роро. Определение объемов выхода и использования ВЭР. Определение объемов выхода и использования вэр

Название	Определение объемов выхода и использования вэр
Дата	01.12.2022
Размер	43.83 Kb.
Формат файла
Имя файла	Определение объемов выхода и использования ВЭР.docx
Тип	Документы #823583

Определение объемов выхода и использования ВЭР

Выход и использование ВЭР рассчитывают либо в единицу времени (1 ч) работы агрегата-источника ВЭР, либо в удельных показателях на единицу продукции (сырья).

Удельный (часовой) выход ВЭР определяется умножением удельно- го (часового) количества энергоносителя на его энергетический потенциал.

Энергетический потенциал энергоносителей определяется :

для горючих ВЭР – низшей теплотой сгорания Q^р_н;
для тепловых ВЭР – перепадом энтальпий Δh;
для ВЭР избыточного давления – работой изоэнтропного расшире- ния l.

В качестве единиц измерения потенциала приняты единицы измере- ния энергии – килоджоуль, киловатт.
Единицами измерения количества энергоносителя служат единицы массы – килограмм (кг), тонна (т); для газообразных теплоносителей – еди- ницы объема – кубический метр при нормальных физических условиях (м³ при н.у., нм³): Р = 760 мм рт. ст. и t= 0°С.

Удельный общий выход ВЭР определяется по формулам, кДж/ч: для горючих ВЭР

для тепловых ВЭР

q_г =m·Q^р; (13.1)

н
q_т =m·c·(t –t_о) = m·Δh; (13.2)

для ВЭР избыточного давления
q_и =m·l. (13.3)

Общий объем выхода ВЭР:
Q_вых =q·M (13.4)

или

Q_вых = q_ч·τ. (13.5)

Здесь m– удельное (часовое) количество энергоносителя в виде

твердых, жидких или газообразных продуктов, кг (м³)/ч; Δh – располагае- мый перепад энтальпий энергоносителя, кДж/кг; l – работа изоэнтропного расширения, кДж/кг; Q_вых – общий объем выхода ВЭР за рассматриваемый период, кДж; М – выход основной продукции или расход сырья (топлива) за рассматриваемый период; τ – число часов работы установки-источника ВЭР за указанный период; q – удельный выход ВЭР в процентах к выходу основной продукции или расходу сырья; q_ч – часовой удельный выход ВЭР, определяемый по формулам (13.1) – (13.3).

Иногда в практических расчетах удельный и общий объем выхода ВЭР относят не к единице времени, а к единице продукции: кДж / единицу продукции, процент / единицу продукции.

Низшую теплоту сгорания горючих ВЭР Q^р_н определяют экспери-

ментальным путем или по известным в теплотехнике формулам в зависи- мости от элементарного состава.

Перепад энтальпий Δh для тепловых ВЭР определяется в зависимо- сти от температуры энергоносителя на выходе из агрегата (источника ВЭР), а также от температуры окружающей среды. В расчетах обычно оп- ределяют средний выход ВЭР для установившегося технологического режима.

Выход ВЭР за рассматриваемый период времени (сутки, месяц, квар- тал, год) определяют исходя из удельного или часового выхода по форму- ле, ГДж:

Q_вых = q·П·10^-6, (13.6)

Q_вых = q_ч·τ·10^-6, (13.7)

где q – удельный выход ВЭР, кДж/ед. продукции; П – выпуск основной продукции (расход сырья, топлива), к которой отнесен удельный выход ВЭР, за рассматриваемый период, единица продукции; q_ч – часовой выход ВЭР, кДж/ч; τ – время работы агрегата-источника ВЭР за рассматриваемый период, ч.

Основные качественные параметры ВЭР промышленных предпри- ятий приведены в табл. 13.5, а по ВЭР электростанций – в табл. 13.6.

Таблица 13.5

Параметры ВЭР промышленных предприятий

Первичные энергети- ческие ресурсы	ВЭР
Первичные энергети- ческие ресурсы	Разновидности энергоресур- сов	Характеристика, качественные параметры
1	2	3
Твердое, жидкое, газообразное топливо или электроэнергия для обслуживания технологических вы- сокотемпературных процессов (промыш- ленные печи) и охла- ждающая вода	1. Отходящие горючие газы коксовых и доменных печей: а) коксовый газ – продукт выжига кокса в коксовых печах	а) Теплота сгорания: Q^P_H ≈ 16800 кДж/м³ Состав газа: СО₂ = 2 – 4 %; СО = 6 – 8 %; Н₂ = 55 – 62 %; СН₄ = 24 – 28 %; этилен, про- пилен и др. - 2 – 3 %; N₂ = 3 – 2 %; О₂ = 0,4 – 0,8 %, плотность 0,4 – 0,55 кг/м³. Взрывоопасен.

Продолжение табл. 13.5

б) доменный газ – побочный продукт доменного произ- водства; получается в ре- зультате неполного сгорания кокса

в) ферросплавный газ – вы- плавка ферросплавов в элек- тропечах

Отходящие горючие газы предприятий нефтяной про- мышленности

Отходящие горячие газы промышленных печей

Нагретая охлажденная вода и пар испарительного охлаждения промышленных печей

Тепло, выделяемое рас- плавленными металлами, коксом и шлаками промыш- ленных печей

б) Q^P_H = 3350 – 4610 кДж/м³

Состав газа: СО₂ =10 – 12,5 %;

СО = 28,5 –30,5 %; Н₂ =1,5 –

– 3,8 %; N₂ = 58 – 59,5 %;

О₂ = 0,1 – 0,2 %, плотность 1,28 – 1,3 кг/м³, теоретическая температура горения 1430 –

– 1500 °С, для сжигания

1 МДж газа требуется теоре- тически необходимое количе- ство кислорода 0,19 м³
в) Q^P_H = 11300 кДж/м³

Состав газа:

СО = 85 %; Н₂ = 4 %; N₂ = 5,6 %; O₂ = l %; СO₂ = 3 %;

сероводород = 0,4 % Высокотоксичный, взрыво- опасный газ
Q^P_н = 41,87 – 62,8 МДж/м³

t_о.г  500 – 1000 °С
t_о.в  95 °С

р_и.о = 1,6 – 4 атм.

t_отх > 1000°С

Газ и жидкое топливо для обслуживания технологических си- ловых процессов (с двигателями внутрен- него сгорания возду- ходувных, компрес- сорных и других агре- гатов) и охлаждающая вода

Горячие газы, отходящие из двигателей внутреннего сгорания

Нагретая охлаждающая вода, отходящая из двигате- лей внутреннего сгорания

t_о.г = 350 – 600 °С

t_о.в < 100 °С

Окончание табл. 13.5

1	2	3
Горючее и техно- логическое сырьё (на предприятиях метал- лургической, дерево- обрабатывающей, тек- стильной, пищевой и других отраслях про- мышленности)	Горючие твёрдые и жидкие отходы производства	Q^P_н = 41,87 МДж/кг
Пар для обслужи- вания технологиче- ских силовых (в моло- товых, прессовых и штамповочных агре- гатах) и нагреватель- ных процессов	Отработавший производ- ственный пар Вторичный производст- венный пар Конденсат пара, исполь- зуемого для нагревательных целей (горячая сливная вода) Внутренние тепловыде- ления в производственных помещениях	р_о.п = 1,3 – 1,5 атм р_в.п = 1 атм t< 100 °С t< 100 °С
Горячая вода для бы- тового теплопотреб- ления	Сливная загрязненная вода	t < 50 °С
Электроэнергия, об- служивающая сило- вые, термические и осветительные про- цессы	Внутренние тепловыделения в производственных поме- щениях Сливная нагретая вода про- изводственных агрегатов	t< 100 °С t< 100 °С

Таблица 13.6

Характеристика вторичных энергетических ресурсов электростанций

ВЭР

Качественные параметры

энергоресурсов

Тепловые электростанции

Нагретая охлаждающая вода конденсационных уст- ройств турбин

Отходящие дымовые газы котлоагрегатов Отходящие газы и нагретая охлаждающая вода газо- турбинных электростанций

Нагретая охлаждающая вода из системы охлаждения электрических генераторов

Гидроэлектростанции

Нагретая охлаждающая вода из системы замкнутого охлаждения электрических генераторов

Нагретый воздух из системы разомкнутого воздуш- ного охлаждения электрических генераторов

t_в  25 – 30 °С
t_o_._r  100 °C

t_o_._r  100 °C
t_в > 25 – 30 °C
t_в >25 – 30 °С
t_в  60 – 65 °С

Выполним расчет выхода и фактической выработки ВЭР для метал- лургического завода с полным технологическим циклом.

Состав основного оборудования:

Аглофабрика с двумя аглолентами, площадь спекания 80 м². Воз- можная мощность по агломерату 1140 тыс. т/год.
Доменный цех с тремя работающими домнами с суммарным объе- мом 620 м³. Производство чугуна 500 тыс. т/год.
Мартеновский цех с четырьмя мартеновскими печами. Объем произ- водства до 900 тыс. т стали в год.
Прокатное производство, в составе которого имеются три нагрева- тельные печи. Объем обрабатываемого металла 600 тыс. т/год.

Фактическая выработка ВЭР составила:

Горючие ВЭР (доменный газ) – 112 000 т у.т./год.
Тепловые ВЭР (пар) – 53 500 т у.т./год.

Расчет выполним по укрупненным показателям выхода и использо- вания ВЭР на заводе черной металлургии [45], а также с учетом данных табл. 13.3.

Удельный выход горючих ВЭР в доменных печах примем 3800 м³

доменного газа на 1 т чугуна при теплоте сгорания газа 4187 кДж/м³.

Следовательно, выход горючих ВЭР составит

(3800 · 4187) : 29310 ≈ 540 кг у.т./т чугуна.

Удельный выход тепловых ВЭР в мартеновских печах (физиче- ская теплота дымовых газов и испарительное охлаждение конструкций пе- чи) составляет около 0,37 Гкал/т стали (53 кг у.т./т стали) – табл. 13.3.
Удельный выход тепловых ВЭР в нагревательных печах (физиче- ская теплота дымовых газов) составляет около 0,1 Гкал/т (14 кг у.т./т) – табл. 13.3.

Возможная выработка ВЭР составит при указанных выше номиналь- ных объемах производства металла (13.4):

 доменный газ: 0,54 · 500 000 = 270 000 т у.т./год;

тепловая энергия:

0,053 · 900 000 + 0,014 · 600 000 = 56 100 т у.т./год.
Итоги деятельности металлургического завода

Выход ВЭР	Выработка ВЭР, т у.т.		Соотношение вы- работки ВЭР, %
Выход ВЭР	возможная	фактическая	Соотношение вы- работки ВЭР, %
Горючие	270 000	112 000	41,5
Тепловые	56 100	53 500	95,3
Общий объем ВЭР	326 100	165 500	50,7

Фактическое использование ВЭР составило половину возможного их выхода по заводу.