Понятие вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) и их классификация

Под вторичными энергоресурсами понимают энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся технологических агрегатах (установках, процессах), который не применя­ется в самом агрегате - источнике, но может быть частично или полностью направлен для энергоснабжения других потребителей. Все вторичные энергоресурсы принято делить на следующие три группы:

- горючие (топливные) - это горючие газы, твердые и жидкие топливные отходы, образующиеся при переработке технологического сырья; например, твердые и жидкие отходы в химиче­ской и нефтеперерабатывающей промышленности, щепа, стружка, опилки в деревообрабатывающем производстве, растительные остатки сельскохозяйственного производ­ства и лесного хозяйства, горючие бытовые отходы и др.

-тепловые - физическая теплота отходящих газов, технологических агрегатов, продукции побочных и промежуточных продуктов и отходов основного производства. К тепловым ВЭР относят теплоту вентиляцион­ных выбросов или дымов, выхлопных газов двигателей, тепло­та охлаждаемого молока или других видов продукции.

-избыточного давления газов и жидкостей - это потенциальная энергия покидающих установку газов, воды, пара с повышенным да­влением, которая может быть еще использована перед вы­бросом в атмосферу. Примером использования такого вида ВЭР является турбонадув в дизельных двигателях, где для работы турбокомпрессора используется энергия выхлоп­ных газов.

В последнее время интерес к ис­пользованию ВЭР неуклонно растет, поскольку возможно­сти снижения удельных расходов энергоресурсов на вы­пуск конечного продукта на современном этапе промы­шленного и сельскохозяйственного производства в значи­тельной мере исчерпаны. В этой связи для нашей респу­блики использование ВЭР — одна из важнейших народно­хозяйственных задач. Грамотное решение проблемы утилизации ВЭР позво­лило бы снизить уже в ближайшем десятилетии потребле­ние традиционных ТЭР на 20—30 % [12, 21 ].

Для характеристики использования ВЭР применяют сле­дующие показатели:

выход, определяемый как масса (энергия) ВЭР, кото­рая образуется в данной установке за определенный период времени (час, сутки, год);

фактическое использование — это масса (энергия) ВЭР агрегата или установки, употребленные в других уста­новках и системах;

резерв применения — это количество энергии, которое может быть дополнительно вовлечено в производство за счет их использования;

экономия топлива за счет ВЭР — количество топлива, которое можно сэкономить за счет использования ВЭР. Она может быть возможная и фактическая;

коэффициент утилизации — отношение фактической экономии топлива и энергии за счет ВЭР к возможной.

Энергосберегающие технологии на основе использования ВЭР

К горючим ВЭР агропромышленного производства отно­сятся сельско- и лесохозяйственные отходы: солома зерновых культур, стебли подсолнуха, стебли и стержни початков куку­рузы, отходы льноперерабатывающей промышленности, дре­весные отходы лесных хозяйств и фруктовых садов, опилки и стружки деревоперерабатывающих цехов и др. Теплотворная способность перечисленных продуктов при влажности 18 % составляет от 10 до 20 МДж/кг и выше. Количество летатель­ных и других горючих отходов так велико, что значительную часть их используют непосредственно в виде топлива. На ряде льнозаводов в Республике Беларусь также используют отходы (льнокостру) для сжигания в котельных с целью получения тепловой энергии, как уже отмечалось, одним из важнейших природных ресурсов Республики Беларусь является лес. Интенсивное развитие деревообрабатываю­щей и бумажной промышленности позволяет говорить о значильных резервах экономии топлива за счет сжигания от­ходов этих производств в специальных котельных. Имеется опыт получения качественного топлива (этанол, метанол и др.) из растительных отходов путем биохимиче­ской переработки, а также получения горючих газов путем газификации. Растительные отходы (солому, кукурузные початки, льнокостру, рапсовую солому и др.) можно обрабатывать совместно с навозными стоками в анаэробных усло­виях и получать энергоноситель — биогаз.

Тепловые ВЭР отличаются разнообразием видов и параметров. Их энергетический потенциал определяется физической теплотой различных продуктов, отходов производства и отработанных теплоносителей. К ним относятся: уходящие газы от котлов, печей, сушилок и другого технологического оборудования; вода, нагретая при охлаждении тех­нологического оборудования; воздух, выбрасываемый из систем вентиляции; канализационные стоки; охлаждаемые продукты и др. Наиболее распространенными приемами утилизации тепловых ВЭР являются:

рециркуляция— многократное частичное или полное возвращение потока газов, жидкости или твердых веществ в технологический процесс;

рекуперация — возвращение части энергии для повтор­ного использования в том же технологическом процессе.

Использование энергии отработанного пара на предпри­ятиях пищевой промышленности (молочные и спиртовые заводы, сахарное производство и др.) позволяет сэкономить большое количество энергии на сушку получаемой продук­ции и отопление помещений.

Установка современного котельного оборудования для ото­пления небольших производственных, административных и жилых помещений позволяет использовать теплоту отработав­ших в топке котла газов, для горячего водоснабжения. Значи­тельный резерв экономии содержится в использовании тепло­вой энергии как в стационарных ДВС в дизельэлектрических станциях, так и на транспорте.

Тепловые насосы предназначены для использования энер­гии в форме низкопотенциального тепла, когда температура теплоносителя ниже требуемого значения и перевода этого тепла на уровень температур го­рячего водоснабжения или отопительных температур. В качестве низкопотенциального тепла можно использовать тепло отрабо­танного воздуха в системах вентиляции, воды в реках и водо­емах, слабо нагретого атмосферного воздуха, канализацион­ных стоков жилых и производственных объектов, молока на МТФ и др.