нагрева печи.

2. Котел колосникового охладителя (КО) помещается вертикально рядом с охладителем у выпускного отверстия печи.

Отходящее тепло, полученное в результате работы линии

1.Переработанный газ из охладителя у выпускного отверстия печи при температуре от 380-500°С до 90-110°С.

2.Отработанный газ устройства предварительного нагрева у входного отверстия печи при температуре 300-350°С до 175-220°С. Газ годится для сушки сырьевой мельницы. Пыль и грязь, сконцентрированная в котлах, будет повторно перерабатываться для выпуска цемента, во избежание отходов и загрязнения.

 Эксплуатационные данные термодинамической системы

На данный момент времени в Китае популярны три вида термодинамических систем.

1. Одноступенчатая система состоит из одной турбины и одноконтурного парового котла. Если для сушки сырьевой мельницы необходима высокая температура, около 210°С, то одноконтурный паровой котел обеспечивает достаточное поглощение отходящего тепла.

2. Двухступенчатая система с дополнительной турбиной для подачи пара (одноконтурный паровой котел КО или котел ЗЦТ, или оба котла в одно и то же время образуют разное давление пара). Один котел дает свежий пар, в то время как второй - подает пар низкого давления. В случае если, температура газа из охладителя у выпускного отверстия печи изменяется, то двухступенчатая система обеспечит снижение температуры газа, проходящего через паровой котел КО, следовательно отходящее тепло может поглощаться в полной мере.

3. Дополнительная система перегрева с котлом ЗЦТ, который входит в перегреватель котла КО.

Основное техническое оснащение для получения энергии отходящего тепла

1. Котел запечного циклонного теплообменника (ЗЦТ): котел-утилизатор на входе печи.

2. Котел колосникового охладителя (КО): котел-утилизатор на выходе печи.

3. Паровая турбина и генератор.

Thumb ce29272a36b3dc115c39
Опубликовано:
26 июня 2019 в 15:42