razmatranje moguĆnosti optimizacijom potroŠnje … · razmatranje moguĆnosti optimizacijom...

RAZMATRANJE MOGUĆNOSTI OPTIMIZACIJOM POTROŠNJE TOPLOTNE ENERGIJE U INDUSTRIJI I

ENERGETICI

Dr Stojan SIMIĆ, dipl. inž. maš.Mašinski fakultet Istočno Sarajevo, Republika Srpska, BIH

E-mail: [email protected]: +387-53-810-111, +387-57-340-847

31. Međunarodni kongres o procesnoj industriji, Bajina Bašta, 6–8.6.2018.31st on Process Industry Bajina Bašta June 8International Congress , , 6–8 201

1

UVOD

Jedan od prioriteta savremene industrijske proizvodnje je optimizacijapotrošnje toplotne energije.

Primenom različitih tehničkih rešenja može se smanjiti potrošnja toplotneenergije u industriji i energetici.

U radu je razmatrano kako na optimizaciju potrošnje toplotne energije utičusledeća tehnička rešenja:

• povećanje stepena korisnosti kotla,

• vraćanje kondenzata u parne kotlove i korišćenje otparka,


2

UVOD

• podešavanje procesnih parametara sagorevanja industrijskih peći,

• toplotna izolacija rezervoara, posuda i instalacija,

• primena toplotnih pumpi, i

• korišćenje obnovljivih izvora energije i otpadnih materijala.

Svako od razmatranih tehničkih rešenja dovodi do smanjenja potrošnjetoplotne energije i emisije otpadnih gasova u atmosferu.


3

PREGLED MERA U CILJU OPTIMIZACIJE POTROŠNJE TOPLOTNE ENERGIJE

Povećanje stepena korisnosti kotla

Kod parnih kotlova može se odgovrajućim merama smanjiti potrošnja energije.

Stepen korisnosti ovih kotlova je veći od 95%.

U industriji i energetici postoji značajan broj kotlova koji su još u primeni, a urad su pušteni pre trideset i više godina.

Stepen korisnosti ovih kotlova je znatno manji u odnosu na stepen korisnostinovoprojektovanih kotlova.


4


Kod kotlova može se odgovrajućim merama smanjiti potrošnja energije.

Prilagođavanje kapaciteta kotla potrebama potrošača energije omogućavauštedu toplotne energije za 1 do 2%.

Podešavanjem stehiometrijskih parametara sagorevanja gorionika za tečnogorivo kod kotlova postiže se smanjenje potrošnje goriva za 0,5 do 1%.

Veliki uticaj na poboljšanje sagorevanja u kotlu ima povećanje protoka i dobradistribucija vazduha u zoni sagorevanja.


5


Vraćanje kondenzata u parne kotlove i korišćenje otparka

Nakon što se vodena para upotrebi za različite namene u parnom postrojenju,prelazi u kondenzat, koji je u suštini visoko kvalitetna topla voda.

Ukoliko ne dođe do zaprljanja tokom procesa, kondenzat je idealan da seiskoristi za napojnu vodu kotla.

Povrat kondenzata predstavlja relativno veliki potencijal za uštedu energijeunutar kotlovskog postrojenja.

Kondenzat poseduje akumulisanu toplotu i srazmerno je potrebno 1 % manje goriva za 6 oC višu temperaturu u napojnom rezervoaru.


6


Sistem za iskorišćenje otpadnog kondenzata iz proizvodnog procesa trebadetaljno projektovati, vodeći računa posebno o čistoći kondenzata.

Energetska postrojenja koja snabdevaju proces toplotnom energijom običnoimaju nekoliko jedinica za proizvodnju vodene pare različitih kapaciteta ivrednosti pritiska.

Praksa je pokazala da čist kondenzat iz energane i potencijalno zagađen kondenzat iz procesa nije preporučljivo sakupljati u zajedničku posudu.


7


Pri sakupljanju kondenzata potrebno je pratiti njegov kvalitet povremenimlaboratorijskim analizama i posebno pomoću mernih uređaja za kontrolu sadržaja ulja u kondenzatu.

Iskorišćenje pare koja nastaje otparavanjem vrelog kondenzata, predstavljarelativno veliku mogućnost za smanjenje potrošnje toplote.

Procenat otparenja kondenzata zavisi od pritisaka ispred i iza odvajača i stepenapothlađenja kondenzata.

Otparak se gotovo uvek javlja, bez obzira na tip odvajača kondenzata.


8


Uglavnom je najmanja količina otparka kada se primenjuju termostatičkiodvajači kondenzata, ali ima dosta slučajeva kada je uređaj takav da se moraprimeniti neki drugi tip odvajača kondenzata.

Iz dosadašnjih praktičnih iskustava može se zaključiti da toplotni gubici ukondenzatnim sistemima nikad nisu manji od 10%, a često premašuju 30%ukupnih gubitaka toplote.


9


Podešavanje procesnih parametara sagorevanja industrijskih peći

Kod industrijskih peći koje rade pri visokim temperaturama, otpadna toplotadimnih gasova iznosi od 15 do 55% količine energije utrošenog goriva.

Toplotni kapacitet cevne peći je 5,95 GJ/h.

Projektovani kapacitet peći je 8,75 t/h sirovine.

Prilikom ispitivanja termotehničkih karakteristika cevne peći kao gorivokorišćen je meki parafin čija je donja toplotna moć iznosila 46580 kJ/kg.

Prosečna potrošnja mekog parafina je iznosila 260 kg/h.


10


Na vrednost stepena iskorišćenja cevne peći utiče temperatura dimnih gasovana izlazu iz peći čija vrednost iznosi 530oC i udeo kiseonika u dimnim gasovima(11%).

Korisno toplotno opterećenje peći iznosi 80% od projektovane vrednosti.

Izuzetno je nizak stepen iskorišćenja peći (50,5%) i maksimalno se možepovećati za 15 do 20% na račun smanjenja količene nepotrebnog vazduha uvodu dimnih gasova i smanjenja temperature izlaznih dimnih gasova.

Termotehničke karakteristike cevne peći su ispitivane za slučaj kada je u radubio različit broj gorionika.


11


Prelazak sa režima rada sa šest gorionika na režim rada sa četiri gorionika iregulacijom načina sagorevanja povećan je stepen korisnosti cevne peći za 4,2%i smanjena je potrošnja goriva za 15 kg/h.

Prilokom rada peći sa tri gorionika došlo je do potpunog otvaranja gorionika kojireguliše dovod goriva u peć što je dovelo do toga da se ne može održatitemperatura sirovine na izlazu iz peći u potrebnim granicama (smanjenje za 2 do5ºC).


12


Toplotna izolacija, rezervoara, posuda i instalacija

U cilju smanjenja gubitaka toplote u industriji i energetici vrši se izolacijakotlova, rezervoara, posuda, cevovoda i cevne armature.

Sa aspekta energetske efikasnosti osnovni zadatak toplotne izolacije uindustrijskim i energetskim postrojenjima je smanjenje gubitaka toplote.

U poslednje vreme razvijeni su izolacioni materijali čijom se primenomobezbeđuje gotovo idealna toplotna izolacija, kod koje su toplotni gubici gotovosvedeni na nulu.


13


Slika - Procena gubitaka toplote kroz 1 m neizolovane cevi


14

PROIZVODNA POSTROJENJA I PROCESI U RAFINERIJAMA KOJI EMITUJU OTPADNE GASOVE U ATMOSFERU

Kod toplotno neizolovane cevne armature gubici toplote su ekvivalentnigubicima toplote neizolovanog cevovoda dužine 1,1 do 1,3 m.

Kada su u pitanju neizolovane prirubnice kod cevovoda gubici toplote suekvivalentni gubicima toplote neizolovanog cevovoda dužine 0,3 do 0,4 m.

Na efikasnost toplotne izolacije utiču sledeći činioci: kompaktnost (zbijenost)izolacionog materijala koja se postiže prilikom montaže, prisustvo vode utermoizolaciji, temperatura okoline, atmosferski uticaji i dr.


15

PREGLED TEHNIČKIH REŠENJA U CILJU SMANJENJA EMISIJA U VAZDUH

Toplotne pumpe

Toplotna pumpa kojia se nalaze u sklopu jedne fabrike u regionu koristi se zagrejanje građevinskih objekata površine od 4265 m2 :

•sistema voda-voda,•toplotne snage 550 do 880 kW,•izvor toplote povratna rashladna voda ili bunarska voda.

Uzevši u obzir utrošenu količinu električne energije i sirove vode neophodne zarad toplotne pumpe, u toku grejne sezone od oktobra do aprila proizvedeno je645 MWh toplotne energije.


16


Korišćenjem toplotne pumpe za grejanje umesto vodenom parom gde se kaoenergent koristi mazut za oko 45% odnosno za 38,4 t smanjena je potrošnjamazuta u toku grejne sezone.

Korišćenje obnovljivih izvora energije i otpadnih materijala

U industriji i energetici u poslednje vreme sve više dolazi do jačanja svesti opotrebi korišćenja obnovljivih izvora energije.

Ovo je odgovor na ubrzani rast cena fosilnih goriva i predviđanja o njihovomiscrpljivanju u skorijoj budućnosti.


17


Biomasa i biogas su obnovljivi izvori energije koji imaju, a i u narednom perioduće imati značajnu primenu.

Korišćenjem otpadnih materijala za proizvodnju toplotne energije istovremenose postižu dva cilja; proizvodi se energija i zbrinjava otpadni materijal.

U poslednje vreme sve je veći broj procesnih peći i kotlova projektovanih takoda se u njima mogu spaljivati otpadni materijali.

Najčešće se u industriji i energetici za proizvodnju toplotne energije koriste sledeći otpadni materijali: otpadni pneumatici, otpadna ulja, naftni talog i mulj.


18

EFEKTI OPTIMIZACIJE POTROŠNJE TOPLOTNE ENERGIJE NA ŽIVOTNU SREDINU

U industrijskim pogonima postižu se relativno velike uštede energije, posebnokada su uređaji za grejanje dobro spregnuti sa procesom proizvodnje, pa se deootpadne toplote iz proizvodnog procesa može korisno upotrebi za druge svrhe.

Ukoliko je temperaturski nivo otpadne toplote dovoljno visok, otpadna toplotase može koristiti direktno za potrebe grejanja prostora, pripremu potrošne toplevode ili druge proizvodne procese.


19

ZAKLJUČAK

Različitost opreme, njena zastarelost, veliki gubici u distribuciji i korišćenju,mogućnost upotrebe otpadne toplote u industriji upućuju na potrebu da sekorišćenje toplotne energije detaljno razmotri.

U radu je razmatrano koja se tehnička rešenja najčešće koriste u cilju smanjenjapotrošnje toplotne energije u industriji i energetici.

Svako od razmatranih tehničkih rešenja u manjoj ili većoj meri utiče nasmanjenje potrošnje toplotne energije što je pored energetskog zanačajno i saaspekta zaštite životne sredine.


20

HVALA NA PAŽNJI


21

razmatranje moguĆnosti optimizacijom potroŠnje … · razmatranje moguĆnosti optimizacijom...

Documents