Общая характеристика энергопотребления в черной металлургии. Энергоносители и их распределение

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ 

УНИВЕРСИТЕТ

ДИСЦИПЛИНА  ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ  по дисциплине теплоэнергетика Для студентов  металлургических специальностей 2 курса 7.090401 "Металлургия черных металлов"

7.090401 "Обработка металлов давлением" Объем – 21с.

Алчевск

2005

ЛЕКЦИЯ № 1 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ В ЧЕРНОЙ

МЕТАЛЛУРГИИ

ЭНЕРГОНОСИТЕЛИИИХРАСПРЕДЕЛЕНИЕ

Металлургические предприятия используют различные энергоносители. К ним относятся: топливо, электроэнергия, тепло в виде пара и горячей воды, сжатый воздух, кислород, техническая вода и др.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ЗАВОДА

Основным энергоносителем является топливо 1. Оно поступает на завод из вне и производится на заводе в виде вторичных энергоресурсов. Топливо расходуется на технологические нужды, на производство электроэнергии и тепла. Электроэнергия 2, поступающая на завод из внешней сети и производимая на заводе за счет топлива, используется в технологических процессах, а также для производства других энергоносителей (тепла, сжатого воздуха, кислорода, подачи воды и др.). Тепло пара и горячей воды 3, получаемые за счет первичного энергоносителя – топлива –  и вторичных энергоресурсов, расходуется в технологических процессах 8 и для бытовых нужд 13. Сжатый воздух 4 и кислород 5, получаемые за счет электроэнергии, используются на технологические нужды завода. Для технологических, энергетических и бытовых нужд завода используется вода 6, подача которой производится за счет электроэнергии, которая используется на привод насоса.

В результате осуществления технологических процессов вырабатываются побочные или вторичные энергоресурсы (ВЭР) 12 в виде топлива и тепла. Технологические процессы являются источником вредных выбросов 9, с отходящими газами 11 и сточными водами. Поэтому неотъемлемой частью энергоснабжения металлургического завода является очистка газов 10 и воды.

Рассмотрим подробнее вопросы использования различных энергоносителей.

ТОПЛИВО

Топливо является основным первичным источником энергии, покрывающим около 85 % общей потребности металлургического предприятия в энергии. Удельный расход топлива, отнесенный к 1 т готовой продукции, составляет примерно 1,5 т условного топлива.

Распределение расхода топлива по основным металлургическим производствам, %:

Около 35 % используемого топлива поступает со стороны (природный газ, мазут, энергетический уголь). Свыше 65 % топлива производится на заводах (коксовая продукция, коксовый и доменный газ и т. д.). Расходуемое на заводах топливо подразделяется на технологическое и энергетическое. К энергетическому относится топливо, химическая энергия которого используется для получения физического тепла продуктов горения. К технологическому относится топливо, применяемое также в качестве восстановителя технологических процессов (кокс в доменных печах).

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Черная металлургия является крупным потребителем электроэнергии и расходует до 10 % от общего производства электроэнергии в стране. Основное количество электроэнергии (более 80 %) металлургические предприятия получают из внешней сети и примерно 20 % вырабатывают на заводских ТЭЦ. Для производства электроэнергии используются также вторичные энергоресурсы в виде пара котлов-утилизаторов и энергии давления доменного газа, реализуемого в газовых турбинах. Около 65 % электроэнергии расходуется на силовые нужды завода (например, привод электродвигателей) и примерно 25 % – непосредственно на технологические нужды. Остальное – на освещение, собственные нужды, потери в сетях и трансформаторах.

ТЕПЛО

Металлургические заводы потребляют значительное количество тепла в виде водяного пара на технологические нужды, а также горячей воды для отопления и горячего водоснабжения. Пар поступает от котельных установок (примерно 45 %), от теплофикационных турбин (более 20 %), от котлов-утилизаторов и систем испарительного охлаждения металлургических печей.

Основными технологическими потребителями тепла являются коксохимическое, доменное, мартеновское и прокатное производства. Они потребляют 40 % от общего расхода тепла. Около 60 % тепла используется на отопление, вентиляцию производственных