7 Жылу технологияларда энергияны үнемдеу
Жылу технологияларда энергияны үнемдеу – жылулық энергияны
өндіру, сақтау және таратудың, жылу балансының, жылуберу процесін
қарқындатудың, отын жағудың заманауи әдістерінің энергетикалық
тиімділігінің критериилерін құру, бу және газтурбиналық қондырғыларды,
тоңазытқыш қондырғыларды, жылулық сорғылар мен жылулық құбырларды,
тиімді
жылу
оқшаулағыштарды
қолдану,
техникa-экономикалық
көрсеткіштерді есептеу әдістемесін құрастыру проблемаларын қарастырады.
7.1 Жылу технологиялық процестер мен жүйелер, қондырғылар
Жылу технологияда энергия үнемдеу проблемасы – қазіргі уақытта
ғылым мен тәжірибедегі ең маңызды проблемалардың бірі. Ол жылу
технологияға негізделген өнеркәсіп салалары үшін маңызды, өйткені бұнда
тек отынды, жылуды, энергияны үнемдеудің ірі қорлары ғана емес, әрі оның
практикада жүзеге асу мүмкіндіктері де қарастырылады.
Жылу технологияда энергия үнемдеуді төмендететiн негізгі факторлар:
- технологиялық өнiмдердiң қоршаған ортаға бар жылуын жоғалтуы;
- қондырғылардың периодты жұмыс режиміндегі технологиялардың көп
операциялылығы;
- жартылай дайындалған өнімдердің қоршаған ортамен тура және ұзақ
уакыт бойы түйісуі;
- жылутехнологиялық процестерде суды көп қолдану;
- шикізатты алдын-ала механикалық өңдеу және т.б.
Жылу технологияның энергетика төңiрегiндегi басты
мiндетi
– жаңа
қалдықсыз жылу технологиялық процестер мен жүйелерді жүзеге асыру және
энергия үнемдеуші жылу технологиялық қондырғыларды өңдеу, зерттеу, құру.
Жылу технологиялық процесс (жылулық технология) – бұл
жылумаңызалмастырушы құрылғылар арқылы негізгі материалдарға,
шикізаттарға, жартылай фабрикаттарға жылулық әсер ете отырып өнімді
өндірудің технологиялық процесі [39].
Жылу технологиялық қондырғы – жылу технологиялық процестер
немесе оның жеке бір сатылары орындалатын қондырғы.
Жылу технологиялық жүйе – берілген жылу технологиялық
процестердің немесе оның жеке бір сатыларының орындалуының жүзеге
асуын қамтамасыз етуге арналған жылу технологиялық қондырғылар мен
технологиялық,
жылутехникалық,
энергетикалық,
транспорттық,
қабылдаушы-таратушы және басқа да қондырғылардың жиынтығы.
77
Жылу технологиялық кешен – бастапқы шикізаттық материалдарды
қажетті өнім түріне түрлендіру кезіндегі барлық тізбектелген технологиялық
сатыларды қамтамасыз ететін жылу технологиялық жүйелер мен өндірістік
байланысы бар технологиялық, энергетикалық, транспорттық, қабылдаушы-
таратушы және басқа да жүйелердің, әрі қондырғылардың жиынтығы.
Өндірістік жылу технологиялық кешен – халық шаруашылығы
өндірісінің (болат, түсті металдар, құрылыс материалдарын, химия және
мұнай химия өнімдерін, целлюлозды-қағазды өндіру, жеңіл және тамақ
өнеркәсібі т.б.) техникалық негізі болып табылатын жеке жылу
технологиялық кешендердің жиынтығы. Өндірістік жылу технологиялық
кешен қамтиды:
- жоғары температуралы жылу технологиялық жүйелер мен кешендерді
(өндірістік отындық пештер, реакторлар, конвертерлер, электрлік пештер);
- орташа және төмен температуралы жылу технологиялық жүйелер мен
кешендерді (материалдарды жылу-ылғалды өңдеуге арналған қондырғылар,
кептіргіштер, буландырғыштар).
Қосарланған (біріктірілген) технологиялық жүйе – берілген өнім түрін
өндірудің және өндіріс деңгейінің жоғары экономикалық тиімділігін
қамтамасыз ету мақсатында екі немесе одан да көп жылу технологиялық
жүйелерді байланыстыратын жүйе.
Қосарланған энерготехнологиялық жүйе – энергетикалық және
технологиялық өнімді қажетті деңгейде өндірудің жоғары экономикалық
тиімділігін қамтамасыз ету мақсатында энергетикалық және жылу
технологиялық жүйелерді байланыстыратын жүйе.
Қосарланған технологиялық агрегат – жеке жылу технологиялық
жүйелердің құрылымдық байланысын қамтамасыз ететін екі немесе көп
мақсатты қондырғы.
Қосарланған энерготехнологиялық агрегат – қосарланған энергетикалық
және жылу технологиялық жүйедегі құрылымдық байланысты қамтамасыз
ететін екі немесе көп мақсатты қондырғы.
Жұмыс
кеңістігінің
камерасы
–
бастапқы
материалдарды
технологиялық қажетті жылулық өңдеуден өткізудің сатылары жүзеге асатын
жоғары температуралы жылу технологиялық қондырғының негізгі
(технологиялық) бөлігі.
Технологиялық
процесті
немесе
оның
жеке
сатыларын
ұйымдастырудың жылутехникалық принципі – шикізат материалдарын,
жартылай фабрикаттарды, өнімдерді жылу технологиялық қондырғының
жұмыс кеңістігінің камерасында термиялық өңдеудің аэродинамикалық,
механикалық, жылулық және басқада ерекшеліктерінің жиынтығы.
Жылу технологиялық процестің сатысы – бір істің жүзеге асырылуы
үшін арнайы шарттарды қажет ететін технологиялық процестің бір бөлігі.
Жылу
технологиялардың
энергетикасы
(жылу
технологиялық
процестердің энергетикасы) – жүзеге асырылып жатқан немесе жаңа
78
технологияларды құрастыру, зерттеу, таңдау және енгізу үшін қажетті деп
табылған (саналған) өнеркәсіптік энергетиканың бір саласы, мысалы [41, 42]:
- рационалды және жаңа энергия көздері;
- жылуды генерирлеуге үшін тиімді әдістер мен қондырғылар;
-
жылу
технологиялық
процестер
мен
жылумаңызалмасуды
ұйымдастырудың дамушы жылу техникалық принциптерін жүзеге асыру;
- технологиялық қондырғыларда отынды және басқа да энергетикалық
ресурстарды үнемді және тиімді қолданудың негізін қалыптастыру үшін
заманауй жылулық сұлбалары;
-
қалдықсыз
технологиялар принципін жүзеге асыру үшін
технологиялық және энергетикалық кешендердің қиюластырылған жаңа
сұлбасы;
- энергетикалық қалдықтарды азайтудың оңтайлы жолдары мен
екіншілік энергетикалық ресурстарды қолдану;
- жылу технологиялық қондырғылар мен жүйелерді жалпы және
энергетикалық жаңғырту бойынша негізделген шаралар.
Жоғары температуралы жылу технологиялық қондырғыларда жүзеге
асатын технологиялық процестер әртүрлілігімен ерекшеленеді [32] және
негізінен келесідей анықталады:
- өңделетін материалдың бетіне жылудың ену қарқындылығы (сыртқы
жылуалмасу қарқындылығы) мен өңделетін материалдың ішінде жылудың
тасымалдануы бойынша;
- өңделетін материалдың ішінде массаның молекулярлы тасымалдану
қарқындылығымен;
- термиялық өңдеу аймағындағы фазалардың (қатты, сұйық) араласу
қарқындылығы бойынша және т.б.
Жылу технологиялық процестердің аталмыш түрлері бойынша талдау
жасап, қажетті әдісті қолданып, физикалық және математикалық баламасын
жасап зерттеулер жүргізуді жеңілдетуге болады.
Технологиялық процестің барлық сатылары жүзеге асырылатын
камералар санына байланысты қондырғыларды бір және көп камералы жұмыс
кеңістігі бар деп екіге бөледі. Бір камералы немесе бір аймақты жұмыс
кеңістігі бар қондырғылар (мысалы, отындық, мартеновты және қыздырғыш
пештер)көлем бойынша қыздырушы газдардың салыстырмалы біркелкі
температуралық өрісімен сипатталады. Бұндай қондырғылар заманауй
талаптарды қанағаттандырады.
Бір камералы, бірақ көп аймақты жұмыс кеңістігінен тұратын
қондырғылардың ерекшелігі үздіксіз жұмыс істейді және көлем бойынша
қыздырушы газдардың температуралық өрісі қалыпсыз болады (мысалы,
әдістемелік қыздырушы пештер, шахталы және айналмалы пештер).
Жұмыстық
кеңістігі
осындай
қондырғылар
біріншіден
қарағанда
жетілдірілген болады.
Көп камералы қосарланған жұмыстық кеңістігі бар жоғары
температуралы
жылу
технологиялық
қондырғылардың
заманауи
79
қажеттіліктерді қанағаттандырудағы мүмкіндігі зор. Көп аймақты көп
камералы жұмыстық кеңістікті сәйкесінше келесідей аймақтар мен
камераларға бөліп қарауға болады:
-
бастапқы материалды алдын-ала жылулық немесе жылулық және
физика-химиялық өңдеу;
-
материалдарды негізгі технологиялық өңдеуден өткізу;
-
материалдарды технологиялық өңдеуден өткізуді аяқтау;
-
технологиялық өнімді салқындату.
Жоғары
температуралы
жылу
технологиялық
қондырғыларда
қолданылатын энергия көздері:
- ауамен тотыққан отын;
- оттекті ауамен байытылған отын;
- технологиялық оттегілі отын;
- қатар тұрған қондырғылардан шыққан түтін газдары;
- электр энергиясы;
- қосарланған энергия көздері.
Сыртқы
жылуды
қолданбайтын
қондырғыларда
жанған
компоненттердің жылуы бастапқы материалдарды қыздыруға немесе отынды
эндотермиялық өңдеуге (химиялық регенерация) жұмсалады. Бұндай
қондырғыларда жылу терең регенерацияланса, онда отынды қолдану бойынша
қондырғының ПӘК жоғары болады.
Сыртқы жылуды қолданатын қондырғыларда регенерациядан кейін
жылуды басқа технологиялық немесе энергетикалық өнім өндіру үшін
қолданады. Мысалы, технологиялық пайдаға асырғыш қазандар.
Достарыңызбен бөлісу: |