Вторичные энергетические ресурсы. Классификация, объём выхода и использования ВЭР

Министерство  образования Республики Беларусь

Учреждение  образования «Гродненский государственный  университет имени Янки Купалы» 

Кафедра Экономики и управления на предприятии 
 
 

Реферат по теме: «Вторичные энергетические ресурсы. Классификация, объём выхода и использования  ВЭР»  
 
 
 

Выполнила студентка 

1 курса, 3 группы 

Русинович Татьяна  Антоновна

Преподаватель:  Михайлова Л.В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Гродно, 2010

Содержание

Введение…………………………………………………………………………3

Основная часть:

1. Классификация ВЭР…………………………………………………….4
2. Объём выхода ВЭР……………………………………………………..5
3. Использование ВЭР…………………………………………………….8

Заключение……………………………………………………………………...10

Список литературы……………………………………………………………..11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

     Введение

     При употреблении энергии и материалов в технологических процессах, на вспомогательные нужды или в  сфере услуг потенциал энергоносителей  используется не полностью. Та часть  энергии, которая прямо или косвенно не используется как полезная для  выпуска готовой продукции или  услуг, называется энергетическими  отходами. Общие энергетические отходы равны разности между энергией, поступающей  в технологический аппарат, и  полезно используемой энергией.

     Общие энергетические отходы разделяют на три вида:

• неизбежные потери в технологическом агрегате или установке;
• энергетические отходы внутреннего использования, которые возвращаются обратно в технологический агрегат (установку) за счет регенерации или рециркуляции и в результате этого сокращают количество подведенной первичной энергии при неизменной величине поступления энергии в технологический агрегат;
• энергетические отходы внешнего использования, представляющие собой вторичные энергетические ресурсы (ВЭР).

 
 

 

     1. Классификация ВЭР

     Вторичные энергетические ресурсы - энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологических агрегатах (установках), которые не могут быть использованы в самом агрегате, но могут быть частично или полностью использованы для энергоснабжения других потребителей.

     Технологический агрегат или установка, являющаяся источником отходов энергии, которую  можно использовать как полезную, называют агрегатом - источником или установкой - источником ВЭР.

     Выработка энергоносителей (водяного пара, горячей  или охлажденной воды, электроэнергии, механической работы) за счет снижения энергетичес-кого потенциала носителя ВЭР осуществляется в утилизационной установке.

     Энергетический  потенциал отходов и продукции  классифицируется по запасу энергии  в виде:

• химически связанной теплоты (горючие ВЭР),
• физической теплоты (тепловые ВЭР),
• потенциальной энергии избыточного давления (ВЭР избыточного давления).

     Потенциал горючих ВЭР характеризуется  низшей теплотой сгорания Q_n , тепловых - перепадом энтальпий h, избыточного давления — работой изоэнтропного расширения L. Во всех случаях единицей измерения энергетического потенциала является кДж/кг, или кДж/м³. 

 

    2. Объём выхода ВЭР

    При разработке предложений и проектов по утилизации энергетических отходов  необходимо знать выход ВЭР. Выход вторичных энергетических ресурсов - это количество вторичных энергоресурсов, которые образовались в данной установке за определенную единицу времени и годны к использованию в данный период времени.

    Выработкой  за счет вторичных энергетических ресурсов называется количество тепла, холода, электроэнергии, полученное за счет ВЭР  в утилизационной установке. Выработки  за счет ВЭР подразделяются на:

• возможную выработку, т.е. максимальное количество энергии, которое можно получить при работе установки;
• экономически целесообразную выработку, т.е. выработку с учетом ряда экономических факторов (себестоимость, затраты труда и т.д.);
• планируемую выработку – количество энергии, которую предполагается получить в определенный период при вводе вновь или модернизации имеющихся утилизационных установок;
• фактическую выработку – энергию, реально полученную за отчетный период.

    Также различают удельный и общий выход ВЭР.

    Удельный  выход ВЭР рассчитывают или в  единицу времени (1ч) работы агрегата - источника ВЭР, или в показателях  на единицу продукции. Удельный выход горючих ВЭР определяется по формуле:

    q^г=mQ_n, где m - удельное количество энергоносителя в виде твердых, жидких или газообразных продуктов, кг(м³)/ед. продукции или кг(м³)/ч.

    Удельный  выход тепловых ВЭР определяется по соотношению:

    q^t=mh=m(c_p1t₁-c_p2t₂), где t₁ - температура энергоносителя на выходе из агрегата - источника ВЭР, °С; с_р1 - теплоемкость энергоносителя при температуре t₁ (кДж/кг или кДж/м³); t₂ - температура энергоносителя, поступающего на следующую стадию технологического процесса после утилизационной установки, или температура окружающей среды, с_р2 -теплоемкость энергоносителя при температуре t₂.

     Удельный  выход ВЭР избыточного давления рассчитывается по формуле:

     q^и=mL, где L - работа изоэнтропийного расширения энергоносителя, кДж/кг.

     Общий выход ВЭР за рассматриваемый  период времени (сутки, месяц, квартал, год) определяют исходя из удельного  или часового:

     Q_в=q_yдП,    или     

     Q_п=q_чТ,  где q_уд - удельный выход ВЭР, кДж/ед. продукции; П - выпуск основной продукции или расход сырья, топлива, к которым отнесен q_уд за рассматриваемый период, ед. продукции; q₄ - часовой выход ВЭР, кДж/ч; Т - время работы агрегата - источника ВЭР за рассматриваемый период, ч.

     Только  часть энергии из общего выхода ВЭР  может быть использована как полезная. Поэтому для оценки реального  потенциала, пригодного к использованию, рассчитывают возможную выработку  энергии за счет ВЭР. Возможная выработка  теплоты в утилизационной установке  за счет ВЭР для нагрева энергоносителей  пара или горячей воды за рассматриваемый  период времени:

Q_t=mП(h₁-h₂)B(1-X), где h₁ - энтальпия энергоносителя на выходе из технологического агрегата — источника ВЭР, кДж/кг(м ); h₂ - энтальпия энергоносителя при температуре t₂ на выходе из утилизационной установки, кДж/кг(м³); B - коэффициент, учитывающий несоответствие режима и числа часов работы утилизационной установки и агрегата - источника ВЭР (B изменяется в пределах от 0,7 до 1,0); X - коэффициент потерь энергии в окружающую среду утилизационной установкой и на тракте между агрегатом -источником ВЭР и утилизационной установкой (X принимает значения от 0,02 до 0,05).

     Возможную выработку теплоты в утилизационной установке можно также определить по формуле:

Q_t=Q_BF_y ,где F_y - КПД утилизационной установки.

     Теплота, выработанная в утилизационной установке, может использоваться не полностью, что характеризуется коэффициентом  использования выработанной теплоты:

S=Q_и/Q_t ,где Q_и — использованная теплота (может изменяться от 0,5 до 0,9).

     Возможная выработка электроэнергии в утилизационной турбине за счет избыточного давления определяется выражением:

W=ПmLF_oтF_mF_г, где F_от - относительный внутренний КПД турбины; F_т - механический КПД турбины; F_г - КПД электрогенератора.

     При использовании горючих ВЭР достигается  экономия замещаемого топлива:

B=0,0342Q_иF_вэр.F₃, где Q_и — использованные горючие ВЭР за рассматриваемый период, ГДж; 0,0342 - численное значение коэффициента для перевода 1 ГДж в тонну условного топлива; F_вэр и F₃ - КПД утилизационной установки, работающей на горючих ВЭР, и установки, работающей на замещаемом топливе (F₃ принимает значения от 0,8 до 0,92).

     При использовании тепловых ВЭР экономия топлива равна:

B=0,0342b₃Q_и , где b₃=0,0342/F₃ ~ удельный расход условного топлива, т/кДж, на выработку теплоты в замещаемой котельной установке.

     При выработке на утилизационной установке  электроэнергии или механической работы экономия топлива В определяется выражением:

B=b₃Q_и .

     На  основе результатов расчета экономии топлива за счет использования ВЭР  определяется степень утилизации вторичных  энергоресурсов на предприятии. 
 
 

 

     3. Использование ВЭР

     Использование вторичных энергетических ресурсов – это использованное количество ВЭР данного агрегата в других установках и системах. Использование  вторичных энергоресурсов потребителем может осуществляться непосредственно  без изменения вида энергоносителя или за счет преобразования его в  другие виды энергии, или выработки  тепла, холода, механической работы в  утилизационных установках. Выделяют горючие ВЭР, тепловые ВЭР и ВЭР избыточного давления.

     Тепловые  ВЭР – это физическое тепло отходящих газов, основной и побочной продукции, тепло золы и шлаков, горячей воды и пара, отработавших в технологических установках, тепло рабочих тел систем охлаждения технологических установок.

     Горючие ВЭР – горючие газы и отходы, которые могут быть применены непосредственно в виде топлива в других установках и непригодные в дальнейшем в данной технологии: отходы деревообрабатывающих производств (щепа, опилки, обрезки, стружки), горючие элементы конструкций зданий и сооружений, демонтированных из-за непригодности для дальнейшего использования по назначению, щелок целлюлозно-бумажного производства и другие твердые и жидкие топливные отходы.

     К ВЭР избыточного давления относится потенциальная энергия газов, воды, пара, покидающих установку с повышенным давлением, которая может быть еще использована перед выбросом в атмосферу, водоемы, емкости или другие приемники. Избыточная кинетическая энергия также относится к вторичным энергоресурсам избыточного давления.

     Основными направлениями использования вторичных  энергетических ресурсов являются:

• топливное – когда они используются непосредственно в качестве топлива;
• тепловое – когда они используются непосредственно в качестве тепла или для выработки тепла в утилизационных установках;
• силовое – когда они используются в виде электрической или механической энергии, полученной в утилизационных установках;
• комбинированное – когда они используются как электрическая (механическая) энергия и тепло, полученные одновременно в утилизационных установках за счет ВЭР.

     Значительное  количество горючих ВЭР используется непосредственно в виде топлива, такое же непосредственное применение нашли и тепловые ВЭР, например, горячая  вода системы охлаждения для отопления  и др.

Необходимо  отметить, что изменение схем топливо- и теплопотребления, когда использование  энергоресурсов внутри технологических  агрегатов улучшилось, а выход  вторичных энергоресурсов сократился, не является использованием ВЭР. Такие  преобразования схем только усовершенствовали  технологический процесс данной установки (агрегата).

     При правильном использовании вторичных  тепловых энергетических ресурсов, образовавшихся в виде тепла отходящих газов  технологических агрегатов, тепла  основной и побочной продукции, достигается  значительная экономия топлива. Проведенными расчетами установлено, что стоимость  теплоэнергии, полученной в утилизационных установках, ниже затрат на выработку  такого же количества теплоэнергии в  основных энергоустановках.