Введение к работе
Актуальность работы Одним из основных направлений совершенствования структуры топливно - энергетического баланса (ТЭБ) стеклозаводов РФ и повышения эффективности энергии технологического топлива в производстве стекла является дальнейшее повышение степени использования вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) стекловаренных печей.
Важное значение в настоящее время приобретает комплексный подход к энерготехнологическому использованию источников вторичных энергоресурсов с обеспечением экономии топлива в его технологическом потреблении, а также увеличению доли покрытия потребности предприятий стекольной промышленности в тепловой и электрической энергии за счет вторичных тепловых ресурсов (без прямых затрат топлива) и улучшения экологической обстановки окружающей среды. Возможная доля покрытия потребления стеклозаводами только тепловой или только электрической энергии за счет использования ВЭР стекловаренных печей может достигнуть соответственно 100% и 35%. Таким образом, использование ВЭР стекловаренных печей является актуальной задачей, тем более что в настоящее время покрытие в производстве тепловой энергии стекольной отраслью Российской Федерации составляет только 6% при аналогичном показателе по РФ в производстве черных металлов - 80% и цветных металлов - 35%. Необходимо также отмстить, что в связи с расширением в РФ производства полированного листового стекла в ТЭБ стеклозавода увеличивается доля потребления электроэнергии и требования к надежности се поступления, это также попытает актуальность выработки собственной электроэнергии за счет ВЭР стекловаренных печей.
Рост цеп на энергоносители"]) настоящее время повышает заинтересованность-в разработке вопросов увеличения эффективности использования теплоты топлива в процессе стекловарении, повышения агрегатной производительности печей и снижения удельною расхода топлива путем создания оптимальных тепловых схем и параметров работы теплоутилизационной системы на отходящих газах ванных регенеративных стекловаренных нсчсй, обусловили актуальності) проведения настоящей работы.
Диссертационная работа выполнялась в рамках целевой комплексной научно - технической программы "ТОПЛИВО'', задание Т. 16.01.01..
Цель работы . Повышение эффективности использования теплоты топлива в процессе стекловарения путем создания оптимальной энерготехнологической системы с комбинированной в зависимости от времени года выработкой электро и тепло - энергии за йчет утилизации теплоты отходящих газов ванных регенеративных стекловаренных печей.
Научная новизна. 1. Разработан метод структурной
оптимизации эисрготехиологичсской системы, показана эффективность его использования при выборе перспективного направления совершенствования энергопотребления стекловаренной печи. Показано, что тепловой к.п.д. стекловаренной печи увеличится на 1,5 -т 2,5% за счет применения электорэнергии, полученной в системе при варке стекла или значительно (почти в 2 раза) увеличится выработка тепло-энергии разработанным котлом - утилизатором в сравнении с действующими на стеклозаводах. Экспериментальными исследованиями доказана возможность практической реализации энерготехнологической системы, исследованы тепловые характеристики отходящих газов стекловаренных печей.
2. На базе оригинальной методики и устройства для контроля запыленности в условиях близких к условиям обтекания пучков груб котла - утилизатора, имеющего повышенную точность для высокоскоростных газовых потоков с мелкодисперсной пылью за счет оригинальной ловушки, установлена принципиальная возможность снижения температуры питательной воды без дополнительного загрязнения поверхностей теплообмена и соответственно повышения полезного геплоиспользования котла - утилизатора за стекловаренной печыо.
Ъ. Установлено, что повышение температуры питательной воды котла - утилизатора энерготехнологической системы приводит к ощутимому отбору выработанной тепловой мощности на ее подогрев, и, как следствие, к снижению прироста технологической производительности системы по сваренной стекломассе за счетД.Э.П.
4. Выявлена для достигнутого уровня котло и турбостроения нецелесообразность мероприятия по увеличению тепловой нагрузки утилизационной энерготехнологической установки с помощью подъема температуры греющих газов за счет снижения тепловой нагрузки регенеративных насадок стекловаренной печи.
Практическая ценность. 1. Разработана матема-
тическая модель тепловой работы котла - утилизатора специально хитя стекловаренной печи, обеспечивающая оптимизацию получения
. 4 .
геометрических, теплотехнических, энергетических ci'o параметров. его аэродинамических и экологических характеристик.
-
Разработан метод оптимизации теплообмена в котле - утилизаторе, па основании которого разработана новая серия эффективных котлов - утилизаторов с выработкой пара энергетических параметров для стекловаренных печей.
-
Разработана, математическая модель тепловой работы системы "стекловаренная печь - регенератор -утилизационная электроэнергетическая установка", обеспечивающая оптимизацию получения ее теплоэнергетических характеристик.
-
С использованием моделей разработаны тепловые схемы энерготсхнологических систем с применением конденсационной паротурбинной установки' и паротурбинной установки с противодавлением в схеме с 2-х ступенчатым подогревом воздуха для горения топлива п печи.
-
Дана количественная оценка вырабатываемой электроэнергии для сложившегося температурного режима отходящих газов после регенераторов стекловаренных печей, которая колеблется от 90 Кит (ПТУ с противодавлением) до 240 Квт (ПТУ - конденсационная) с каждых 10 тыс. нм3/час.
Реализация результатов работы в промышленности. 1. Но
вая серия эффективных котлов - утилизаторов с выработкой пара
энергетических параметров (производитель: АО
"Белгородэнсргомаш") внедрена па Камышинском стеклозаводе. Получен значительный экономический эффект за счет сокращения энергетической составляющей себестоимости производспїа 1 кг. готовой продукции стеклозавода.
2. Разработаны и выданы АО "ГИПРОСТЕКЛО" исходные данные на проектирование энерготехнологической системы для стекловаренной печи ВВС - 2 Чогодощснского завода. Разработан проект системы в стадии "рабочий проект". Выполнен монтаж коїла - утилизатора и паропа-грсватсля. ' '
Автор выносит на защиту Научно - технические основы повышения эффективности тепловой работы ванных регенеративных стекловаренных печей за счет использования теплоты отходящих газон.
Апробация работы. Работа участвовала в выставках "Строительство. Сырье. Архитектура." (г. Новосибирск, 23-25 января 1992 г.)'и "Строймаркет 92" (г. Москва, 14-19 сентября 1992 г.). По материалам диссертации получено одно авторское свидетельство, опубликованы две статьи в журнале "Стекло и керамика", одна статья в журнале "Промышленная энергетика" и четыре статьи в сборниках научных трудов АО "УралНИИстромпроскт" (г.Челябинск)
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключении, списка литературы из 106 наименований и 8 приложений: изложена на 255 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка и 21 таблицу.
