Меры экономии топлива, теплоты и энергии

В настоящее время в различных отраслях промышленного производства предпринимаются большие усилия по прямому повышению экономии топлива, теплоты, энергии. В конце ХХ веках сбережение теплоты и энергии, различных видов топлива поднято на уровень государственной политики, получивший название энергосберегающей [1].

Рациональное решение проблемы экономии и подъема эффективности использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в промышленности возможно только на основе прогрессивных энерго- и ресурсосберегающих, экологически совершенных технологий и оборудования [1].

Энергосберегающая политика приобретает особо важное значение для отраслей промышленного производства, основанных на теплотехнологии, таких, как производство чугуна и стали, цветных металлов, строительных материалов, нефтепродуктов и многих продуктов химии легкой, машиностроительной и других энергоемких отраслей промышленности. Эти производства, как отмечалось, характеризуются большой энергоемкостью и часто низким уровнем полезного использования топлива и других энергоносителей. Важность проблемы энергосбережения усиливается здесь не только особо крупными резервами экономии топлива, теплоты, энергии, но также и широкой возможностью их практической реализации [2]. Особо значительными потенциальными возможностями решения этих задач располагает промышленный теплотехнологический комплекс, обладающий крупнейшими резервами повышения энергетической, технологической, экологической и экономической эффективности теплотехнологических процессов и установок. Масштабы возможной экономии топлива в высокотемпературных теплотехнологических установках (ВТУ) можно проиллюстрировать на примере промышленных печей с топливным источником энергии [3].

Энергетический комплекс современного крупного ПП представляет собой сложную систему тесно взаимосвязанных (по потокам различных энергоресурсов и энергоносителей) как энергоустановок различных типов и назначений, так и технологических агрегатов, которые потребляют одни виды (обычно несколько) и одновременно генерируют другие виды энергоресурсов.

В технике такие технологии получили название «теплотехнология». На базе теплотехнологических агрегатов и установок на промышленных предприятиях создаются теплотехнологические системы, имеющие тесные связи с энергетическими системами.

Теплотехнологические процессы, основанные на изменении теплового состояния исходных материалов занимают одно из ведущих мест в сфере промышленного производства. К их числу относятся разнообразные технологические процессы, реализуемые на основе нагрева, плавления, кипения, охлаждения твердых, жидких, газообразных технологических материалов /1/. Примеры таких процессов: нагрев стальных изделий перед механической обработкой, производства чугуна и стали, цветных металлов, цемента, стекла, керамических материалов и изделий, производство пара, процессы сушки и упаривания.

Все эти процессы характеризуются высокими затратами тепловой энергии.

Приведенные здесь затраты условного топлива отнесены к 1 тонне готовой продукции. В целом, в народном хозяйстве страны, на теплопотребление расходуется около ¾ всей энергии, т.е. промышленный теплотехнологический комплекс является одним из основных потребителей топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Так, в промышленности потребляется около 60 % производимой электроэнергии, более 30 % добываемого топлива.

Наиболее крупными потребителями ТЭР в промышленности являются черная и цветная металлургия, химическая, нефтеперерабатывающая, нефтехимические отрасли, машиностроение, металлообработка.

Таблица 2 – Удельные расходы топлива на производство отдельных видов продукции

Потребление органического топлива высокотемпературными теплотехнологическими установками (ВТТУ) соизмеримо с потреблением топлива при производстве электроэнергии на тепловых электростанциях (ТЭС). Рассмотрим таблицу 3.

Таблица 3 – Показатели энергетического совершенства топливо-потребляющих устройств

Как следует из таблицы 3, промышленным печам, являющимся основным технологическим звеном ВТТУ, свойственны КПД топливоиспользования в 2,5 – 6 раз меньше КПД (90 %) котельных установок, хотя эти печи в принципиальной теплотехнической части тождественны паровым котлам ЭС.

Таким образом, повышение КПД ВТТУ является одним из основных путей решения проблемы повышения эффективности использования тепловой энергии. Так, по данным /3/ повышение КПД на 1 % приведет к экономии 24 млн.т. условного топлива (т.у.т.) в промышленности.

Если в ближайшие годы удастся достичь подъемы среднего КПД промышленных печей, например, в 1,5 раза, что является не только достижимым, но и еще далеким от практического предела, тогда бы народное хозяйство стран СНГ получило бы экономию топлива в год, в 20-25 раз превышающую плановую годовую экономию на тепловых электростанциях этих стран [1,2].

Наряду с этим экономия топливно-энергетических затрат в теплотехнологии приводит одновременно к уменьшению выбросов продуктов сгорания и содержащихся в них вредных веществ в окружающую среду.

Таким образом, актуальная задача экономного использования всех энергоресурсов, особенно первичного источника энергии-топлива, должна решаться по трем направлениям:

- создание энергосберегающих технологий и оборудования;

- улучшение использования топлива в существующих технологических процессах;

- максимальное использование вторичных энергоресурсов (ВЭР) промышленных предприятий.