Розробка схем використання низькопотенційної пари систем випарного охолодження скловарних печей для отримання електричної енергії
Вантажиться...
Дата
2020
ORCID
DOI
doi.org/10.20998/2078-5364.2020.2.01
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
Одним з ефективних способів підвищення терміну служби вогнетривів скловарних печей є використання систем випарного охолодження. При цьому виникає проблема використання енергії водяної пари. Кількість пари, що отримується на одній печі, не перевищує 10 т/год. Вона має низький тиск до 0,8 МПа і високу вологість. Для конденсації пари може застосовуватись водяне або повітряне охолодження. Проаналізовано схеми конденсації пари систем випарного охолодження із застосуванням поверхневих і змішуючих конденсаторів. Однак ці схеми не дають можливості використовувати енергетичний потенціал вторинної пари. Виділяють два напрямки її використання – тепловий та енергетичний. У багатьох випадках підприємства не мають цілорічних споживачів теплової енергії. В такому разі відкривається перспектива отримання за рахунок енергії пари електричної енергії, яка може використовуватися безпосередньо на підприємстві. Розглянуто схеми з утилізаційними конденсаційними турбінами й турбінами з протитиском для утилізації низькопотенційної пари систем випарного охолодження скловарних печей. Також представлені схеми з підігрівом парою живильної води в регенеративних підігрівачах турбін і схеми з подвійним живленням турбоустановок. Проведений аналіз показав, що останні два варіанти є неефективними з огляду на необхідність подачі додаткової кількості пари, одержуваної в парогенераторах. В якості джерела енергії на скляних підприємствах використовується природний газ, тому вартість одержуваної електроенергії буде значно збільшуватися. Тому для утилізаційних схем з отриманням електроенергії найефективнішим способом буде додатковий перегрів водяної пари для підвищення її параметрів. Для цього можливо використовувати в пароперегрівачах теплоту відхідних димових газів скловарних печей. Також перспективними є варіант застосування схем з низькокиплячим теплоносієм.
Evaporative cooling systems for glass melting furnaces are one of the effective ways to increase the service life of its refractory materials. The resulting steam can be recovered, although it has a low pressure of up to 0,8 MPa and high humidity. The amount of steam obtained from one furnace does not exceed 10 t/h. To condense the steam of evaporative cooling systems it can be used condensers with water or air cooling. Condensing circuit using surface and contact condensers is considered. The analysis shows that such circuits do not make it possible to utilize the energy potential of the secondary steam. The possible ways of steam application can be thermal energy production and electric generation. Generally glass enterprises do not have year-round heat consumers. Thus electric generation using the steam of glass melting furnaces evaporative cooling systems is preferred. Electricity generated can be used directly at the glass enterprise. Different ways of using steam from evaporative cooling systems of glass melting furnaces in electric generation systems are considered. Recovery schemes with steam heated feed water in turbine regenerative heaters and schemes with double feed turbines show their inefficiency. In these schemes, the amount of steam from the evaporative cooling system is insufficient, so it is necessary to supply additional steam, which is generated in the steam generator. Since natural gas is used as a source of energy at glass enterprises, the cost of electricity generated will be unacceptably high. Also, schemes with recovery condensing turbines and backpressure turbines are examined for recovery of low-grade steam of glass melting furnaces evaporative cooling systems. A comprehensive analysis of the schemes considered shows that the most effective way is steam additional overheating to increase steam parameters. For overheating the heat of the flue gases from glass melting furnaces can be used. Heat recovery schemes using low-boiling heat transfer fluid are also promising.
Evaporative cooling systems for glass melting furnaces are one of the effective ways to increase the service life of its refractory materials. The resulting steam can be recovered, although it has a low pressure of up to 0,8 MPa and high humidity. The amount of steam obtained from one furnace does not exceed 10 t/h. To condense the steam of evaporative cooling systems it can be used condensers with water or air cooling. Condensing circuit using surface and contact condensers is considered. The analysis shows that such circuits do not make it possible to utilize the energy potential of the secondary steam. The possible ways of steam application can be thermal energy production and electric generation. Generally glass enterprises do not have year-round heat consumers. Thus electric generation using the steam of glass melting furnaces evaporative cooling systems is preferred. Electricity generated can be used directly at the glass enterprise. Different ways of using steam from evaporative cooling systems of glass melting furnaces in electric generation systems are considered. Recovery schemes with steam heated feed water in turbine regenerative heaters and schemes with double feed turbines show their inefficiency. In these schemes, the amount of steam from the evaporative cooling system is insufficient, so it is necessary to supply additional steam, which is generated in the steam generator. Since natural gas is used as a source of energy at glass enterprises, the cost of electricity generated will be unacceptably high. Also, schemes with recovery condensing turbines and backpressure turbines are examined for recovery of low-grade steam of glass melting furnaces evaporative cooling systems. A comprehensive analysis of the schemes considered shows that the most effective way is steam additional overheating to increase steam parameters. For overheating the heat of the flue gases from glass melting furnaces can be used. Heat recovery schemes using low-boiling heat transfer fluid are also promising.
Опис
Ключові слова
енергоефективність, efficient energy use
Бібліографічний опис
Розробка схем використання низькопотенційної пари систем випарного охолодження скловарних печей для отримання електричної енергії / О. В. Кошельнік [та ін.] // Інтегровані технології та енергозбереження. – 2020. – № 2. – С. 3-10.