Тепловое аккумулиров ание энергии
Общие соображения
Тепловое аккумулирование энергии (ТАЭ) используется в промышленности уже в течение многих десятилетий [5.1, 5.2]. Более того, усовершенствованные методы экономии энергии находят применение во все новых областях. Хотя тепловое аккумулирование энергии само по себе не «экономит» энергию в прямом смысле этого слова, а наоборот, ведет к эксер- гетическим, а иногда и энергетическим потерям (гл. 3), оно позволяет значительно облегчить управление потреблением энергии в промышленности и соответственно снизить во многих случаях потребление энергии извне. Как и у энергетических установок, у систем ТАЭ три задачи:
а) покрытие пиковых тепловых нагрузок, например, в случае обеспечения непрерывного теплопотребления или при выполнении функций резервного парогенератора;
б) улучшение использования источников тепла и энергии, например использование попутного или отработанного тепла непрерывных процессов;
в) покрытие пиковых электрических и тепловых нагрузок в промышленных установках комбинированной выработки тепла и электричества.
В последнее время для ТАЭ используются отбор тепла от дымовых газов основных кислородных печей и сухое охлаждение (гашение) раскаленного кокса. В этих случаях необходимо устранять негативный экологический эффект, т. е. загрязнение воздуха, потребление воды на охлаждение, гашение и т. д.
Из табл. 5.1 видно, что в промышленности нашли применение в основном твердотельные высокотемпературные аккумуляторы и аккумуляторы пара/горячей воды с температурами до 300 °С [2.15]. Несколько типичных применений описаны в последующих разделах.
В целлюлозно-бумажной промышленности системы ТАЭ позволяют выравнивать нагрузку паровых котлов, в топках которых сжигаются древесная щепа, кора и т. п. и возможности которых поддерживать нагрузку ограниченны. Примером другого типичного применения служит аккумулирование пара в паровых сетях с бумагопрокатными станами в каче-
|
Таблица 5.1. Промышленные технологические процессы, при которых целесообразно тепловое аккумулирование энергии
|
|
Пояснение: М — небольшое; Б — большое; Н—неизвестно; ПС—-переменное снабжение; ПП —переменное потребление; ПА — аккумулирование пара со скользящим давлением; ГВ — баки горячей воды при атмосферном давлении; НТ—насадочный теплообменник; Р —реге* нератор. |
■стве основных потребителей. В случае обрыва бумажного листа (который может происходить несколько раз в день) пар будет уходить впустую в течение 5—10 мин. С помощью ТАЭ этот пар вновь возвращается в цикл.
Существует ряд периодических процессов пищевой промышленности, в которых используют горячую воду или пар лри низких температурах (до 120°С). Здесь целесообразно - аккумулирование горячей воды или пара.
В текстильной промышленности процессы отбеливания и окрашивания тканей во многих случаях до сих пор остаются периодическими и, следовательно, создают большие пиковые ■нагрузки.
Отметим также, что утилизация отработанного пара печей периодического действия в керамической промышленности ■является одним из перспективных применений систем ТАЭ.
