Как в металлургии Китая получают энергию из отходящего тепла? - Энергосбережение

Как развивалась мировая энергетика? Краткий обзор
Человек никак не может существовать во вселенной полностью без энергии - силы, заставляющей жить. Любое человеческое движение всегда связано с энергозатратами. Значит, энергия выполняет важную роль в жизни. В течение многих столетий человек был не утомим в своем намерении отыскать способы получения энергии природы. В первобытном обществе - это была огненная энергия. В ходе эволюции человечество пришло к мысли использовать для своего блага силы ветра и воды. Используя силу этих стихий, человек создал ветряные и водяные мельницы, парусные суда
С наступлением промышленной революции, быстрыми темпами развивается человеческое общество. Общественный прогресс способствует развитию науки и техники. Изобретение паровой машины (теплового двигателя, в котором энергия водяного пара преобразовывалась в механическую работу), совершило революцию в то время.
В XIX веке зарождается эра электричества.
Эмпирические исследования ученых в области электроэнергии, побудили к изобретению электродуги, электрического освещения, электродвигателя и др.
XX век - эра мировой индустриализации. В освоении и использовании энергии совершается мировой научно-технический прогресс: строятся гидравлические, тепловые, атомные электростанции, возводятся, линии электропередач различного напряжения.
С середины XX века вводятся в строй первые Атомные Энергетические Станции. Итак, зарождается новая отрасль энергетики - атомная энергия.
Последующие десятилетия потребительское отношение и неэкономное использование электроэнергии возрастает, в то время, как цена на нее падает.
Исходя из этого, в 1973 году наступает мировой энергетический кризис, сформировавший дальнейшее развитие этой промышленной отрасли. Организовывая основательную и современную систему энергетики, необходимо было преодолевать последствия кризиса. Наметились такие направления в мировой энергетике:
Уменьшение темпов роста энергетической отрасли;
Увеличение цен на потребляемые энергоресурсы и реализация мероприятий по экономии энергии;
Поиск иных источников энергии.
Скорее всего, последующий рост цивилизации, будет сопряжен сменой направлений развития мировой энергетики и приведет к становлению новой энергетической эры.
Мировое сообщество уже осознало острую необходимость в поиске новых, чисто-экологических и возрождаемых источников энергии.
К примеру, "зеленая" энергия, получаемая из неиссякаемых природных источников. Это силы природных стихий - солнца, ветра, тепла земной тверди, дождя.
Ключевые принципы "зеленой" технологии:
Не растрачивать легкомысленно природные ресурсы, оберегать все живое вокруг нас;
Снизить промышленные выбросы способом их совершенного возврата в производство методом переработки;
Перестраивать вредные производства, заменяя их более экологически-чистыми;
Производить продукцию по замкнутому циклу: производство - утилизация - новое производство.
"Зеленые" технологии представляют собой концепцию природо- и энергосбережения.
Это экологически чистое сырье, безвредные технологические процессы на производстве и, как следствие, экопродукты.
Акцент на альтернативные источники энергии. Умная энергетика Китая
Китай всегда считался страной с развитой сельскохозяйственной отраслью.
Тем не менее, мировой научно-технический прогресс не обошел стороной страны Восточной Азии. К середине XX века Китай стал стремительно превращаться в индустриальную державу, наиболее всего уделяя внимание развитию тяжелой промышленности. Преимущественно на севере страны, богатом месторождениями полезных ископаемых, начали воздвигать крупные промышленные центры. С 1950 года население Китая стремительно растет. В 1970-е годах в стране наблюдается небывалый расцвет экономики. Невероятными темпами разрастаются города, превращаясь в мегаполисы.
Перечисленные факторы определили Китай как самую крупную державу, потребляющую электроэнергию в мире.
Поэтому в государстве особое место уделяется исследованию и внедрению альтернативных источников энергии.
В последние годы Китайская Народная Республика стала перспективной для привлечения финансовых вложений в возобновляемые источники энергии.
Утилизация отходящего тепла. Что это?
Вы что-нибудь слышали про отходящее тепло-возобновляемый источник энергии.
Примерно половина тепловой и электрической энергии, используемой в промышленности, выбрасывается в виде отходящего тепла в окружающую среду. Отходящее тепло имеет различные температурные режимы: высокотемпературный - выше 650 °С; среднетемпературный - 230-650°С; низкотемпературный - менее 230 °С. Отходящее тепло высокотемпературное и среднетемпературное перерабатывается для производства технологического пара, электроэнергии, сушки, подогрева воздуха. В то время, как низкотемпературное тепло применяют для бытовых нужд: отопления зданий, нагрева воды.
Регенерация отходящего тепла. Для чего это делают?
Это экономично. Электричество становится дороже, используя отходящее тепло, можно существенно уменьшить производственные расходы.
Бережное отношение к природным богатствам. Переработка тепла сокращает потребность в невозобновляемых энергоресурсах.
Регенерация отходящего тепла уменьшает негативное влияние на окружающую среду.

Метод получения энергии из отходящего тепла цементной промышленности Китая
В 1953 году китайцы начали разрабатывать технологию получения энергии из отходящего тепла на примере линии производства цементного клинкера.
Более, чем за 50 лет модернизации данная технологическая схема проходила через несколько важных последовательных этапов:
Исследование
Проектирование
Продвижение
Применение
Остановимся на каждом этапе.
В период с 1953 по 1988 год китайские ученые занимались исследованием проблемы получения энергии из отходящего тепла.
С 1990 по 1996 год проектировалась техническая часть на базе применения дополнительного котла для нагрева топлива и технология извлечения энергии из отходящего тепла при довольно низкой температуре, исследуемая на примере систем начального нагрева и сжигания.
С 1997 по 2005 год проходит усовершенствование технологии получения энергии из отходящего тепла в печи для обжига цементного клинкера (далее-печь) при низкой температуре.
С 2005 года до сегодняшнего времени методика получения энергии из отходящего тепла с использованием печи сформирована и находится на этапе перспективного развития.
Техническое оснащение для получения энергии отходящего тепла на примере линии производства цементного клинкера
1. Силовая установка, применяемая для получения отходящего тепла, не должна оказывать большого влияния на функционал линии.
2. Китайское производственное оборудование, применяемое для работы силовой установки при получении отходящего тепла подтвердило свою надежность.
3. Имеющееся оборудование, технические средства и отходящее тепло используются по максимуму.
4. Отходящее тепло из охладителя у выпускного отверстия и предварительный нагрев у входного отверстия печи используется в полной мере.
5. Начальная обратноосмотическая очистка применяется для рационального использования воды в котлах.
6. Для системы оборотного водоснабжения предусмотрена установка вентиляторной градирни.
7. Термический деаэратор установлен для подачи воды в процессе дезоксидации (выделении кислорода из тепла) с помощью нерегулируемого пара.
8. Для секции термодинамической обработки требуется электрогидравлическая система.
Присоединение котла к линии производства цементного клинкера
1. Котел запечного циклонного теплообменника (ЗЦТ) ставится вертикально у входного отверстия установки предварительного нагрева печи.
2. Котел колосникового охладителя (КО) помещается вертикально вблизи с охладителем у выпускного отверстия печи.
Что представляет собой отходящее тепло, полученное при работе линии?
1.Утилизированный газ из охладителя у выпускного отверстия печи при температуре от 380-500°С до 90-110°С.
2.Отработанный газ устройства предварительного нагрева у входного отверстия печи при температуре 300-350°С до 175-220°С. Газ пригоден для сушки сырьевой мельницы. Пыль, собранная в котлах, будет повторно перерабатываться для изготовления цемента, во избежание отходов и загрязнения.
Данные термодинамической системы
На текущий период в Китае получили распространение три типа термодинамических систем.
1. Одноступенчатая термодинамическая система состоит из одной турбины и одноконтурного парового котла. Если для сушки сырьевой мельницы необходима высокая температура, около 210°С, то одноконтурный паровой котел может обеспечить необходимое поглощение отходящего тепла.
2. Двухступенчатая система с дополнительной турбиной для подачи пара (одноконтурный паровой котел КО или котел ЗЦТ, или оба котла одновременно образуют разное давление пара). Один котел вырабатывает свежий пар, в то время как второй - подает пар низкого давления. В случае если, температура газа из охладителя у выпускного отверстия печи меняется, то двухступенчатая система обеспечит снижение температуры газа, проходящего через паровой котел КО, поэтому отходящее тепло может поглощаться в полной мере.
3. Вспомогательная система перегрева с котлом ЗЦТ, который входит в перегреватель котла КО.
Главное оснащение для получения энергии отходящего тепла
1. Котел запечного циклонного теплообменника (ЗЦТ): котел-утилизатор на входе печи.
2. Котел колосникового охладителя (КО): котел-утилизатор на выходе печи.
3. Паровая турбина и генератор.