Возможное использование вторичных энергетических ресурсов

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ МЕЖДУНАРОДНЫХ  ОТНОШЕНИЙ

 

Кафедра международных  экономических отношений

Специальность 1-25 01 03 – мировая экономика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине: Основы энергосбережения 
на тему: Возможное использование вторичных энергетических ресурсов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исполнитель: студентка 1 курса,                                                                       Лукьянчик А. Л.

группа № 8 

 

Руководитель: кандидат технических                                                               Левкевич В. Е.

наук, доцент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МИНСК 2012

 

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………………………………………………………3

1.Классификация вторичных  энергоресурсов………………………………………………………………………….4

1.1.Горючие вторичные энергетические  ресурсы……………………………………………………………………4

1.2.Вторичные энергетические  ресурсы избыточного давления……………………………………………5

1.3.Тепловые вторичные  энергетические ресурсы………………………………………………………………….5

2.Использование вторичных  энергетических ресурсов в РБ…………………………………………………. 7

Заключение……………………………………………………………………………………………………………………………….9

Список литературы…………………………………………………………………………………………………………………...10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Прогрессивное направление развития промышленности – это создание безотходных производств, по технологии которых используются все элементы производственного  процесса, а также энергия реакции  технологических процессов для  получения полезной продукции. Получаемая извне энергия необходима лишь для  запуска и резервирования, то есть безаварийной остановки технологического процесса. В результате энергетического обслуживания тех или других процессов отработавшие энергоносители превращаются в тепловые отходы, которые могут быть использованы для энергетических целей. Такие тепловые отходы называются вторичными энергоресурсами. Согласно закону РБ “Об энергосбережении”, вторичные энергетические ресурсы – это энергия, получаемая в ходе любого технологического процесса в результате недоиспользования первичной энергии или в виде побочного продукта основного производства и не применяемая в этом технологическом процессе. Необходимость использования ВЭР объясняется тем, что коэффициент полезного использования (КПИ) энергоресурсов в РБ и странах СНГ – главный показатель эффективности производства – не достигает 40%, что свидетельствует о существовании больших ресурсов экономики. Утилизация ВЭР позволяет получить большую экономию топлива и существенно снизить капитальные затраты на создание соответствующих энергосберегающих установок. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                                       3

1.Классификация вторичных энергоресурсов

Выделяют следующие основные группы вторичных энергетических ресурсов: горючие, избыточного давления, тепловые.

1.1.Горючие вторичные энергетические  ресурсы. К горючим вторичным энергетическим ресурсам относятся образующиеся в процессе производства основной продукции газообразные, твердые или жидкие отходы, которые обладают химической энергией и могут быть использованы в качестве топлива. Источником горючих вторичных энергетических ресурсов являются лесная и деревообрабатывающая промышленность, химическая промышленность, сельское и коммунальное хозяйство.

К горючим вторичным энергетическим ресурсам относятся:

- древесные отходы;

- отходы гидролизного производства;

- отходы целлюлозно-бумажной промышленности;

- отходы от производства аммиака,  капролактама;

- сельскохозяйственные отходы (солома  и ботва растений);

- городской мусор.

В настоящее время большое внимание уделяется утилизации твердых древесных  отходов, лигнина, отходов сельскохозяйственного  производства и т. п. В лесной и  деревообрабатывающей промышленности приблизительно половина заготавливаемой  древесины идет в отходы. Одной  из первостепенных задач является их утилизация путем сжигания с целью  получения теплоты.

Древесина по своему составу включает такие же компоненты, что и твердое  топливо, за исключением серы. Особенностью древесных отходов некоторых  производств является повышенная влажность. Древесина имеет большой выход  летучих веществ, что благоприятствует, несмотря на повышенную влажность, устойчивому  процессу горения.

Процесс сжигания древесных отходов  включает предварительную сортировку и сушку. Сжигание проводится в топке  с "кипящим" слоем с частичной  рециркуляцией дымовых газов. Это  обеспечивает полное сгорание топлива, выносимого с отходящими газами. Сжигание производится с целью получения  теплоты и передачи ее энергоносителю - пару или горячей воде, которые  могут непосредственно направляться потребителю.

Теплота может также преобразовываться  в электричество с помощью  паровой или газовой турбины. В настоящее время в Германии, Финляндии, Швеции и других странах  на основе отходов лесной и деревообрабатывающей промышленности, включающих остатки  лесосечных отходов, стружки и отходов  фрезерно-отрезных станков, изготавливаются  гранулы (пиллеты).

Древесные гранулы по сравнению с исходным сырьем, которое используется самостоятельно в виде топлива, имеют более низкую влажность, высокую плотность и теплоту сгорания. Их длина равна 20-50, а диаметр - 4-10 мм. Древесные гранулы в отличие от обычной древесины становятся конкурентоспособными наряду с другими видами твердого, жидкого и газообразного топлива. Их выгодно перевозить на большие расстояния, они занимают меньше места при хранении. Данный вид топлива может сжигаться в котлах с механизированной или ручной подачей. Таким образом, горючие вторичные                             4

энергетические ресурсы  позволяют замещать первичное топливо, которое закупается за рубежом, и  тем самым увеличивают производство энергии за счет собственных энергоресурсов.

1.2.Вторичные  энергетические ресурсы избыточного давления (напора) Это потенциальная энергия газов, жидкостей и сыпучих тел, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением (напором), которое необходимо снижать перед последующей ступенью использования этих жидкостей, газов, сыпучих тел или при выбросе их в атмосферу, водоёмы, ёмкости и другие приёмники. Сюда же относится избыточная кинетическая энергия.

Вторичные энергетические ресурсы избыточного давления преобразуются  в механическую энергию, которая  или непосредственно используется для привода механизмов и машин  или преобразуется в электрическую  энергию.

Примером применения этих ресурсов может служить использование  избыточного давления доменного  газа в утилизационных бес компрессорных  турбинах для выработки электрической  энергии.

1.3.Тепловые вторичные  энергетические ресурсы. К тепловым вторичным энергетическим ресурсам относится физическая теплота отходящих газов котельных установок и промышленных печей, основной или промежуточной продукции, других отходов основного производства, а также теплота рабочих тел, пара и горячей воды, отработавших в технологических и энергетических агрегатах. Для утилизации тепловых вторичных энергетических ресурсов используют теплообменники, котлы-утилизаторы или тепловые агенты. Рекуперация теплоты отработанных технологических потоков в теплообменниках может проходить через разделяющую их поверхность или при непосредственном контакте.

Тепловые вторичные энергетические ресурсы могут поступать в  виде концентрированных потоков  теплоты или в виде теплоты, рассеиваемой в окружающую среду. В промышленности концентрированные потоки составляют 41%, а рассеиваемая теплота - 59%. Концентрированные  потоки включают теплоту уходящих дымовых  газов печей и котлов, сточных  вод технологических установок  и жилищно-коммунального сектора.

Тепловые вторичные энергетические ресурсы делятся на:

- высокотемпературные (с  температурой носителя выше 500°С);

- среднетемпературные (при  температурах от 150 до 500°С);

- низкотемпературные (при  температурах ниже 150°С).

При использовании установок, систем, аппаратов небольшой мощности потоки теплоты, отводимые от них, составляют небольшую величину и рассредоточены в пространстве, что затрудняет их утилизацию из-за низкой рентабельности.

Рассмотрим некоторые способы  и устройства для утилизации тепловых вторичных энергетических ресурсов. Применение энергетических отходов  для внутреннего использования  рассматривалось ранее при изучении работы парового котла. Имеются и другие возможности внутреннего использования энергетических отходов. Теплота уходящих дымовых газов используется как для внутреннего, так и для внешнего потребления. При внутреннем потреблении энергоотходов в печах и котлах осуществляется подогрев воздуха, подаваемого на горение.                                                                                                                                5

В котлах дополнительно может подогреваться  питательная вода. При внешнем  использовании нагревают теплоноситель  или сырье. Нагрев рабочей среды  проводится в регенеративных, рекуперативных или смесительных (контактных) аппаратах. Регенеративные аппараты по принципу действия являются периодическими.

При утилизации низкотемпературных дымовых  газов целесообразно использовать контактный теплообменник с активной оросительной насадкой для повышения  интенсивности теплообмена. С помощью  данного устройства можно получать горячую воду 50-70°С, что позволяет  проводить сжигание топлива с  учетом высшей теплоты сгорания и  тем самым добиваться дополнительного  энергосберегающего эффекта.

Достоинством аппарата являются небольшие  габариты и масса, достигаемые за счет интенсификации теплообмена при  орошении пучка труб промежуточным  теплоносителем в жидкой фазе, подогретым непосредственным соприкосновением с  дымовыми газами. Это также дает косвенный энергосберегающий эффект за счет экономии металла.

Кроме того, в данном аппарате происходит очистка дымовых газов. Энергетический эффект от утилизации теплоты дополняется  экологическим эффектом уменьшения отрицательного воздействия на окружающую среду. При внешнем использовании  теплоты отходящих газов промышленных печей применяются паровые или  водогрейные котлы-утилизаторы.

В отличие от энергетических котлов их поверхности нагрева располагаются  не в топке, а по тракту отходящих  газов. Конструкция котла-утилизатора  включает: экономайзер, барабан-сепаратор, испаритель и пароперегреватель. Циркуляция воды через испаритель осуществляется с помощью насоса или естественной конвекцией. Принцип работы котлов-утилизаторов идентичен котлам котельных установок.

1.1.1 таблица классификация  ВЭР по видам и направлениям  их использования

Вид ВЭР	Носители ВЭР	Направление и использование  способов утилизации
Горючие	Твердые, жидкие, газообразные отходы	Топливные Сжигание в топливоиспользующих  установках
Тепловые	Отводящие газы, Охлаждающая  вода, отходы производст, промежуточные  продукты, готовая продукция	Тепловое Выработка в теплоутилизационных  установках водяного пара, горячей  воды, ипользование для покрытия потребности  в тепле
Тепловые	Отработанный и  попутный пар	Тепловое и комбинированное Покрытие теплопотребности, выработка электроэнергии в конденсационном  или теплофикационном турбоагрегате
ВЭР избыточного  давления	Газы с избыточным давлением	Электроэнергетическое Выработка электроэнергии в газовом утилизационном турбоагрегате

 

 

                                                                                                                                                                        6

2.Использование  вторичных энергетических ресурсов  в РБ

Государственная программа  в области ВЭР предусматривает следующее:

• использование древесной биомассы на топливные нужды и подготовку её к использованию, в т. ч. в твердотопливных котлах, газогенераторах, а также на мини-ТЭЦ;
• строительство каскадов ГЭС на реках Днепр, Неман, Западная Двина, восстановление мини- и микроГЭС;
• строительство ветроэлектростанций;
• внедрение гелиоводоподогревателей;
• разработку технологий выращивания, подготовки и сжигания фитомассы быстрорастущих пород древесины (канадская ива, дальневосточная гречиха);
• внедрение биогазовых установок для получения горючего газа из отходов животноводства и растениеводства, с последующим сжиганием в котельных агрегатах и когенерационных установках;
• сжигание в энергетических целях отходов сельскохозяйственного растениеводства (солома, льняная костра) и коммунальных отходов;
• внедрение технологий получения топливного этанола из древесины и биодизельного топлива из рапса;
• исследование возможности использования геотермальных энергоресурсов;