Кететін газдардың жылуын қолдануының тұйықталған технологиялық сұлбаларын салып,түсіндіріңіз.

Конденсат ә кеткіштерді монтаждау кезінде оларды ө шіру ү шін байпас сызық тарын қ арастыру қ ажет. Бу – конденсат қ оспасының жылу потенциалы мен шығ уын анық тау ү шін оның қ ысымын, температурасын, энтальпиясын жә не массалық шығ ынын анық тап алу қ ажет. Д_А аппатарындағ ы бу шығ ынына тең конденсат шығ уы аппарат алдында орналастырылатын шығ ын ө лшегіштің (расходомер) дифманометрі кө мегімен анық талады. Шығ ын ө лшегіш болмаса конденсат шығ уы паспорттық бу шығ ыны бойынша алынады. Бу – конденсат қ оспасының температурасы сә йкес қ ысымдағ ы (қ осымша 1) будың қ анығ у температурасына t_H сә йкес келеді. Бу – конденсат қ оспасының энтальпиясын h_ПКС калориметрлік қ ұ рал кө мегімен анық тағ ан жө н (ИТМ 04 – 9 – 1 қ араң ыз). Технологиялық аппараттан бу – конденсат қ оспасының потенциалдық сағ аттық жылу шығ уы мына формуладан табылады:

Q_Л = Д_А(h_ПКС - С_Вt_ХВ)10^-6, ГДж/сағ,

мұ ндағ ы Д_А – аппараттағ ы бу шығ ыны, кг/сағ;

t_ХВ – суық судың температурасы, ⁰С;

С_В – судың меншікті жылусыйымдылығ ы, кДж/кг*град

Кә сіпорын бойынша немесе ө ндіріс цехінде бу конденсат қ оспасының потенциалдық сағ аттық жылу шығ уы мына формуламен анық талады:

Q_Ц = ,

мұ ндағ ы z_i – орналастырылғ ан бір типті, технологиялық аппараттар саны;

j – бір типті технологиялық аппараттардың бір мезгілдік қ осылу коэффициенті;

Дә л осылайша конденсаттың потеналдық массалық сағ аттық шығ уы анық талады:

Д_Ц = .

Бу тұ тынатын аппараттардан тө мен қ ысымды (0, 3 МПа дейін) бу – конденсат қ оспасының қ айтып келуі жағ дайында оны ө ндірістік цехтердің ыстық сумен қ амтудың автономды жү йелерінде ыстық суды алу ү шін «қ ұ быр ішінде қ ұ быр» типті жылуалмастырғ ыштарда қ олданғ ан тиімді (5.6 – сурет)

1 – рекуперативті бу қ олданатын технологиялық аппараттар; 2 – конденсат ә кеткіштер; 3 - «қ ұ быр ішінде қ ұ быр» типті секциялы сужү ргі (водоводяной) жылуалмастырғ ышы; 4 – ыстық судың бак – аккумуляторы; 5 – температура датчигі; 6 – су шығ ынының реттегіші; 7 – насос

Сурет-8. Ыстық суды қ амту қ ажеттері ү шін бу – конденсат қ оспасының жылуын қ олдану сұ лбасы:

Технологиялық пештердің жә не қ азандық қ ондырғ ыларының тү тін газдарының жылуы кә сіпорын саласының маң ызы бойынша екінші ретті энергоқ ордың екінші тү рі болып табылады. Табиғ и газдың кү кіртті қ осылыстары жоқ жану ө німдерінің жылуын техникалық жә не экономикалық жағ ынан қ олдану тиімді. Кү кіртті қ осылыстары бар кө мір жә не мазуттардың жану ө німдерінің жылуын екінші ретті энергоқ ор ретінде қ олдану жоғ ары коррозиялық қ абілетіне байланысты техникалық жағ ынан қ иын. Қ олдануында болашағ ы бар екінші ретті энергоқ ордың кө здері болып табиғ и газда жұ мыс істейтін:

кететін тү тін газдар температурасы 120 – дан 200 ⁰С болатын ДКВр жә не ДЕ – ГМ типті бу қ азандық тары;

кететін тү тін газдар температурасы 300 ⁰С жуық болатын Е – 1/9 – Г типті бу қ азандық тары;

кететін тү тін газдар температурасы 400 ⁰С жоғ ары болатын шошқ а етіне, жү н субө німдерге, кептіргіштерге, кү нжарағ а (шрот) арналғ ан ү йтетін пештер жә не тағ ы басқ а технологиялық пештер.

Тү ріне жә не параметріне байланысты екінші ретті энергоқ орлар жылу энергиясында жә не суық та (жылулық) қ ажеттілікті қ амту ү шін қ азандық – пеш отыны (отынды бағ ыт) ретінде қ олданады; электр энергиясын алу ү шін (электроэнергетикалық); электр жә не жылу энергиясын бір уақ ытта ө ндіру ү шін (қ ұ рама бағ ыт).

Екінші ретті энергоқ орлардың негізгі мө лшері энергосыйымды салаларда шоғ ырланғ ан: қ ара жә не тү сті металлургия, химия, мұ най қ азып алу, мұ най – химия, қ ағ аз – целлюлоза, газ ө неркә сібі, машина қ ұ рылысы жә не қ ұ рылыс материалдар ө неркә сібінде.

Қ ара метеллургияда екінші ретті энергоқ орлардың қ айнар кө здері – домен, мартен, ферробалқ ыту, қ ыздыру жә не кү йдіру пештері, оттекті конвертерлер, коксты батареялар жә не т.б. Шойын ө ндіруде екінші ретті энергоқ орларғ а жататындар: химия энергиясы, домен газының физикалық жылуы жә не артық қ ысымы, домен пешінің суыту жылуы, шлак жә не шойын жылуы, домен ү рлнгішінің (кауперлер) ауа қ ыздырғ ышының суыту жылуы жә не кететін газдардың физикалық жылуы.

Кететін тү тін газдарымен жылу шығ ындарын азайту ү шін қ олданылатын ең прогрессивті жабдық болып Батыс Еуропа елдерінде шығ арылғ ан газ – жаң арғ ы қ ұ рылғ ылары саналады, олар рекуперативті жылуалмастырғ ыштармен қ атар қ олданылып, рекуперативті жаң арғ ылар деп аталады. Олар орталық танғ ан рекуператорлармен салыстырғ анда монтаждауда жә не эксплуатацияда ә лдеқ айда ың ғ айлы. Бір корпуста жаң арғ ыны, тү тін жолын жә не рекуператорды біріктіру пайдалы ауданның елеулі ү немдеуін жә не кладка мен ауа ө ткізгіштен ө тетін шығ ындарды азайтуғ а мү мкіндік береді. Бірнеше зонадар жә не жаң арғ ылардың саны кө п болғ анда орталық танғ ан рекуператорды орналастыруда ауаның таралуына жә не газ қ оспасының реттелуіне қ ажет саң ылауларды ескеру керек, ол агрегаттың жұ мысын қ иындатады жә не қ осымша қ аржы салуды қ ажет етеді.

Рекуперативті жаң арғ ыларды қ олдану нақ ты шығ ындарды тө мендетуге (қ ымбат рекуператорларды қ ұ растыруды қ ажет етпейді), отын жануының температурасын жоғ арылатуғ а, пештегі газ қ озғ алысы аэродинамикасын оң тайландыруғ а жә не факелдің жылу беруін интенсификациялауғ а мү мкіндік береді. Мұ ндай жаң арғ ыларда ауаны қ ыздыру температурасы 60 ⁰С жеткізілуі мү мкін. Оларды қ олданғ анда отын 15 – тен 50 % дейін ү немделеді. Рекуперативті жаң арғ ылары бар пештердің ПӘ К – і 50 – 65 % жетеді, бұ л кедергі электр пешімен салыстырғ анда 2 есе жоғ ары. Рекуперативті жаң арғ ы конструктивті корпустан қ ұ ралғ ан, оның ішінде центрлес металл қ ұ бырлар орнатылғ ан. Ауа жә не жану ө німдері кө ршілес сақ иналы саң ылауларда бір – біріне бағ ыттала қ озғ алады. Сонда ауа желдеткішпен беріледі, ал жану ө німдері жаң ағ ыда орналасқ ан эжектормен сорылады немесе пештегі артық қ ысым есебінен жойылады.

Біздің елде отандық рекуперативті жаң арғ ыларды қ ұ растыру жұ мыстары жү руде.

Жану ө німдерінің физикалық жылуын утилизациялау ү шін басқ а болашағ ы бар қ ұ рылғ ылар рекуперативті жылуалмастырғ ыштар – радиациялық, конвективті, радиациялық – конвективті болып табылады.

Соң ғ ы жылдары тү тін газдардың жылуын утилизациялау ү шін қ олда бар қ ұ рылғ ылар жетілдіріліп, жаң арғ ылары қ ұ растырылуда. Жылу беруді интенсификациялауғ а, қ ұ рылғ ының габариттік мө лшерін, гидравликалық кедергісін азайтуғ а, жұ мыс істеу мерзімін ұ зартуғ а, сенімділігін жоғ арылатып, тапшы материалдарды қ арапайымдармен алмастыруғ а мү мкіндік беретін орталық танғ ан қ ондырғ ы сұ лбасы бар металл рекуператорлар қ ұ растырылуда. Рекуператордың тиімді типі болып радиациялық саналады. Олар ұ зақ уақ ыт бойы жану ө німінің жоғ арғ ы температурасында эксплуатациялық қ асиеттерін сақ тауғ а қ абілетті, жану ө німдері жолының тө мен гидравликалық кедергісіне ие, жану ө німдері жағ ынан қ ыздыру беттерінің шамалы бітеліп қ алу мен ластануы бар.

ВНИПИ жылу жоба институты қ ұ растырғ ан радиациялық – саң ылаулы рекуператорлар қ ыздырғ ыш темір соғ атын жә не термиялық пештерді жабдық тауғ а арналғ ан. Олар қ алың дығ ы 6 – 10 мм болатын ыстық қ а тө зімді пісірілген болат беттерден тұ ратын екі центрлес цилиндрлардан тұ рады. Ішкі цилиндрден тү тін газдары ө теді, ал ішкі жә не сыртқ ы цилиндрлар арасындағ ы сақ иналы саң ылаудан (оның ені 8 – 60 мм) қ ыздыратын ауа ө теді. Рекуператор ө німділігіне байланысты ішкі цилиндр (тү тін каналы) диаметрі 3, 5 м дейін болуы мү мкін. Сыртқ ы кең істікте жылу шығ ынын азайту ү шін сыртқ ы цилиндрді жылу оқ шаулағ ышпен қ аптайды. Рекуператордың ішкі цилиндрі сыртқ ысымен салыстырғ анда тез қ ызғ андық тан ол кө бірек кең ейеді, яғ ни оның еркін ұ заруын қ амтамасыз ету ү шін сыртқ ы цилиндрді компенсаторлармен жабдық тайды.

Ауаның екі еселенген циркуляциясы бар екіжақ ты қ ыздырылатын радиациялық рекуператорлар Барнаул кө лік машина қ ұ рылысы зауытында енгізілген. Олардың біреуі ө німділігі 15 т/сағ болатын методикалық пеште орналасқ ан, кіретін жану ө німдерінің температурасы 900 ⁰С болғ анда рекуператорда бір сағ атта 3000 м³ ауаны 350 ⁰С дейін қ ыздыру жү реді, ауа жолы бойынша кедергі 1, 0 кПа қ ұ райды. Батыс – Сібір металлургиялық зауытының термиялық темір соғ атын цехінде 7 радиациялық – саң ылаулы рекуператорлар эксплуатацияланады. Осының негізінде 25 % аса шығ ындалатын газ ү немделген.

Машина қ ұ рылысы зауыттарында РКТ – 2 жә не РКТ – 3 радиациялық – конвекторлы рекуператорлар ө з қ олданысын табуда, оларды ВНИПИ жылу жоба институты қ ұ растырды. Алайда олар конструкциясы жағ ынан кү рделі жә не оларды ауаны 700 – 900 ⁰С қ ыздыру қ ажет жағ дайда ү лкен ө німді пештерде орнату ұ сынылады.

Кететін газдардың температурасы 1000 ⁰С аспағ анда конвекторлы типті рекуператорлар қ олданылуы мү мкін. Блокта жиналғ ан шойын қ ырлы (ребристый) қ ұ бырлардан жә не тегіс болат қ ұ бырлардан қ ұ ралғ ан конвекторлы рекуператорлар кең қ олданысын тапты.

Сериялы тү рде шығ арылатын конвекторлы рекуператорлар арасындағ ы ең танымалысы инелі болып табылады, яғ ни олардың ішіндегі тү рі – қ ырлы рекуператорлар.

Ө неркә сіптің энергосыйымды салаларында энерготұ тынуды қ амтамасыз етуде екінші ретті энергоқ орлар ү лкен рө л атқ арады. Мысалы, қ ара металлургияда ө неркә сіптік жылу тұ тыну 34% - ғ а екінші ретті энергоқ орлар есебінен қ амтамасыз етіледі, екінші ретті энергоқ орлар пайда болатын жә не қ олданылатын жалпы зауыттар бойынша – 48 % - дан артық, газ ө неркә сібінде – 35 % - ғ а, минералды тың айтқ ыш ө неркә сібінде – 27 % - дан артық, мұ най ө ндіру жә не мұ най – химия ө неркә сібінде – 14 % жуық.

Технологиялық агрегаттарды – екінші ретті энергоқ орлардың қ айнар кө зі утилизациялық қ ондырғ ылармен жабдық тау негізігі жылу генерирлеу қ ондырғ ыларының тұ тыну қ уатын тө мендетеді жә не жылу энергиясын ө ндіруде энергетикалық жылу генерирлеу қ ондырғ ыларына нақ тылы қ аржы салуды азайтады. Екінші ретті энергоқ орларды қ олдану шараларына меншікті капитал салымдары, ү немдеген 1 т отынғ а жатқ ызылғ ан, отынды қ азып алуғ а жә не тасымалдауғ а кететін меншікті капитал салымдарынан 2 – 3 есе тө мен. Негізгі энергетикалық қ ондырғ ылармен салыстырғ анда утилизациялық қ ондырғ ылардағ ы энергия бірлігін ө ндірудегі ағ ымдағ ы шығ ындар дә л осылайша елеулі тө мен болады. Утилизациялық қ ондырғ ыларғ а капитал салымдары отынды ү немдеу есебінен екі – ү ш жылда ақ талады.

Екінші ретті энергия қ орларды утилизацияла атмосферағ а зиянды заттардың бө лінуін қ ысқ арту есебінен қ оршағ ан ортағ а келтірілетін экономикалық нұ қ санды елеулі азайтуғ а мү мкіндік береді. Кей жағ дайларда екінші ретті энерго қ орларды қ олдану технологиялық жә не тағ ы сол сияқ ты қ ондырғ ылардың ө німділігінің артуына немесе жұ мыс уақ ытының ұ заруына ө з септігін тигізеді.

Екінші ретті энергетикалық қ орлардың экономикалық эффектісі екінші ретті энергоқ орларды қ олдану бағ ыты мен тү рінен жә не утилизациялық қ ондырғ ыларды қ олдану уақ ытынан тә уелді.

Ө скемен қ орғ асын – цинк комбинатындағ ы вельцпеш артында ПО Уралэнергоцветмет қ ұ растырғ ан КУЦМ – В – 8/13 типті утилизатор – қ азандығ ы орнатылғ ан, ол вельцпеш газдарын 850 ⁰С – тан 450 ⁰С дейін суытады.

Қ ұ рылыс материалдар ө неркә сібінде қ азіргі уақ ытта екінші ретті энергоқ орлар 6, 7 % - ғ а қ олданады. 9 млн Гкал энергияны ө ндіру мү мкін болғ анда шындығ ында екінші ретті энергоқ орлар есебінен 0, 6 млн Гкал ғ ана ө ндіріледі. Бұ л салада айналмалы цемент пештерінің корпустарының сә улелену жылуын жә не шыны шығ аратын (стекловаренный) пештердін кететін газдарының жылуын қ олдануы жайлы ұ сыныстар бар.

9 – суретте автономды КГЭ – сы бар қ азандық тардың кететін тү тін газдарының жылуын утилизациялауғ а арналғ ан қ ондырғ ының жылулық сұ лбасы кө рсетілген.

1 – тү йісетін газ экономайзерлер; 2 – ыстық судың бак – аккумуляторы; 3 – насос; 4 – температура датчигі; 5 – судың жоғ арғ ы дең гейінің датчигі; 6 – су шығ ынының реттегіші.

Сурет-9. Ыстық сумен қ амтамасыз ету қ ажеттіліктері ү шін қ ұ рамында кү кірті жоқ газ тә різді отынның жану ө німдерінің жылуын қ олдану сұ лбасы

Қ азандық та немесе оғ ан жапсарланғ ан жылу пунктінде берілген қ ондырғ ының негізгі элементтерін орналастыру ұ сынылады. КГЭ – дан алынатын ыстық суды ө ндірістік цехтерді жә не жабдық тарды санитарлық ө ң деуге, сонымен бірге жылыжайларды жылытуғ а қ олданғ ан жө н. Тұ тынушыларды ыстық сумен қ амтамасыз ету сенімділігін жоғ арылату ү шін жылулық сұ лбада бак – аккумуляторды орнату қ арастырылғ ан, оның кө лемі судың максималды жарты сағ аттық шығ ынына сә йкес келу керек. ДКВр жә не ДЕ – КМ техникалық сипаттамалары 5.5 – кестеде кө рсетілген.

Кесте-14. Тү йісетін газ экономайзерлерінің сипаттамалары

(шық қ ан жері – Ашхабад газ аппараты зауыты)

Табиғ и газ сығ ылатын технологиялық пештердің жану ө німдерінің жылуын қ олдану ү шін 5.12 – сретте жылулық сұ лба кө рсетілген.

Сурет-10. Ыстық сумен қ амтамасыз ету қ ажеттіліктері ү шін технологиялық пештердің кететін газдар жылуының қ олдану сұ лбасы

1 – тү йісетін газ жылуалмастырғ ышы; 2 – газ жолдары; 3 – тү тін сорғ ыш; 4 – ыстық судың бак – аккумуляторы; 5 – насос; 6 – ыстық судың температура датчигі; 7 – судың жоғ арғ ы дең гейінің датчигі; 8 – су шығ ынының реттегіші

Берілген жылулық сұ лба ет комбинатының мал сою цехтерін ыстық сумен қ амтудың автономды жү йелерінде қ олдануы мү мкін. Мына сұ лбада жү йелі тү рде қ ұ растырылатын екі утилизациялық жылуалмастырғ ыштар қ арастырылғ ан. Соратын газ жолынан отынның жану ө німдері 400 ⁰С жә не одан жоғ ары температурасымен беттік экономайзер принципі бойынша істейтін жылуалмасатын жә не кейін КГЭ принципі бойынша істейтін жылуалмастырғ ышқ а бағ ытталады. Осылайша, жылулық сұ лбада екі сулы контур болады. Біріншісінде су тү тін газдармен жанаспай – ақ қ ызады жә не технологиялық қ ажеттерге (шпарильді чандарда, ет туалеті ү шін жә не т.с.с.) қ олдануы мү мкін. Екінші контурда қ ыздырылатын су тү тін газдарымен жанасады жә не кейін тілме (полос) мен жабдық тарды жууғ а қ олданылады. Утилизациялық жылуалмастырғ ыштар жеке жобалар бойынша екінші ретті жылудың максималды шығ ысы мен технологиялық пештердің жұ мыс режиміне байланысты қ ұ растырылады.