Использования гидроэнергии

Выход физического тепла жидкого чугуна и шлака определяется выходом соответствующего продукта и его энтальпией. Физическое тепло жидкого передельного чугуна используется непосредственно при выплавке мартеновской или конвертерной стали. Возможное использование тепла чугуна при этом равно его выходу. Экономия топлива за счет использования физического тепла чугуна обычно не определяется, так как она учитывается при нормировании расхода топлива на выплавку стали. В связи с отсутствием технических решений физическое тепло шлака в настоящее время на металлургических заводах не утилизируется.

Тепло раскаленного кокса, имеющего температуру 1000—1100°С, используется в установках сухого тушения кокса (УСТК), что обеспечивает прежде всего значительное повышение качества кокса. Кроме того, за счет использования физического тепла раскаленного кокса в УСТК вырабатывается пар энергетических параметров давлением 2,0—4,5 МПа.

Основным направлением использования физического тепла уходящих газов в цветной металлургии является его комплексное использование в специальных котлах-утилизаторах для получения пара и нагрева воздуха, идущего на горение в печь.

ставе пирогаза имеется смола, которая загрязняет стенки теплообменника. Во избежание загрязнения поверхностей нагрева пиролизной смолой последние должны иметь температуру не ниже температуры начала конденсации смол, т. е. не ниже 250°С. Поэтому котлы-утилизаторы должны строиться либо на высокие параметры пара, что уменьшает их эксплуатационную надежность, либо с промежуточным теплоносителем, имеющим большую температуру кипения. Однако следует отметить, что установленные на заводах синтетического спирта котлы-утилизаторы с промежуточным теплоносителем (дитолил-метанол) в связи с трудностями их эксплуатации из схемы исключены и не работают. В настоящее время разрабатываются специальные конструкции котлов-утилизаторов для использования физического тепла пирогаза. Для конденсации смол пиро-лизный газ охлаждается в скрубберах до 40—45°С, так что с охлаждающей водой теряется почти все его физическое тепло.

возможным увеличить выработку тепла в ОКГ Q0 и экономию топлива 6ОКГ за счет глубокой утилизации физического тепла конвертерных газов, а следовательно, увеличить суммарную экономию 6Сум замещаемого топлива на промышленной ТЭЦ металлургического комбината за счет использования физического тепла и химической энергии конвертерного газа. Эти зависимости приведены на рис. 2-4. Однако снижение температуры конвертерных газов за ОКГ в два раза ведет к увеличению экономии топлива лишь на 20—22%. Внедрение новых конструкций охладителей, обеспечивающих глубокую утилизацию физического тепла конвертерных газов, связано с увеличением затрат на изготовление поверхностей нагрева и значительным усложнением комплексной системы охлаждения и очистки газов. Зависимость суммарной экономии затрат, получаемой за счет использования физической и химической энергии конвертерных газов, от температурного напора газов в ОКГ иллюстрируется на рис. 2-5. Кривая экономии затрат имеет ярко выраженный оптимум при температуре газов за ОКГ 800—850°С, т. е. при нижних значениях температур, принятых в настоящее время для охлаждения газов в схемах без дожига. Поэтому очевидно, что если снижение температуры газов за ОКГ ниже 800РС связано с увеличением удельных затрат в систему охлаждения в среднем на 12—15%, то такое направление утилизации физического тепла конвертерных газов является неэффективным.

Как одно из эффективных направлений комплексного использования физического тепла конвертерных газов в схемах без дожига следует считать использование газов для предварительного подогрева скрапа вне конвертеров. Охлаждение газов после ОКГ в подогревателях сыпучих материалов позволит нагреть добавки до 600— 700°С, что обеспечит увеличение выхода стали в процессе на 1 —1,5% и снижение расхода кислорода на продувку конвертеров на 5—10%.

Этот путь частичного использования физического тепла конвертерных газов непосредственно в самом процессе производства стали является наиболее эффективным с точки зрения экономики процесса, как и любой другой путь, обеспечивающий снижение выхода ВЭР при рациональной организации технологии производства.

ке за счет использования физического тепЛа обжиговых газов и избыточного тепла слоя при изменении состава (содержания меди) и влажности сырья, степени десульфуризации и обогащения дутья кислородом (содержания кислорода в дутье).

Для использования физического тепла раскалённого1 кокса применяются установки сухого тушения кокса УСТК- Установка состоит из двух основных частей — тушильной камеры и парового котла-утилизатора. В тушильной камере раскаленный кокс продувается инертными газами (обычно продуктами сгорания топлива). Раскаленный кокс загружается сверху, а снизу отбирается охлажденный кокс.

В настоящее время разработано много принципиальных схем использования физического тепла шлака, однако практического применения они пока не нашли. В СССР действуют только две установки по использованию физического тепла шлака для нагрева теплофикационной воды.

Рис- 3-18. Схема установки для использования физического тепла шлаков.

Экономическая целесообразность использования гидроэнергии определяется размером удельных капиталовложений в сооружение ГЭС. Себестоимость электроэнергии, вырабатываемой ГЭС, ниже, чем на электростанциях другого типа <(ТЭС, АЭС). Наиболее экономичны гидроэлектростанции большой мощности,; которые в последние годы строятся в Советском Союзе. К числу их относятся •Саяно-Шушенская мощностью 6,4 млн. кВт, Братская — 4,5 млн. кВт, Красноярская — 6 млн. кВт, Нурекская — 2,7 млн. кВт и др.

В книге рассматриваются основы учения об использовании водной энергии, исследуются расходная и приходная части энергетического баланса электроэнергетической системы, участие тепловых и гидравлических электростанций в покрытии нагрузки, связь гидроэлектростанций с водным хозяйством водотока, основы энергоэкономических расчетов, методы использования гидроэнергии и построение энергетических характеристик гидроэлектрических станций.

Гидроэнергетика как отрасль народного хозяйства ставит своей задачей получение и использование гидравлической (водной) энергии. Как отрасль народного хозяйства она по характеру своего ресурса — реки — связана с водным хозяйством, а по условиям использования гидроэнергии — с энергетическим хозяйством. Эта двойная связь гидроэнергетики является одной из ее особенностей, влияющей на решение основных ее вопросов.

Гидроэнергетика как отрасль техники объединяет технические средства, применяемые для получения и использования гидроэнергии. К ним относятся: гидротехнические сооружения, энергетическое и электротехническое оборудование и т. д. И здесь в части гидротехнических сооружений и в отношении режимов остается двойная связь с народным хозяйством.

роэнергии, соответствующих сооружений и оборудования. Во вторую часть должны быть отнесены вопросы использования гидроэнергии, т. е. исследование управления работой гидроэлектростанций в электросистеме. Настоящая работа посвящена именно второй части, т. е. вопросам использования водной энергии, и делится на три части:

Переворот в гидроэнергетике пришел в XIX веке из двух источников. Во-первых, это было .изобретение гидравлической турбины. Знаменитый Леонард Эйлер, работавший в Российской Академии наук много лет и справедливо считавший Россию своей второй родиной, еще в XVIII веке создал теорию турбин. Но материальная база была несовершенна, а главное, не созрела еще потребность в таких двигателях. В XIX веке стал реально вопрос о новом гидравлическом двигателе. В первой половине XIX века появляется ряд конструкций турбин. В России гидротурбина, изобретенная Игнатием •Сафроновым, широко внедрилась на уральских заводах. За рубежом уже позднее были созданы турбины конструкции Фурнейрона, Жонва-ля и других. Затем появилась более совершенная конструкция турбины Френсиса с регулирующим аппаратом и всасывающей трубой. В восьмидесятых годах оформились современные конструкции струйноковшевых (активных) турбин. Несмотря на эти успехи гидромашиностроения, развитие использования гидроэнергии шло весьма медленно. Не было еще главного второго источника •— электрической техники. В этой области русские ученые не только вписали славные страницы, но закрепили за кашей Родиной приоритет в решении основных задач. В 1874 г. Ф. А. Пиро-цкий провел на Волновом поле в Петербурге опыты по передаче электрической энергии на расстояние до 1 км. В 1876г. П. Н. Яблочковым был изобретен трансформатор.

Комплексная увязка использования гидроэнергии с водным хозяйством позволяет в условиях планового хозяйства не толыда экономично удовлетворять запросы народного хозяйства, но и решать такие проблемы, как улучшение климата и преобразование природы по великому сталинскому плану.

Во втором случае, когда мощность водотока больше максимума нагрузки независимо от способа использования гидроэнергии при покрытии кривой нагрузки, будет использована часть ее, эквивалентная площади нагрузки, остальная часть располагаемой гидроэнергии не используется.

Условия использования гидроэнергии Мощность Энергия

Фиг. 13-7. Сопоставление использования гидроэнергии

Фиг. 13-9. Анализ использования гидроэнергии для ГЭС с суточным регулированием при вливании гидроэнергии с пика графика нагрузки.