Подсистема рекуперации вторичных энергоресурсов (ВЭР)

Понятие ВЭР. Под ВЭР понимают энергетический потенциал продуктов и отходов, образующихся в технологических агрегатах (установках), который не используется в самом агрегате, но может частично или полностью использоваться для энергоснабжения других агрегатов.

Под энергетическим потенциалом подразумевают запас энергии в виде физического тепла продуктовых потоков, дымовых газов, отработанного пара, охлаждающей воды, химически связанного тепла (H_r), потенциальной энергии сжатых газов и жидкостей.

Классификация ВЭР. Различают ВЭР горючие, тепловые ВЭР и ВЭР избыточного давления. К горючим относят потоки, содержащие в своем составе компоненты, которые можно сжигать в энергетических или технологических установках (например, метан-водородную фракцию газа пиролиза, отходящие газы синтеза мономеров, СО в синтезе аммиака или в газах регенерации катализатора каталитического крекинга и пр.).

Тепловые ВЭР представлены физическим теплом продуктов, отходов, воды, пара (дымовые газы имеют температуры 500-800 °C, продукты синтеза аммиака – 450÷ 500 °С, синтеза водорода – 800÷ 1000 °С и т.д.).

ВЭР избыточного давления включают жидкости и газы, покидающие агрегат под давлением, достаточным для его использования.

Основные направления использования ВЭР. Горючие ВЭР используют в качестве топлива. Для тепловых ВЭР существуют три направления их использования:

· теплофикационное (для получения пара и горячей воды в теплофикационных установках для обогрева производственных помещений, теплиц и пр.);

· электроэнергетическое (для получения пара с целью производства электроэнергии);

· комбинированное (для производства тепла и электроэнергии).

ВЭР являются гигантским источником энергии. Об этом свидетельствует тот факт, что для НПЗ (нефтеперерабатывающих заводов) ВЭР составляют 85 % от первичных ресурсов, поставляемых с ТЭЦ и получаемых от сжигания топлива. Поэтому использование ВЭР означает экономию первичных энергоресурсов и экономию капиталовложений, поскольку последние в 3÷ 4 раза ниже, чем стоимость добычи и транспортировки первичных энергоресурсов. Кроме того, тепловая и электрическая энергия, получаемая из ВЭР, дешевле, чем получаемая с ТЭЦ.

Уровень использования ВЭР зависит от трех факторов: тепловой мощности, т.е. количества ВЭР, получаемых в единицу времени, температурного уровня и непрерывности получения. Горючие ВЭР считаются пригодным для использования, если их тепловая мощность составляет не менее 0, 05 ТУТ/ч. Для тепловых ВЭР эта величина должны быть не ниже 0, 2 Гкал/ч (10 ГДж/ч).

По величине температурного уровня различают высоко- и низко потенциальные ВЭР. К высокопотенциальным относят теплоту с большим значением температуры (не менее 450°С).

Для использования ВЭР вводят подсистемы рекуперации - замкнутые циклы, реализующие различные термодинамические циклы и осуществляющие следующие превращения:

Q_ВП → W, Q_НП → Q_ВП и Q_НП → W.

здесь Q_ВП, Q_НП и W – соответственно высокопотенциальное, низкопотенциальное тепло и другие виды энергии.

Подсистемы рекуперации высоко- и низкопотенциальных ВЭР приведены на рис. 3.2.