Энергетика саласындағы кәсіпорындардың, сондай-ақ қазбалы отынды жағатын жабдықты (бу, ыстық су қазандықтары, технологиялық пештер және т.б.) пайдаланатын басқа да өнеркәсіптік объектілердің тиімділігін арттыру жолдарын іздестіру кезінде түтіннің әлеуетін пайдалану мәселесі туындайды. газдар бірінші кезекте көтерілмейді.
Сонымен қатар, ондаған жылдар бұрын әзірленген қолданыстағы есептеу стандарттарына және мұндай жабдықтың негізгі өнімділік көрсеткіштерін таңдаудың белгіленген стандарттарына сүйене отырып, операциялық ұйымдар шығынға ұшырайды, оларды сөзбе-сөз тастап, бір уақытта әлемдік ауқымда экологиялық жағдайды нашарлатады.
Егер пәрмен ұнаса«, сіз кәсіпорынның бюджеті үшін жеңілдіктермен қоршаған орта мен қала тұрғындарының денсаулығына қамқорлық жасау мүмкіндігін жіберіп алуды дұрыс емес деп санайсыз, түтін газдарын энергия ресурсына айналдыру туралы мақаланы оқыңыз.
Стандарттарды оқу
Қазандық қондырғының тиімділігін анықтайтын негізгі параметр - түтін газдарының температурасы. Пайдаланылған газдармен жоғалған жылу барлық жылу шығындарының едәуір бөлігін құрайды (отынның химиялық және механикалық күйіп қалуынан болатын жылу шығындарымен, қождардан физикалық жылумен жоғалтулармен, сонымен қатар сыртқы салқындату нәтижесінде қоршаған ортаға жылудың ағуымен бірге). Бұл шығындар қазандықтың тиімділігіне шешуші әсер етеді, оның тиімділігін төмендетеді. Осылайша, түтін газының температурасы неғұрлым төмен болса, қазандықтың тиімділігі соғұрлым жоғары екенін түсінеміз.
Отынның әртүрлі түрлері мен қазандықтың жұмыс параметрлері үшін түтін газының оңтайлы температурасы оны құрудың өте ерте кезеңінде техникалық-экономикалық есептеулер негізінде анықталады. Бұл ретте пайдаланылған газдың жылуын барынша пайдалы пайдалану дәстүрлі түрде конвективті қыздыру беттерінің өлшемдерін ұлғайту, сондай-ақ құйрық беттерін дамыту арқылы қол жеткізіледі - су экономайзерлері, регенеративті ауа жылытқыштары.
Жылуды толық қалпына келтіруге арналған технологиялар мен жабдықтардың енгізілгеніне қарамастан, түтін газдарының температурасы қолданыстағы нормативтік құжаттамаға сәйкес келесі диапазонда болуы керек:
- Қатты отын қазандықтары үшін 120-180 °C (отынның ылғалдылығына және қазандықтың жұмыс параметрлеріне байланысты),
- Мазутты пайдаланатын қазандықтар үшін 120-160 °C (ондағы күкірттің мөлшеріне байланысты),
- Табиғи газ қазандықтары үшін 120-130 ° C.
Көрсетілген мәндер экологиялық қауіпсіздік факторларын ескере отырып анықталады, бірақ ең алдымен жабдықтың өнімділігі мен ұзақ мерзімділігіне қойылатын талаптарға негізделген.
Осылайша, ең төменгі шек қазандықтың конвективті бөлігінде және одан әрі арна бойымен (түтін құбырларында және мұржада) конденсация қаупін жоятындай етіп орнатылады. Дегенмен, коррозияны болдырмау үшін пайдалы жұмыстың орнына атмосфераға бөлінетін жылуды құрбан етудің қажеті жоқ.
Коррозия. Тәуекелдерді жою
Біз коррозия қазандық қондырғысының қауіпсіз жұмысына қауіп төндіретін және оның қызмет ету мерзімін едәуір қысқартатын жағымсыз құбылыс деп дауласпаймыз.
Түтін газдарын шық нүктесінің температурасына дейін және одан төмен салқындатқанда, су буының конденсациясы жүреді, онымен бірге NOx және SOx қосылыстары сұйық күйге өтеді, олар сумен әрекеттескен кезде ішкі ағзаларға деструктивті әсер ететін қышқылдар түзеді. қазандықтың беттері. Жанып жатқан отын түріне байланысты қышқылдың шық нүктесінің температурасы, сондай-ақ конденсат ретінде тұндырылған қышқылдардың құрамы да өзгеруі мүмкін. Дегенмен, нәтиже бірдей - коррозия.
Табиғи газбен жұмыс істейтін қазандықтардың пайдаланылған газдары негізінен келесі жану өнімдерінен тұрады: су буы (H2O), көмірқышқыл газы (CO2), көміртек оксиді (CO) және жанбаған жанғыш көмірсутектер CnHm (соңғы екеуі отынның толық жанбауы кезінде пайда болады. жану режимі реттелмеген).
Атмосфералық ауада азоттың көп мөлшері болғандықтан, басқалармен қатар, жану өнімдерінде қоршаған ортаға және адам денсаулығына зиянды әсер ететін азот оксидтері NO және NO2, жалпы NOx деп аталады. Сумен қосылса, азот оксидтері коррозиялық азот қышқылын түзеді.
Мазут пен көмірді жағу кезінде жану өнімдерінде SOx деп аталатын күкірт оксидтері пайда болады. Олардың қоршаған ортаға тигізетін кері әсері де жан-жақты зерттелген және күмән тудырмайды. Сумен әрекеттесу кезінде пайда болатын қышқыл конденсат қыздыру беттерінің күкіртті коррозиясын тудырады.
Дәстүрлі түрде, түтін газының температурасы, жоғарыда көрсетілгендей, жабдықты қазандықтың қыздыру беттерінде қышқылдық жауын-шашыннан қорғайтындай етіп таңдалады. Сонымен қатар, газдардың температурасы қазандықтың өзін ғана емес, сонымен қатар дымоходы бар түтіндерді коррозия процестерінен қорғау үшін газ жолынан тыс NOx және SOx конденсациясын қамтамасыз етуі керек. Әрине, азот пен күкірт оксидтерінің шығарындыларының рұқсат етілген концентрацияларын шектейтін белгілі бір стандарттар бар, бірақ бұл бұл жану өнімдерінің Жер атмосферасында жиналып, оның бетіне қышқылдық жауын-шашын түрінде түсетінін ешбір жағдайда жоққа шығармайды. .
Мазут пен көмірдің құрамындағы күкірт, сондай-ақ қатты отынның жанбаған бөлшектерінің (күлді қоса алғанда) сіңуі түтін газдарын тазарту үшін қосымша шарттарды белгілейді. Газды тазарту жүйелерін пайдалану түтін газдарының жылуын пайдалану процесінің құнын және күрделілігін айтарлықтай арттырады, мұндай шараларды экономикалық тұрғыдан нашар тартымды етеді және көбінесе іс жүзінде тиімді емес.
Кейбір жағдайларда жергілікті билік түтін газының тиісті дисперсиясын және түтіннің болмауын қамтамасыз ету үшін үйіндінің аузында түтін газының ең төменгі температурасын белгілейді. Сонымен қатар, кейбір кәсіпорындар өздерінің имиджін жақсарту үшін мұндай тәжірибелерді өз еркімен қабылдауы мүмкін, өйткені көпшілік көпшілік жиі көрінетін түтіннің болуын қоршаған ортаның ластануының белгісі ретінде түсіндіреді, ал түтіннің болмауы тазалықтың белгісі ретінде қарастырылуы мүмкін. өндіріс.
Мұның бәрі белгілі бір ауа-райы жағдайында кәсіпорындар түтін газдарын атмосфераға жібермес бұрын арнайы қыздыра алатындығына әкеледі. Табиғи газбен жұмыс істейтін қазандықтың пайдаланылған газдарының құрамын түсіну (жоғарыда егжей-тегжейлі қарастырылған), мұржадан шығатын ақ «түтіннің» (жану режимі дұрыс конфигурацияланған жағдайда) негізінен болатыны анық болады. қазандық пешінде табиғи газдың жану реакциясы нәтижесінде пайда болған су буы.
Коррозиямен күресу үшін оның теріс әсеріне төзімді материалдарды қолдану қажет (мұндай материалдар бар және олар газды, мұнай өнімдерін және тіпті қалдықтарды отын ретінде пайдаланатын қондырғыларда қолдануға болады), сондай-ақ қышқылды жинауды, өңдеуді ұйымдастыруды талап етеді. конденсат және оны жою.
Технология
Жұмыс істеп тұрған кәсіпорында қазандықтың артындағы түтін газдарының температурасын төмендету бойынша шаралар кешенін енгізу, ең алдымен, қазандықтың өзін (жылу) пайдалана отырып, қазандық қондырғысын қамтитын бүкіл қондырғының тиімділігін арттыруды қамтамасыз етеді. онда құрылған).
Мұндай шешімдердің тұжырымдамасы негізінен бір нәрсеге дейін қайнатылады: түтін құбырының мұржаға дейінгі бөлігінде салқындатқышпен (мысалы, су) түтін газдарының жылуын сіңіретін жылу алмастырғыш орнатылған. Бұл су тікелей қыздыруды қажет ететін соңғы салқындатқыш немесе жылуды қосымша жылу алмасу жабдығы арқылы басқа тізбекке тасымалдайтын аралық агент болуы мүмкін.
Схематикалық диаграмма суретте көрсетілген:
Алынған конденсат коррозияға төзімді материалдардан жасалған жаңа жылу алмастырғыштың көлемінде тікелей жиналады. Бұл пайдаланылған газдар көлеміндегі ылғал үшін шық нүктесінің температурасының шегі жылу алмастырғыштың ішінде дәл еңсерілуіне байланысты. Осылайша, түтін газдарының физикалық жылуы ғана емес, сонымен қатар олардың құрамындағы су буының конденсациясының жасырын жылуы да пайдалы. Аппараттың өзі оның конструкциясы шамадан тыс аэродинамикалық қарсылықты қамтамасыз етпейтіндей және соның салдарынан қазандық қондырғының жұмыс жағдайын нашарлататындай етіп жасалуы керек.
Жылу алмастырғыштың конструкциясы газдардан сұйықтыққа жылу бөлу қабырғасы арқылы жүзеге асырылатын кәдімгі рекуперативті жылу алмастырғыш немесе түтін газдары сумен тікелей байланыста болатын контактілі жылу алмастырғыш болуы мүмкін. олардың ағынындағы саптамалар.
Рекуперативті жылу алмастырғыш үшін қышқыл конденсат мәселесін шешу оны жинауды және бейтараптандыруды ұйымдастыруға жатады. Контактілі жылу алмастырғыш жағдайында айналымдағы сумен жабдықтау жүйесін мезгіл-мезгіл тазартуға ұқсас, сәл өзгеше тәсіл қолданылады: айналымдағы сұйықтықтың қышқылдығы жоғарылаған сайын оның белгілі бір мөлшері сақтау ыдысына алынады, мұнда ол суды кейіннен дренаждық жүйеге ағызып немесе технологиялық циклге бағыттау арқылы реагенттермен өңделеді.
Түтін газының энергиясының кейбір қолданылуы газдардың температурасы мен энергияны тұтынатын процестің кірісіндегі арнайы температура талаптары арасындағы айырмашылықтарға байланысты шектелуі мүмкін. Дегенмен, тіпті тұйық болып көрінетін жағдайлар үшін де сапалы жаңа технологиялар мен жабдықтарға негізделген тәсіл әзірленді.
Түтін газының жылуын қалпына келтіру процесінің тиімділігін арттыру үшін жүйенің негізгі элементі ретінде әлемдік тәжірибеде жылу сорғыларына негізделген инновациялық шешімдер жиі қолданылуда. Белгілі бір өнеркәсіп салаларында (мысалы, биоэнергетика) мұндай шешімдер іске қосылған қазандықтардың көпшілігінде қолданылады. Бұл жағдайда бастапқы энергия ресурстарын қосымша үнемдеуге дәстүрлі бу сығымдайтын электр машиналарын емес, жұмыс істеу үшін электр қуатын емес, жылуды қажет ететін неғұрлым сенімді және технологиялық жағынан жетілдірілген абсорбциялық литий-бромидті жылу сорғыларын (ABTH) пайдалану арқылы қол жеткізіледі (көбінесе бұл пайдаланылмаған қалдық жылу болуы мүмкін, ол кез келген кәсіпорында көп кездеседі). Үшінші тараптың қыздыру көзінен келетін бұл жылу түтін газдарының қол жетімді температуралық әлеуетін түрлендіруге және оны көбірек қыздырылған ортаға беруге мүмкіндік беретін ішкі ABTH циклін белсендіреді.
нәтиже
Мұндай ерітінділерді пайдаланып қазандық түтін газдарын салқындату жеткілікті терең болуы мүмкін - бастапқы 30-20 ° C-тан 120 және тіпті 130 ° C дейін. Алынған жылу суды химиялық тазарту, косметика, ыстық сумен жабдықтау және тіпті жылу желісінің қажеттіліктері үшін суды жылытуға жеткілікті.
Бұл жағдайда отын үнемдеу 5÷10% жетуі мүмкін, ал қазандық қондырғысының ПӘК-нің артуы 2÷3% жетуі мүмкін.
Осылайша, сипатталған технологияны енгізу бірден бірнеше мәселені шешуге мүмкіндік береді. Бұл:
- түтін газдарының жылуын (сонымен қатар су буының конденсациясының жасырын жылуын) барынша толық және тиімді пайдалану;
- атмосфераға NOx және SOx шығарындыларын азайту,
- қосымша ресурсты алу - тазартылған су (оны кез келген кәсіпорында пайдалы қолдануға болады, мысалы, жылу желілері мен басқа да су тізбектеріне арналған қорек ретінде);
- түтін түтінін жою (ол әрең көрінеді немесе толығымен жоғалады).
Тәжірибе көрсеткендей, мұндай шешімдерді қолданудың орындылығы ең алдымен мыналарға байланысты:
- түтін газдарының қол жетімді жылуын пайдалы пайдалану мүмкіндігі,
- жылына алынған жылу энергиясын пайдалану ұзақтығы,
- кәсіпорындағы энергия ресурстарының құны,
- NOx және SOx шығарындыларының шекті рұқсат етілген концентрациясынан асуы (сондай-ақ жергілікті экологиялық заңнаманың қатаңдығы),
- конденсатты бейтараптандыру әдісі және оны одан әрі пайдалану нұсқалары.
Ақпарат көзі: www.habr.com