Өнеркәсіптік қазандықтарда энергия үнемдеу

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ

СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

Кафедра: Жылуэнергетика және Техникалық физика

кафедраның атауы

Мамандық: 5В071700 - «Жылуэнергетика»

шифр, мамандықтың атауы

СӨЖ

Жұмыс түрі

Жұмыстың тақырыбы: Өнеркәсіптік қазандықтарда энергия үнемдеу.

Орындаған: Әлібекова Ә.

Топ: Тэ-801

Тексерген: Жолбарысов И. А.

Семей

2021

Мазмұны

Кіріспе3

1 Шығатын газдармен жылу шығынын азайту4

2 Химиялық жанудың толық болмауымен жылу шығыны6

3 Қоректік судың температурасы7

4 Қазандарды үздіксіз Үрлеудің жылу энергиясын пайдалану9

5 Қазандық жабдықтарының жұмыс режимдері және бу қазандықтарын су жылыту режиміне ауыстыру10

Қорытынды12

Пайдаланған әдебиеттер тізімі13

Кіріспе

Энергия үнемдеу-отын-энергетика ресурстарын тиімді (ұтымды) пайдалануға (және үнемді жұмсауға) бағытталған құқықтық, ұйымдастырушылық, ғылыми, өндірістік, техникалық және экономикалық шараларды жүзеге асыру және жаңартылатын энергия көздерін (анықтау көздері (болмашы өзгерістермен) шаруашылық айналымға тарту. Энергия үнемдеу-табиғи ресурстарды сақтаудың маңызды міндеті.

Қазіргі уақытта тұрмыстық энергияны үнемдеу (ТЭП), сондай-ақ ТЭП саласында энергия үнемдеу маңызды мәселе болып табылады. Оны іске асыруға кедергі келтіретіндер: халық үшін ресурстардың жекелеген түрлеріне (электр энергиясы, газ) тарифтердің өсуін тежеу, ЖЭО кәсіпорындарында энергия үнемдеу бағдарламаларын іске асыруға қаражаттың болмауы, сондай-ақ энергия үнемдеу бұқаралық тұрмыстық мәдениетінің болмауы [1] .

1 Шығатын газдармен жылу шығынын азайту

Қазандық қондырғыларындағы негізгі шығындар-бұл шығатын газдардағы шығындар [3, 4, 5] . Әдетте, бұл шығындар 5-7% құрайды, бірақ 20-25% дейін жетуі мүмкін, атап айтқанда, құйрықсыз жылыту беттері жоқ қазандықтарда. Q2 шығатын газдармен шығындардың өзгеруіне әсер ететін негізгі параметрлер-шығатын газдардың температурасы және артық ауа коэффициенті.

Шығатын газдардың температурасы. Су үнемдегішті немесе ауа жылытқышты орнату артық ауа коэффициентіне байланысты отынды 4-тен 7% - ға дейін үнемдеуге мүмкіндік береді. Суық ауамен енгізілген жылуды есепке алмағанда, шығатын газдармен жылуды жоғалтуға арналған өрнек келесі түрге ие [2] :

q_{2} = \frac{I_{yx}}{Q_{H}^{p}} \times 100\% = \frac{c_{r\left\lbrack V_{r}^{0} + (\alpha - 1) \ V_{0} \right\rbrack t_{yx}}}{Q_{H}^{p}} \times 100\%

(1)

Көбейту немесе азайту кезінде q ₂ шығындарының өзгеруін есептейміз

шығатын газдардың температурасы $\mathrm{\Delta}t_{yx}$

\frac{q_{2}}{t_{yx}} = \frac{c_{r\left\lbrack V_{r}^{0} + (\alpha - 1) \ V_{0} \right\rbrack t_{yx}}}{Q_{H}^{p}} \times 100\%

(2)

Табиғи газ үшін V ₀ ≈ 9, 7 м ³ /м ³ ; V ⁰ _г »10, 5 м ³ /м ³ ; Q ^р _н » 36, 5МДж/м3. Осы іс-шарада энергия үнемдеу әлеуеті шамалы. Әдетте, көптеген қазандықтарда шығатын газдардың температурасы 100-120 °C-қа жақын және шығатын газдардың температурасының одан әрі төмендеуі мұржаның жұмыс жағдайымен шектеледі.

Артық ауа коэффициенті. Пештегі артық ауа коэффициентінің оңтайлы мәннен жоғары болуы пештегі температураның төмендеуіне, температура қысымының төмендеуіне, яғни жылу алмасу беттерінің жылу қабылдауының төмендеуіне әкеледі. Сонымен қатар, артық ауаның жоғарылауымен ауа мен жану өнімдерінің шығыны артады және сәйкесінше желдеткіш пен түтін сорғыштың электр қуатын тұтыну артады. (1) өрнегінен артық ауаның коэффициенті ∆ $\ \alpha$ -ға өзгерген кезде шығатын газдармен жылудың жоғалуы келесіге өзгереді [3]

\frac{{\mathrm{\Delta}q}_{2}}{\mathrm{\Delta}\alpha} = \frac{c_{rV_{0}t_{yx}}}{Q_{H}^{p}} \times 100\%

(3)

Шығатын газдардың температурасы 120-170 °с диапазонында $\mathrm{\Delta}\alpha$ 1-ге артуы q ₂ -нің 5-7% - ға ұлғаюына әкеледі. Оттықтағы артық ауа коэффициентін бақылау өте оңай және ауа мен отын шығындарының өзгеруіне байланысты оны ұстап тұруға болады.

Қазандықтың трактісі бойынша сорғыштарды бақылау жағдайы әлдеқайда нашар. Түтін сорғыштан туындаған разряд кезінде ауа қоршаулардың тығыздығынан өтетін жылдамдықты шамамен есептеуге болады $\mathcal{w =}\sqrt{\frac{2\mathrm{\Delta}Ρ}{\xi\rho}}$ ал 2000 Па-ға тең жұқарған кезде ол шамамен 45 м/с (162 км / сағ) құрайды. Сондықтан тығыздығын қамтамасыз ету шаралары қажет қазанның газ жолы бойынша кіруі [4] .

2 Химиялық жанудың толық болмауымен жылу шығыны

Қыздырғыштарды дұрыс таңдау арқылы және ең бастысы - іске қосуды мұқият орындау арқылы жылу шығынын нөлге дейін азайту керек. Сонымен, қазандықта № 2 қазандықта іске қосу-баптау жұмыстарын жүргізгеннен кейін өнімдердегі СО-ны ұстау қазандықтың әртүрлі жүктемелеріндегі жану 10-нан 100 ppm -ге дейін өзгереді. Концентрация кезінде жанудың химиялық толық еместігімен жылудың тиісті жоғалуы СО = 100 ppm = 100 $\times$ 10 ^-6 $\times$ 100 = 0, 01% және формулаға сәйкес құрастырады q ₃ = (Q _CO $\ \times$ CO $\times \$ V _сг ) Q ^р _н = (12, 6 $\times$ 0, 01 $\times$ 10) 36, 5 = 0, 03% [5] .

Осылайша, қалыпты іске қосу-баптау жұмыстары кезінде табиғи газды жағу кезінде жанудың химиялық толық болмауымен жылу шығыны болмауы тиіс.

Қоршаған ортаға жылудың жоғалуына байланысты газ шығынын азайту үшін қазандық қоршауларын, жабдықты, құбырларды, клапандарды, фланецтерді және т. б. оқшаулауды мұқият орындау және дұрыс ұстау керек; сонымен қатар, қоршаған ортаның температурасы 25°С болған кезде тегістеу бетіндегі температура 55°C-тан аспауы керек.

Төмен қысым режиміндегі қазандық қондырғысының жұмысы келесідей сипатталады:

а) қазандық барабанындағы бу қысымының төмендеуі будың құрғақтық дәрежесінің төмендеуіне әкеледі, әсіресе ҚР Вј 0, 5 рн кезінде. Сонымен қатар, будың ылғалдылығының жоғарылауы желілерде және бу тұтынатын жабдықта гидравликалық соққылардың жоғарылауына әкелуі мүмкін технологиялық процестердің уақыты, ал кейбір процестерде өнімнің ақауы;

б) бу қысымының төмендеуі және қанықтыру температурасының төмендеуі температура қысымын арттырады және жану өнімдерінің терең салқындауына әкеледі, бұл қазандықтың тиімділігін біршама арттырады [6] .

3 Қоректік судың температурасы

Бұл қазандық агрегаттарының тиімділігіне айтарлықтай әсер етеді. р _н = 14 кгс/см 2 бар қазандықтар үшін tв қазандығының барабанына кіре берістегі су температурасының жоғарылауы. б әрбір 10 °C үшін қосымша шаралар есебінен пәк тұрақты мәнін сақтау кезінде газды 1, 7-2, 2% үнемдеуге мүмкіндік береді. Бу өндіруге жұмсалатын табиғи газдың шығыны қазандық агрегатының тікелей теңгерімі (4, 5) теңдеуінен есептелуі мүмкін

$$BQ_{H}^{p}\eta = D\left( h^{"} - h_{п. в} \right) $$

(4)

мұндағы D - қазандықтың бу өнімділігі; h " және һ _{п. в} -қаныққан бу мен қоректік судың энтальпиясы [7] .

Қоректік судың температурасы 105-110 °С, пәк 90% - ға тең және қаныққан будың энтальпиясы кезінде 14 кгс/см 2, 2788 кДж/кг-ға тең қысым кезінде бір тонна бу өндіруге жұмсалатын табиғи газдың шығыны ∆ $\ B$ /D $\cong$ 70 м ³ /т құрайды. өнімділік және тиімділік) қазандықтың тікелей (4) тепе-теңдік теңдеуінен бағалауға болады

\frac{\mathrm{\Delta}В}{D} = - \frac{\mathrm{\Delta}h_{п. в}}{Q}

(5)

Қоректік су температурасының 10 °C-қа жоғарылауы газдың нақты шығынын азайтуға әкеледі.

Бірақ қоректік су температурасының жоғарылауы шығатын газдардың температурасының жоғарылауына әкеледі, әсіресе экономайзер газдардың соңғы беті болған кезде, бұл тиімділіктің төмендеуіне әкеледі. Сондықтан температураның көтерілуінің оң әсері қоректік суға шығатын газдардың температурасын төмендету жөніндегі іс-шараларды бір мезгілде жүргізген кезде ғана қол жеткізуге болады. Мәселен, мысалы, қоректік судың температурасының жоғарылауы және бу қазандығының артына жылу үнемдегішті орнату жалпы оң нәтиже береді [8] .

Жылумен жабдықтаудың бу жүйелерін пайдалану тәжірибесінде конденсатты жинауға және қазандыққа қайтаруға жеткіліксіз көңіл бөлінеді, бұл отынның едәуір артық тұтынылуына әкеледі. Қазандықтағы газдың артық шығыны (∆В, м3/сағ) тек физикалық тұтынушыдан қайтарылмаған конденсаттың жылуы [4, 5] формуласы бойынша есептелуі мүмкін

\frac{\mathrm{\Delta}В}{D} = - \frac{(1 - \varphi) \left( h_{k} - h_{с. в} \right) }{Q_{H}^{p}\eta}

(6)

мұндағы D-қазандықтың бу өнімділігі, т/сағ; φ - бірлік үлесінің конденсатты қайтару үлесі; D (1- φ) - қазандыққа қайтарылмаған конденсат мөлшері, оның ішінде т / сағ өз мұқтаждарына бу шығысынан; һ _к және һ _{с. в} - қазандықтағы конденсаттың нақты энтальпиясы және шикі (бастапқы) судың энтальпиясы, кДж/кг. конденсаттың толық қайтпауында φ = 0 отынның меншікті артық шығыны құрайды [9] .

4 Қазандарды үздіксіз үрлеудің жылу энергиясын пайдалану

Будың артық қысымы кезінде Р = 1, 6-1, 3 МПа, жылыту өндірістік қазандықтарында ең көп таралған, Үрлеудің әрбір пайызы, егер оның жылу энергиясы пайдаланылмаса, отын шығынын шамамен

$$\frac{\mathrm{\Delta}В}{D} = \frac{\left( h^{`} - h_{с. в} \right) }{Q_{H}^{p}\eta}$$

(7)

өндіруге жұмсалатын отын шығынын құрайды.

Қысымы 1, 4 МПа дейінгі қазандықтар үшін белгіленген нормалармен белгіленген ең жоғары рұқсат етілген есептік үрлеуде және үрлеу суының жылу энергиясын пайдаланбай отын шығыны жалпы отын шығынының 3, 5% - нан асуы мүмкін [10] .

Сурет - 1. Үздіксіз үрлеудің сепараторы мен салқындатқышын орнату сызбасы:

1-қазандық барабаны; 2-үздіксіз үрлеу сепараторы; 3-жылу алмастырғыш-салқындатқыш; 4-ауасыздандырғыш.

Үздіксіз үрлеудің жылу энергиясын пайдалану үшін сепаратор мен жылу алмастырғыш орнатылады (1 - сурет) . Сепаратор орнату және жылу алмастыру арқылы үрлеу суының жылу энергиясын пайдалану кезінде өндірілген будың әрбір тоннасына отын үнемдеуді құрайды [11] .

5 Қазандық жабдықтарының жұмыс режимдері және бу қазандықтарын су жылыту режиміне ауыстыру

Бу қазандықтарын су жылыту режиміне ауыстырудың кемшіліктері де, артықшылықтары да бар. Бу қазандығының барлық қазандықтарын су жылыту режиміне ауыстыру кезінде атмосфералық қазандықтың орнына вакуумды деаэраторды орнату қажет, оның жылу желісінің теңгерімсіздігі жағдайында сенімділігі өте төмен. Кері желілік судың төмен температурасында және рециркуляция сорғыларында, әдетте, вакуумдық ауасыздандырғыштың алдында суды қажетті температураға дейін қыздыру мүмкін емес [12] .

Қазандықты жылыту режиміне ауыстырған кезде қазандыққа кірудегі су температурасы 105-тен 70 °C-қа дейін төмендейді, сонымен қатар температура қысымы жоғарылайды, өйткені салқындатқыштың орташа температурасы қазандықтағы қысым кезінде қанықтыру температурасынан (~194 °C) су жылытқыштағы судың орташа температурасына дейін (~100 °C) төмендейді. Осы екі мұның себептері шығатын газдар температурасының төмендеуіне және нәтижесінде қазандықтың тиімділігінің біршама жоғарылауына әкеледі.

Сенімділікті қамтамасыз ету үшін, әдетте, тартқыш-үрлемелі жабдық үлкен қуат қорымен орнатылады. Бұл түтін сорғыштар мен желдеткіштердің максималды тиімділік аймағынан алыс жұмыс істеуіне әкеледі. Жеткілікті қарапайым және малозатратным іс-шара қолданыстағы қозғалтқышты аз айналу саны бар электр қозғалтқышына ауыстыру болып табылады [13] .

Қазандықтардағы электр энергиясының ең көп шығыны желілік сорғылардың жетегіне келеді. Бұл жағдайда келесі ерекшеліктерді бөліп көрсету керек: желінің гидравликасы мұқият талдануы керек, онда судың жылдамдығы 1 м/с-тан асатын жерлер болмауы керек; жылу жүктемесін сапалы реттеу кезінде тұтынушылар арасында жүктемелердің қайта бөлінуін болдырмау үшін желі шайбаланған болуы тиіс; сорғылардың сипаттамалары жылу желісінің сипаттамасымен келісілуі тиіс. Және, ақыр соңында, жазда суды азайтумен жұмыс істеу мүмкіндігі қамтамасыз етілуі керек, ол үшін әдетте қосымша сорғылар орнатылады [14] .

Сорғыға арналған электр қозғалтқышының қуаты (желдеткіш, түтін сорғысы) Q көлемді ағынына Н қысымының көбейтіндісіне пропорционалды

N = H \times Q \times \eta

(9)

Қысым төңкерістер санының квадратына пропорционал екенін есте ұстаған жөн, ал тұтыну бірінші дәрежелі төңкерістер санына пропорционалды, яғни. қуат үшінші дәрежелі төңкерістер санына пропорционалды [15] .

Сорғының тиімділік мәнін техникалық паспорттан немесе каталогтан алуға болады. Деректер болмаған жағдайда поршеньді сорғылар үшін $\eta$ _н = 0, 7-0, 98; қысымы 39 кПа жоғары ортадан тепкіш сорғылар үшін 0, 6-0, 75 төмен қысымда - 0, 3 - 0, 6 қабылдауға болады.

Сорғылардың өнімділігі көбінесе дроссельдеу арқылы реттеледі. Сорғы Q максималды шығыны үшін таңдалады [16] .

Берілген минималды қысым қамтамасыз етілді. Бұл режим сорғының сипаттамасы желінің сипаттамасымен қиылысқан кезде қамтамасыз етіледі. Дроссель жабылған кезде желінің кедергісі артады және желінің сипаттамасы салқын болады. Қиылысу нүктесі ле болады яғни аз Q' ағынына және үлкен қысымға h ' сәйкес келеді.

Дроссельдің көмегімен құбыр желісіне қосымша гидравликалық кедергі енгізіліп, Q шығыны азаяды. Дроссельмен реттеу ең ұтымсыз, бірақ қарапайымдылығына байланысты ол сумен жабдықтау жүйелерінде кеңінен қолданылады [17] .

Қорытынды

Энергия ресурстарының өсіп келе жатқан құны және өнеркәсіптік өнімнің өзіндік құнындағы энергия шығындарының едәуір бөлігі жағдайында қазандық жабдықтары мен схемасын таңдаудағы негізгі факторлардың бірі энергияны үнемдеу болып табылады, оның басты критерийі оны пайдалану кезінде қазандықтың энергетикалық ресурстарының құнын төмендету болып табылады.

Энергия үнемдеу әлемдік экономиканың дамуында, атап айтқанда, біздің еліміздің экономикасының дамуы үшін маңызды рөл атқарады, бұл келесі себептерге байланысты:

Табиғи органикалық отынның күрделі өндірісі және құнының өсуі, тіпті жаңартылатын энергия көздерімен алмастырылуы қиын. Қорлардың біртіндеп сарқылуы.

Қолданыстағы тазарту әдістері жану өнімдерінің улы және канцерогенді шығарындыларының, сондай-ақ атмосфераның озон қабатын бұзатын заттардың теріс әсерлерін толығымен жоя алмайды. Қоршаған ортаға елеулі зиян отынды жағу кезінде ғана емес, оны өндіру, өңдеу, тасымалдау, оның қалдықтарын көму кезінде де келтіріледі.

Бұл материалда біз энергияны үнемдеу бойынша ұсыныстарды қарастырамыз, олар келесі критерийлер бойынша жіктеледі:

- шығынсыз және шығынсыз-қазандықтың ағымдағы қызметі тәртібімен жүзеге асырылатын;

- орташа шығындар-әдетте қазандықтың өз қаражаты есебінен жүзеге асырылады;

- жоғары шығындар-қосымша инвестицияларды қажет етеді.

Қазандықтардың шығынсыз және шығынсыз энергия үнемдеу іс-шараларына мыналар жатады:

- Пайдалану нұсқаулықтары мен режимдік карталарын жасау, сондай - ақ басшылық тарапынан олардың орындалуын мерзімді бақылау (тұтынылатын отынның 5-10%) ;

алдын әкелу газ өткізгіштері мен қазандықтың күлмен үшін шамадан тыс жағу кратерного жану слоевых оттығында (орнату обдувочного тазарту үшін аппараттың сыртқы бетінің үнемдейді 2% отын) ;

- қыздырудың сыртқы және ішкі беттерін тазалықта ұстау (10% дейін) ;

- қазандықтарда олар есептелген жанармай түрлерін ғана енгізу;

- қазандық залының жоғарғы аймағынан жылы ауа алу және оны үрлеу желдеткішінің сору желісіне беру жолымен қазандықтардан жылу бөлуді пайдалану (1-2%) ;

- қазандыққа конденсатты қайтарудың артуы (әрбір 10% - ға отынның 1-1, 5%) ;

- артық ауаның оңтайлы коэффициентін сақтау және оны ауамен жақсы араластыру (оттықтағы артық ауа коэффициентінің 1% - ға артуы 0, 7% отынның артық шығынына әкеледі) ;

- газ құбырларындағы ауаны соруды жою (сорудың әрбір 10% - ына отынның артық шығыны 0, 5% - ды құрайды) ;

- қазандықтарды үрлеуді нормативтік мәндерде ұстау (Үрлеудің нормативтен тыс 1% - ға артуы 0, 3% отынның артық жұмсалуына әкеледі)

Қазандықтардағы орташа шығынды энергия үнемдеу шараларына мыналар жатады:

- инжекторлық блоктық жанарғыларды қолдану;

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.