Технологии энергоресурсов

Технологии энергоресурсов включают:

1. Сжигание топлив и отходов.
2. Производство, трансформация и потребление вторичных энергоресурсов.
3. Технологии подавления образования и очистки газовых выбросов.

Целью исследования данных технологий чаще всего является снижение затрат на покупаемый энергоноситель (увеличение выручки от продаваемого) – энергосбережение, реже – увеличение мощности производства и снижение выбросов в окружающую среду.

Виды энергоресурсов:

• горючие вещества (топливо или отходы производств) в любом агрегатном состоянии – химический энергоресурс;
• электроэнергия;
• теплоноситель (хладоноситель) с температурой, отличающейся от температуры окружающей среды в большую или меньшую сторону – тепловой энергоресурс;
• поток газа или жидкости с давлением, существенно отличающимся от атмосферного в большую или меньшую сторону – механический энергоресурс.

Качество энергоресурса характеризуется количеством работы (эксергией), которую способна произвести единица вещества. Для потока избыточного давления (вакуума) она зависит от соотношения между давлением потока и атмосферным, для теплового/холодильного потока – от разности между температурой потока и окружающей среды. Любое преобразование энергоресурса осуществляется с потерей эксергии.

Главная задача технолога – организовать процесс преобразования таким образом, чтобы эти потери были разумными.

Идеологией такого подхода является бережное отношение к каждому градусу теплоносителя/хладагента, к каждой единице избыточного давления или вакуума.

Например, на одном из предприятий с лучшими показателями по нормам расхода топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) теплота одного из технологических потоков, имеющего температуру 450÷500 ^оС, отводилась водой на градирни, а продукты сгорания природного газа после печи сбрасывались в атмосферу при 250÷300 ^оС. Альтернативой в первом случае является установка узла парообразования, а во втором – узла получения горячей воды. Это показывает в т.ч. несовершенство существующих методов оценки использования ТЭР. Для недопущения подобных ситуаций рекомендуется принимать технологические решения на основе балансовой теплотехнологической схемы (БТТС).

Резервы энергосбережения:

1. Улучшение качества сжигания топлива, т.е. максимальное превращение горючих веществ в конечные продукты сгорания (без химического и механического недожога) и с максимальной температурой (с минимальным избытком воздуха).

Определение и способ утилизация потоков горючих отходов, как правило, сложностей не вызывает ввиду их высокой специфичности и наличия широко применяемых технологий извлечения ВЭР (сжигание или более мягкие методы окисления).

2. Использование избыточного давления (вакуума).
3. Рациональное извлечение потенциалов тепловых/холодильных потоков.

В связи с особенностями климата России (отопительный сезон, во время которого существует огромная потребность в теплоте невысокого качества, составляет 2/3 года) последнее направление может дать наибольшие экономические эффекты. Специальным подразделом этого направления является утилизация низкопотенциальных тепловых вторичных энергоресурсов (ВЭР), которые на данном этапе, за редчайшим исключением выбрасываются. Важную роль в решении таких задач играют теплонасосные установки и технологии термотрансформации, которые на данный момент достаточно хорошо изучены, но, к сожалению, для данных целей мало где внедрены.