Isu penjimatan tenaga semakin meruncing apabila potensi kuasa pengguna moden meningkat. Baik dalam sfera domestik mahupun dalam industri, cara teknikal, unit dan rangkaian komunikasi yang digunakan memerlukan jumlah sumber tenaga yang semakin meningkat. Ini memaksa kita untuk mencari sumber haba alternatif yang baharu, elektrik dan bentuk penjanaan tenaga yang lain. Walaupun pembangunan aktif pembawa tenaga semula jadi, segmen ini masih tidak membenarkan kami mengharapkan penggantian lengkap stesen penjanaan tradisional. Pada masa yang sama, terdapat minat yang besar dalam sumber tenaga sekunder (SER), yang sebahagian besarnya percuma, tetapi memerlukan sedikit pelaburan dalam penciptaan infrastruktur perkhidmatan. Walau bagaimanapun, ciri-ciri produk tenaga sekunder tidak berakhir di situ.
Definisi VER
Terdapat dua cara asas yang berbeza untuk menjana tenaga - semula jadi dan perindustrian(tiruan). Dalam kes pertama, tenaga fenomena dan proses semula jadi digunakan - contohnya, aliran air, sinaran suria, angin, dll. Kerumitan penggunaan sumber tersebut adalah disebabkan oleh masalah teknikal yang bersifat organisasi - khususnya, ketidakstabilan pengumpulan tenaga. Penjanaan tenaga industri dalam pengertian ini adalah lebih terkawal, tetapi ia memerlukan bahan mentah untuk memastikan tindak balas, di mana haba, elektrik, gas, dan lain-lain dijana. Gabungan sumber tenaga primer dan sekunder hanya berlaku dalam kitaran operasi stesen penjana. Hakikatnya ialah sumber utama tidak digunakan sepenuhnya, dan mayatnya kemudiannya dilupuskan atau dikitar semula. Stesen penjanaan kuasa sekunder beroperasi pada asas yang sama.
Apabila mempertimbangkan prinsip penggunaan VER, tidaklah berlebihan untuk merujuk kepada konsep potensi tenaga. Ini ialah jumlah tenaga yang secara teorinya boleh dijana semasa pemprosesan sisa, hasil sampingan pengeluaran dan bahan mentah perantaraan yang tidak digunakan dalam kitaran utama. Dalam kes ini, ekspresi potensi dalam bentuk tenaga boleh berbeza. Stok pelbagai bahan buangan diwakili sebagai haba fizikal atau kimia yang terikat, tekanan berlebihan, tenaga kinetik atau tekanan bendalir.
Jadi, takrifan sumber sekunder untuk operasi loji janakuasa adalah seperti berikut: ini adalah potensi tenaga yang boleh dijana hasil daripada proses teknologi memproses sisa atau produk pengeluaran utama yang kurang digunakan. Pada masa yang sama, kedua-dua sisa itu sendiri dan kaedah pemprosesan selanjutnya mungkin berbeza.
Ciri VER
Perlu diingat bahawa untuk sekian lama konsep penjanaan tenaga ini tidak dipertimbangkan oleh pengguna besar kerana kekurangan kaedah yang tepat untuk mengira kecekapan dan potensi tenaga. Hari ini, kitar semula sumber adalah berdasarkan analisis komprehensif tentang pelbagai penunjuk, yang memungkinkan untuk mengekstrak manfaat maksimum daripada sisa industri yang sama. Ciri reka bentuk yang paling biasa bagi jenis sumber ini termasuk yang berikut:
- Pekali tenaga output - nisbah potensi penjanaan kepada isipadu terma yang memasuki penjana dengan sumber utama.
- Pekali penggunaan tenaga - nisbah jumlah haba yang digunakan daripada pengeluaran sekunder kepada tenaga yang diterima dalam set penjana. Penunjuk ini mencerminkan kecekapan menggunakan skim tenaga khusus perusahaan. Selain itu, terdapat cara berbeza untuk menilai volum penggunaan optimum - dengan penekanan pada nilai yang boleh dilaksanakan dari segi ekonomi, penunjuk penggunaan sebenar dan terancang.
- Peluang penjimatan bahan api ialah jumlah sumber utama yang tidak digunakan oleh penggunaan sisa industri. Selain itu, penjimatan juga boleh dikira mengikut skema terbalik, apabila sumber primer dan sekunder menggantikan satu sama lain, bergantung pada keadaan semasa untuk menjana haba atau elektrik.
- Pekali penggunaan - nisbah isipadu haba yang dijana kepada potensi tenaga sumber yang dibekalkan kepada dandang pemprosesan.
- Faktor penjanaan tenaga - jumlah tenaga yang dijana secara langsung dengan menggunakan bahan kitar semula dalam unit kitar semula. Perlu diingatkan bahawa pekali penjanaan berbeza daripada tenaga keluaran mengikut jumlah kehilangan haba dalam pemasangan kerja.
- Faktor perkhidmatan ialah nilai yang menentukan perbezaan antara output tenaga yang dirancang dan output sebenar yang dijana melalui nisbah.
Memilih model VER optimum
Dalam setiap kes, apabila membangunkan projek untuk bekalan tenaga melalui sumber sekunder, tugas ekonomi diketengahkan, intipatinya adalah menggunakan bahan mentah yang paling cekap. Untuk melakukan ini, pensijilan awal semua sumber sumber sekunder yang ada dijalankan, menunjukkan rizab, pencemaran, suhu dan cara penerimaannya. Ia juga mentakrifkan keperluan untuk memastikan proses teknologi penggunaan VER. Bergantung pada keadaan operasi perusahaan dan kaedah pemprosesan bahan mentah, ini boleh menjadi sistem pemanasan, pengudaraan, gas dan bekalan air.
Pada peringkat akhir penciptaan projek, prosedur berikut juga dilakukan:
- Kaedah pelupusan yang paling kos efektif dipilih untuk satu pilihan atau beberapa sumber bahan mentah sekunder.
- Kesan ekonomi setiap peristiwa pemprosesan sumber ditentukan.
- Skim operasi kilang kitar semula sedang dibangunkan mengikut keperluan perusahaan. Selain itu, proses teknologi utama boleh ditambah dengan operasi tambahan seperti loji penjanaan bersama - contohnya, jika penukaran beberapa jenis bahan api diperlukan.
Sumber sumber sekunder
Dalam pengertian umum, sumber SER difahami sebagai satu set proses teknologi dan bahan mentah yang diproses dalam rangka kerja operasi penjana tenaga primer. Juga, kawasan pengeluaran yang berbeza boleh bertindak sebagai sumber bahan untuk penjanaan dan penukaran haba atau elektrik seterusnya. Apakah sumber tenaga sekunder? Jenis bahan tertentu ditentukan oleh skop pengeluaran utama bahan mentah. Contohnya, perusahaan metalurgi menyediakan sisa logam sekerap, bukan ferus dan ferus, sebatian getah dan bahan tambahan mengaloi yang tidak digunakan.
Jika kita bercakap tentang pengguna bekalan haba, maka kilang perabot dan kertas, serta perusahaan kerja kayu pembinaan yang menyediakan bahan mudah terbakar bahan api, akan menjadi perhatian. Contoh berikut sumber tenaga sekunder jenis ini boleh diberikan:
- Briket gambut.
- Rip kayu dan kulit kayu.
- Abu daripada dandang pengeringan suhu tinggi.
- Lignin.
- Kertas buangan.
- Sisa kayu pepejal.
- Kadbod dan produk kertas yang tidak dituntut.
Mengikut ukuranApabila proses teknologi pengeluaran menjadi lebih kompleks, struktur sisa dengan pelepasan juga berubah. Bersama-sama dengan bahan mentah tradisional, sisa berbilang komponen berkualiti tinggi dan kompleks semakin digunakan dalam kitaran pemprosesan sekunder. Ini termasuk bahan berikut:
- Unsur termoplastik polimer.
- Aloi sintetik berkumpul.
- Produk getah industri dan penjanaan semula.
- Sisa halit.
- Sanga relau letupan.
- Phosphogypsum.
Pada masa yang sama, tahap ancaman alam sekitar juga semakin meningkat. Jika salah satu kelebihan terpenting sumber tenaga semula jadi ialah kebersihan ekologi proses penjanaan, maka kecekapan tinggi VER sebahagian besarnya dipastikan oleh bahan tercemar dan agresif secara kimia yang tidak sesuai dengan pemprosesan primer. Ini termasuk produk petroleum, sedimen dan enap cemar, tayar haus, sisa yang mengandungi merkuri, dsb.
Pengkelasan mengikut arahan penggunaan
Salah satu klasifikasi utama sumber sekunder, yang menentukan skop bahan mentah yang bernilai tenaga. Sebagai peraturan, kawasan penggunaan VER berikut dibezakan:
- Pembakaran bahan api dalam unit menggunakan bahan mentah yang sedia untuk rawatan haba. Skim penjanaan haba mudah dilaksanakan tanpa peringkat pertengahan pemprosesan dan penukaran.
- Penggunaan terma. Penjanaan dalam unit pemulihan haba. Tidak seperti cara penggunaan sumber sebelumnya, prinsip penjanaan bersama penjanaan tenaga boleh dilaksanakan, tetapi juga tanpa operasi.transformasi. Contohnya, pada talian stesen penjanaan yang berbeza, penggunaan sumber tenaga sekunder memungkinkan untuk mendapatkan haba, air panas atau wap.
- Penggunaan terma dan gabungan. Bersama dengan penjanaan haba, terdapat juga penukaran kepada elektrik. Contohnya, unit turbin menjana elektrik dalam bentuk tenaga penjanaan atau pemeluwapan.
- Elektrik. Tenaga elektrik dijana dengan bantuan unit turbin gas yang digunakan.
Pengkelasan mengikut jenis media
Di bawah pembawa difahami bentuk sumber tenaga, serta keadaan agroteknikalnya, di mana loji penggunaan akan dipilih. Atas dasar ini, sumber kitar semula berikut dibezakan:
- Sisa cecair, pepejal dan gas.
- Pairs - bekerja dan lulus.
- Gas ekzos.
- Produk pertengahan dan siap.
- Air penyejuk teknikal.
- Gas dengan peningkatan tekanan.
Pengkelasan mengikut jenis utama RES
Yang paling biasa ialah sumber sekunder mudah terbakar dan haba untuk diproses menggunakan pencawang tenaga. Sebagai contoh, SER mudah terbakar biasanya sisa industri yang digunakan sebagai bahan api siap untuk tujuan industri lain. Dalam kes ini, klasifikasi sumber tenaga sekunder berikut boleh digunakan:
- Gas relau letupan metalurgi.
- Sisa kayu dalam bentuk kerepek, habuk papan dan pencukur.
- Sisa cecair atau pepejal yang digunakan dalam industri penapisan minyak dan kimia.
VER Terma memberikan haba fizikal tanpa penukaran. Dalam kapasiti ini, gas proses buangan, hasil sampingan pengeluaran, sanga dan abu, haba terus daripada unit operasi dan radas, wap dan air panas boleh digunakan. Adalah penting untuk ditekankan bahawa sumber haba boleh digunakan secara langsung sebagai sumber haba dan sebagai bahan mentah, yang pemprosesannya akan menyumbang kepada pengeluaran elektrik.
Sumber digunakan kurang kerap, tenaga potensi yang dihasilkan daripada sumber tekanan berlebihan. Ini adalah jenis sumber tenaga sekunder yang dipancarkan, yang boleh menjadi campuran wap dan gas yang meninggalkan pemasangan yang berfungsi ke atmosfera. Sumber tersebut dibahagikan mengikut tahap kepekatan tenaga dan penunjuk suhu. Kini anda boleh mempertimbangkan setiap jenis VER yang dinyatakan secara berasingan.
Sumber sekunder mudah terbakar
Dalam bahagian penggunaan dunia VER, bahan api mudah terbakar menduduki kira-kira 70-80%. Jenis utama sisa tersebut ialah kayu dan produk pemprosesannya. Peralatan sasaran untuk penggunaan sumber biasanya unit dandang-relau yang menyediakan proses pembakaran teknologi dengan penyingkiran haba. Di Rusia, terdapat juga loji khusus untuk memproses jenis sumber sekunder yang mudah terbakar - contohnya, lignin diproses di loji hidrolisis, tetapi disebabkan kerumitan penyelenggaraan.produk, pendekatan teknologi sedemikian jarang berlaku.
Berkaitan dengan sisa mudah terbakar sekunder dan tayar kereta, yang dikitar semula dengan pembebasan tenaga dalam tiga cara:
- Dengan sambungan lata penghancur untuk pra-penghancuran.
- Menggunakan sistem pemampatan berterusan volum tertutup dalam penyemperit khas.
- Dengan teknologi pengisaran kriogenik menggunakan nitrogen cecair.
Kaedah gabungan membakar produk mudah terbakar juga popular. Selepas menyusun bahan mentah mengikut ciri-ciri tertentu (pecahan, tahap pencemaran, komposisi kimia dan struktur), kitar semula sumber dari jenis yang sama dijalankan. Jadi, bersama dengan sisa kayu, arang batu dan getah serbuk boleh dibakar, jika ia sesuai dengan ciri-ciri teknologi yang diberikan. Di sesetengah stesen kitar semula, sisa mudah terbakar juga disediakan untuk pengeluaran selanjutnya. Khususnya, bahan binaan seperti hos, mastik, pengisi untuk pelbagai campuran dan cat serta varnis diperbuat daripada karbon teraktif, unsur kejuruteraan radio dan bahan komposit selepas pemprosesan tenaga.
Sumber tenaga sekunder terma
Potensi tenaga jenis VER ini juga membolehkan mereka digunakan secara meluas dalam pelbagai industri dan industri. Sumber haba yang paling berharga dari segi produktiviti ialah gas buangan yang dibebaskan hasil daripada tindak balas kimia, pirolisis dan pembakaran bahan asas.produk bahan api. Haba kondensat juga digunakan, walaupun disebabkan oleh kerumitan teknologi proses pengekstrakan tenaga, sumber ini hanya digunakan di perusahaan besar pelbagai fungsi dengan loji kogenerasi. Secara teorinya, haba boleh dijana daripada pelepasan pengudaraan dan rangkaian kejuruteraan lain dengan aliran udara dan air panas, tetapi bahagiannya dalam jumlah volum pemprosesan tenaga sekunder hanya 2-3%.
Terdapat juga sekatan ke atas penggunaan sumber haba sumber tenaga sekunder, yang dikenakan ke atas sistem pemanasan udara bekalan. Khususnya, penggunaan teknologi media udara berikut tidak dibenarkan:
- Aliran dikeluarkan dari bilik yang mengandungi bahan mudah terbakar atau meletup. Walaupun tapak pengambilan disambungkan secara tidak langsung kepada gas atau wap mudah terbakar melalui saluran pengudaraan, udara ini tidak boleh digunakan dalam unit pemulihan haba.
- Strim yang boleh menjadi pembawa bahan berbahaya. Ini biasanya berlaku apabila udara beredar mengambil zarah pemeluwapan atau mendap daripada pemprosesan bahan mentah berbahaya daripada penukar haba.
- Strim yang mungkin mengandungi virus, bakteria dan kulat yang menyebabkan penyakit. Pencemaran biologi persekitaran udara juga ditentukan oleh spesifikasi pengeluaran tertentu atau keadaan operasi sistem kejuruteraan.
Ciri ciri penggunaan sumber sekunder untuk tujuan penjanaan haba ialah mod bermusimpengendalian kemudahan kitar semula. Ini disebabkan oleh fakta bahawa sebahagian besar rumah dandang pemprosesan diaktifkan semasa tempoh pemanasan dengan pengambilan langsung tenaga haba. Ini terutama berlaku untuk utiliti, tetapi dalam keadaan pengeluaran perindustrian, sokongan terma untuk operasi teknologi dijalankan mengikut kadar jadual tempatan.
Sumber sekunder di bawah tekanan berlebihan
Terutamanya adalah sisa pengeluaran yang diterima hasil daripada proses teknologi pemprosesan primer. Ini boleh menjadi gas, cecair, dan juga pepejal. Ciri utama mereka adalah berada di bawah tekanan berlebihan apabila meninggalkan sistem pemasangan atau kejuruteraan yang berfungsi. Keperluan untuk peraturan tekananlah yang menyukarkan penggunaan jenis sumber sekunder ini, serta terbitannya. Sekurang-kurangnya, kitar semula hendaklah termasuk operasi penyahtekanan sebelum dilepaskan. Untuk ini, pengawal selia khas dengan kotak gear digunakan, yang secara automatik menormalkan keadaan badan kepada prestasi optimum.
VER peralatan penyelenggaraan
Loji penggunaan digunakan untuk mengekstrak tenaga daripada sumber sekunder, yang boleh menyediakan pelbagai proses pemprosesan dan pengeluaran. Terdapat kedua-dua unit khusus dan universal. Memandangkan sumber sekunder termasuk media seperti wap dengan gas dan air, dandang universal dan loji dandang boleh dianggap sebagai penjanaan bersama.peralatan. Produk sasaran sistem sedemikian biasanya elektrik yang dijana dalam jumlah yang besar.
Jika kita bercakap tentang pemasangan khusus tertumpu sempit, maka ia termasuk yang berikut:
- Ddang pemulihan air.
- Economizers.
- Pam haba.
- Penukar haba.
- Sistem penyejukan penyerapan.
- Pemanas air.
- Unit penyejat penyejatan.
- Penjana turbin, dsb.
Sudah tentu, untuk operasi penuh unit sedemikian, pelbagai jenis peranti tambahan diperlukan, yang mana sistem disambungkan kepada sumber bahan api. Jadi, untuk menservis sumber tenaga sekunder dalam kompleks tunggal dengan saluran paip gas, unit pemulihan haba dengan stesen pemampat yang berasingan mungkin diperlukan. Bergantung pada ciri sumber itu sendiri, sistem penyejukan, penapisan, pemanasan, peraturan tekanan, dsb. juga boleh digunakan.
Penggunaan RES untuk pemanasan
Di banyak perusahaan, kemungkinan pemanasan ruang dan pemanasan peralatan menggunakan tenaga yang dijana oleh sisa tempatan diletakkan terus ke dalam proses teknologi pengeluaran. Sebagai contoh, dandang haba dan relau mengeluarkan sumber tenaga sekunder dalam bentuk gas semasa operasi. Sistem pelupusan sisa berfungsi dengan bantuan pemanas air, yang mula-mula menetapkan suhu campuran gas kepada kira-kira 250 °C, dan kemudian mengagihkan tenaga ke atas litar pertukaran haba. Selepas itu, wap proses yang tinggal dikeluarkancerobong asap. Air yang dipanaskan boleh digunakan dengan cara yang berbeza. Ia biasanya digunakan dalam proses pengeluaran itu sendiri sebagai cecair teknikal atau sebagai sumber untuk bekalan air panas.
Kecekapan menggunakan teknologi pemanasan sedemikian adalah rendah dan berjumlah hanya 10-12%, tetapi memandangkan ketiadaan kos bahan mentah, pendekatan ini membenarkan dirinya sendiri. Perkara lain ialah penggunaan sumber tenaga sekunder itu sendiri memerlukan organisasi awal keadaan untuk menjana haba dan pengedaran produk pembakaran seterusnya melalui rangkaian pertukaran haba. Anda juga mungkin perlu melengkapkan barisan pengeluaran dengan unit untuk menanggalkan penggantungan yang tidak diingini dan sistem pembersihan asas.
Memanaskan kawasan luar dengan VER
Mencipta ruang kerja luar dengan peralatan teknologi, mengikut pelbagai anggaran, menjimatkan daripada 10 hingga 20% daripada anggaran kos mengatur proses pengeluaran. Sudah tentu, tidak ada perbincangan tentang keluar sepenuhnya dari bengkel, tetapi meminimumkan jumlah struktur bangunan apabila membuat tapak sedemikian mengurangkan kos projek dengan ketara. Tetapi pada masa yang sama, operasi peralatan akan menjadi sukar kerana kehadiran salji dan ais di kawasan tersebut. Sehubungan itu, terdapat keperluan untuk mengatur sistem bekalan haba di kawasan terbuka. Pilihan pemasangan khusus dan jenis sumber tenaga sekunder juga bergantung pada arah perusahaan dan sisa teknologinya. Sebagai peraturan, dalamsebagai pembawa haba, air digunakan, beredar dalam anulus dengan pulangan terbalik ke sumber pemanasan. Untuk mengekalkan parameter optimum cecair, antibeku juga digunakan, dan pengawalseliaan aliran dijalankan secara automasi dengan tangki pengembangan penimbal.
Pemindahan haba akan bergantung pada isipadu sumber, reka bentuk saluran paip dan keadaan mikroklimat luaran. Untuk mengekalkan keselamatan semasa operasi sistem pada musim sejuk, disyorkan untuk mengatur salutan khas secara konkrit. Juga, demi kepentingan meningkatkan kekonduksian terma, ahli teknologi menasihatkan untuk menutup struktur dengan penyelesaian berdasarkan konkrit berat, serpihan bas alt dan kemasukan granit. Jika kita bercakap tentang kawasan sejuk dengan fros yang teruk, maka lebih baik memilih sumber tenaga sekunder berasaskan air dengan penambahan loji lebur salji ke infrastruktur kerja. Anggaran jumlah haba yang dijana untuk pencairan jisim salji dan aising hendaklah kira-kira 630 kJ / kg. Jika reka bentuk sistem tidak membenarkan pengumpulan salji di kawasan kerja, maka penggunaan tenaga untuk pencairannya pada masa pemendakan akan meningkat kepada 1250 kJ/kg.
Faedah menggunakan VER
Penggunaan sumber tenaga alternatif biasanya didorong oleh faktor ekonomi, teknikal dan persekitaran. Dalam kes ini, semua faktor ini berfungsi, tetapi faktor ekonomi adalah dominan. Dengan projek yang dilaksanakan dengan baik untuk pelaksanaan utilizer di perusahaan, anda boleh bergantung pada mengurangkan kos bekalan haba, contohnya, sehingga 25-30%. Penunjuk penjimatan khusus ditentukan oleh syarat untuk pengeluaran dan penggunaan sumber tenaga sekunder, tetapi akan ada faedah dalam apa jua keadaan. Terutama jika bahan pemprosesan tempatan dan sendiri digunakan di kilang sasaran.
Faedah lain datang daripada potensi tenaga yang tinggi bagi bahan buangan. Gas, cecair teknikal dan bahan mentah pengeluaran keadaan pepejal pada mulanya dipilih mengikut prinsip memaksimumkan pengekstrakan jumlah haba yang besar. Selain itu, tidak seperti operasi pembawa tenaga tradisional utama, sumber sekunder pada masa penggunaan sudah berada dalam keadaan pengagregatan dan suhu optimum untuk pemprosesan.
Keburukan menggunakan VER
Penyebaran meluas konsep bekalan tenaga ini dihalang oleh beberapa faktor, yang utamanya ialah kerumitan peranti teknologi sistem sedemikian. Walaupun kita tidak mengambil kira kos peralatan dalam bentuk pengguna, organisasi teknikal proses itu pasti memerlukan penyusunan semula tapak operasi, kerana sistem akan berfungsi bersama-sama dengan unit kejuruteraan yang berbeza.
Satu lagi kelemahan menggunakan sumber sekunder boleh dilihat sebagai pulangan tenaga yang rendah. Sekali lagi, dengan mengambil kira sifat bebas bahan mentah ini, kemungkinan ekonomi akan menjadi positif, bagaimanapun, peratusan sederhana pemindahan haba, khususnya, tidak akan membenarkan, pada dasarnya, bergantung pada susunan stesen penjanaan untuk komprehensif penyelenggaraan industri dan kemudahan penggunaan lain. Sebagai peraturan, ini sahajasumber kuasa tambahan.
Kesimpulan
Sumber untuk pemprosesan bagi tujuan pemulihan tenaga sekunder pada asasnya berbeza daripada sumber bekalan tenaga tradisional dan semula jadi. Mereka sebahagiannya disebabkan oleh asal bahan mentah ini, tetapi pada tahap yang lebih besar - spesifikasi teknologi untuk aplikasi mereka. Pada masa yang sama, penggunaan sumber primer dan sekunder boleh berlaku dalam proses pengeluaran yang sama. Sebagai contoh, jika kelengkapan dibuat di kilang, dan produk pembakaran daripada relau letupan dihantar ke sisa penukar haba yang berfungsi untuk operasi teknologi lain. Kitaran pengeluaran yang lengkap dilaksanakan, yang lebih cekap, menjimatkan sumber dan mesra alam, kerana sisa dikitar semula.
