1.1.3. Энергоэкономические характеристики высокотемпературных
теплотехнологических процессов и
установок
Энергоэкономические показатели характеризуют степень использования различных видов энергии в рабочей камере ВТТУ. К ним относятся:
· коэффициент
производственного энергоиспользования,
· коэффициент
производственного теплоиспользования,
· коэффициент
производственного топливоиспользования.
Основная трудность при
расчете указанных коэффициентов заключается в определении полезно
использованной и затраченной энергии (тепла, топлива). Последнее обусловлено
многими причинами, в том числе:
Ø возможным протеканием в
технологическом процессе экзо- и эндотермических реакций,
Ø наличием в технологическом
процессе большого количества технологических отходов.
Наиболее часто в
теплотехнологии полезно использованное тепло определяется как:
, (1.30)
где: 
- тепло
технологического продукта,
- тепло
технологического (исходного) материала (шихты),
- тепло
эндотермических реакций.
Если часть технологических
отходов используются для производства дополнительной полезной продукции
(например, шлакобетон из шлаковых отходов мартеновского производства, горячая
вода для системы теплоснабжения за счет физического тепла шлака), то связанное
с этой частью отходов тепло относят также к полезно использованному:
, (1.31)
где: g -
доля использованного технологического отхода,
- физическое и
химически связанное тепло технологического отхода.
Коэффициент
производственного энергоиспользования определяется с учетом всех видов
энергетических ресурсов, использованных в технологическом производстве:
. (1.32)
В знаменателе учтены все
виды затрат энергии, включая химически связанную энергию топлива (
) и тепловой эквивалент электрической энергии, равный
произведению установленной мощности электрических агрегатов
теплотехнологической установки (
) и удельного расхода тепла на ТЭС на выработку 1 КВт-час
электрической энергии (
).
При оценке эффективности
использования топлива (коэффициента производственного топливоиспользования) в
формуле полезно использованного тепла должно быть учтено тепло экзотермических
реакций:
. (1.33)
В
коэффициенте производственного теплоиспользования к затраченному теплу
относится химически связанная энергия топлива и тепло экзотермических реакций:
. (1.34)
Величина
любого коэффициента может быть оценена по обратному тепловому балансу. Так,
коэффициент производственного теплоиспользования может быть определен по
формуле:
, (1.35)
где: 
-физическое
тепло отходящих газов,
-прочие потери из уравнения теплового баланса теплотехнологического
процесса (
).
Следует отметить, что
коэффициент производственного энергоиспользования для большинства
высокотемпературных теплотехнологических процессов не превышает 40%.
Значительная часть исходного тепла теряется в виде физического тепла
технологического продукта и технологических отходов, с уходящими газами и т.д.
В настоящее время полезно
используются только 10-30 % тепловых отходов технологического производства
(вторичные энергетические ресурсы – ВЭР).
Поэтому основная задача повышения эффективности теплотехнологического
процесса заключается в максимальном использовании этого тепла для различных
целей.
Существуют 2 варианта
использования тепловых отходов технологического производства:
Ø замкнутая (регенеративная) схема
теплоиспользования,
Ø разомкнутая (внешняя) схема
теплоиспользования.
В первом направлении за счет тепловых отходов технологического производства нагреваются компоненты горения топлива и технологические материалы, которые затем подаются в рабочую камеру ВТТУ. Во втором направлении в теплоиспользующих установках вырабатывается дополнительная продукция (в основном энергетическая в виде пара или горячей воды), которая используется в дальнейшем за пределами теплотехнологического агрегата.