Утилизация тепла производственных процессов

В настоящее время одной из актуальных проблем энергетики является проблема экономии и рационального использования энергоресурсов. Рост стоимости электроэнергии и ужесточение требований к качеству и надежности энергоснабжения придают изучению структуры и режимов функционирования системы энергоснабжения предприятия и их оптимизации особую актуальность. Многие предприятия идут на создание собственных электростанций. Один из наиболее важных факторов, стимулирующих строительство собственных независимых энергоисточников — это низкая себестоимость вырабатываемой электроэнергии.

Использование вторичных энергоресурсов любого вида  в технологических процессах связано с повышением энергетической эффективности, улучшением показателей технологических процессов и условий защиты окружающей среды.

Теплоутилизационная электростанция (ТУЭС) проектируется в составе завода по производству гранулированного чугуна  на специально выделенной площадке в промышленной зоне г.Актобе, республика Казахстан.

Производственные процессы, проводимые на заводе, имеют большую энерго-насыщенность. В проводимых на заводе технологических процессах используются природный газ, каменный уголь и электрическая энергия. В результате проводимых технологических процессов образуется значительное количество дымовых газов, загрязнённых продуктами полидисперсного плавильного уноса. Кроме того, дымовые газы нагреты до температуры свыше 1300 °С.

В то же время на заводе имеется ряд технологических процессов, которые проводятся при более низких температурах и могут проводиться без сжигания топлива.

Основная задача теплоутилизационной установки состоит в том, чтобы максимально эффективно использовать отходящие газы для производственных нужд. Теплоутилизация заключается в высокотемпературном  подогреве воздуха, поступающего на горение и воздуха для сушилки  , а также  генерации пара среднего давления  для выработки электро-энергии методом подачи пара в турбогенератор, Также из отходящих газов должны быть удалены компоненты SOx , HF и пыль , с последующим выбросом очищенных газов  в атмосферу через дымовую трубу.

Высокотемпературный нагрев воздуха, идущего на горелки печи, позволяет снизить коэффициент расхода воздуха и путем резкого увеличения тепловой нагрузки на единицу топочного объема, повысить температурный уровень в рабочей камере, а также увеличить теплоотдачу к нагреваемому металлу.

Однако возможная скорость теплоотдачи регламентируется скоростью зависящих от температуры физико-химических и структурных превращений в нагреваемом материале, определяющих качество конечного продукта.

В тех случаях, когда ограничение температуры нагрева воздуха приводит к низкой степени регенерации тепла  уходящих газов, возникает проблема комплексного энерготехнологического использования тепла уходящих из печи газов.

Производство пара энергетических параметров за счет утилизации тепла отходящих газов в котле –утилизаторе КУП-80-3,9-440 позволяет создать независимый источник энергообеспечения  металлургического завода «SBS-steel»

Котел-утилизатор КУП-80-3,9-440 предназначен для производства перегретого пара давлением 3,9 МПа и температурой 440С,  за счет утилизации тепла отходящих  газов вращающейся печи по производству гранулированного чугуна.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА КУП-80-3,9-440

1          Паропроизводительность, т/ч    80

2          Давление перегретого пара, МПа         3,9

3          Температура перегретого пара, °С       440

4          Номинальный расход  газов от печи на границе ответ-ственности, нм3\ч        473000

6          Температура газов за печью на границе ответственности, °С       1000

7          Расход воздуха на сушку окатышей, нм3\ч                                                   250000

8          Расход воздуха на горелки печи, нм3\ч          260000

9          Температура воздуха на сушку окатышей, °С           430

10       Температура воздуха на горелки печи, °С     570

11       Температура питательной воды на входе в котел(перед водоводяным теплообменником), С            104

12       Коэффициент полезного действия котла, %   86

13       Гидравлическое сопротивление пароводяного тракта (от входа питательной воды до выхода острого пара), МПа           2,01

14       Интервал регулирования паропроизводительности, %      70-105

15       Габаритные размеры котла

-отметка оси барабана, мм          35300

-высшая отметка котла, мм         39000

-глубина по осям колонн, мм     20150

-ширина по осям колонн, мм      15600

16       Показатели надежности:

— период между текущими ремонтами, час    8000;

— период эксплуатации до капитального ремонта, час        50000;

— полный назначенный срок эксплуатации котла, час         200000.