|
|
Главная страница -> Технология утилизации
Развитие потенциальных технологи. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов.Б. Лезнов, докт. техн. наук На перекачку чистых и сточных вод в России расходуется 120-130 млрд кВт.ч электроэнергии. Стоимость электроэнергии в общей сумме эксплуатационных затрат при использовании поверхностных вод составляет 40-50%. При использовании подземных вод этот показатель увеличивается до 70-80%. Несмотря на это, созданию экономичных режимов работы насосных установок пока еще уделяется недостаточно внимания. В результате нерационально теряется 5-15% энергии. В отдельных случаях этот показатель возрастает до 25-50%. Потери энергии обусловлены прежде всего работой насосных установок с избыточными напорами: динамическими и статическими. Рассмотрим работу насосной установки с превышением динамической составляющей напора. При работе с подачей меньше расчетной возникает несоответствие между напором, развиваемым насосом, и требуемым напором. Сравнение характеристики центробежных насосов и трубопроводов показывает, что при уменьшении подачи требуемый напор (Нс) уменьшается, а развиваемый насосом напор (Нн) увеличивается, т. е. имеет место превышение напора насоса. D Н = Нн - Нс. (1) Из графика совместной работы насоса и трубопровода видно, что значение (Н тем больше, чем круче характеристики насоса и трубопровода, и тем больше, чем меньше фактическая подача насоса по сравнению с расчетной. В ряде насосных установок наблюдается изменение не динамической, а статической составляющей напора. Она возникает преимущественно за счет колебаний уровня в приемном резервуаре установки. Такой режим характерен для насосных установок систем водоотведения, в том числе систем осушения, канализации и т.п. Эти установки работают обычно циклически: при наполнении резервуара насосы включаются в работу, при опорожнении отключаются. График совместной работы насоса, трубопровода и резервуара для этого случая показан на рис. 2. При включении в работу насоса статический напор равен Нп1, а при отключении соответственно становится равным Нп2. Изменение статического напора определяется разностью уровней в резервуаре при включении и отключении насоса. По этой причине характеристика трубопровода на рис. 2 в начальный период откачки занимает положение 1, а в конце - положение 2. Рабочая точка насоса, работающего с постоянной частотой вращения, перемещается по напорной характеристике насоса от точки а до точки б, т.е. насос работает с переменным напором от На до Нб. Если в каждый момент времени из резервуара вытекает столько жидкости, сколько ее туда поступает, то уровень можно стабилизировать в верхнем положении. Перекачка жидкости с более высокого уровня требует меньших затрат электроэнергии, чем с нижнего. Такой экономичный режим работы насоса может быть обеспечен изменением частоты его вращения. В этом случае рабочая точка насоса перемещается по характеристике трубопровода от точки а до точки в , т.е. насос работает с переменным напором от На до Нв. В таком режиме развиваемый насосом напор меньше, чем в предыдущем. Следовательно, и расход электроэнергии на перекачку одного и того же объема жидкости меньше, чем при циклическом режиме работы. Кроме того, в этом случае исключаются многократные включения и отключения насосов, что благотворно влияет на повышение надежности и долговечности работы технологического и электротехнического оборудования. Анализ режимов работы действующих насосных установок различного назначения показывает, что на повышение динамической составляющей напора в насосных установках в зависимости от местных условий нерационально расходуется до 15%, а в отдельных случаях до 25% электроэнергии. На повышение статической составляющей напора нерационально расходуется 5-10%, а в отдельных случаях до 20% электроэнергии. Отсюда следует, что для устранения потерь электроэнергии в насосных установках необходимо обеспечить такой режим, при котором рабочая точка насоса перемещалась бы по характеристике трубопровода, а уровень в приемном резервуаре стабилизировался на верхнем максимально допустимом пределе. Наличие избыточных напоров кроме перерасхода энергии влечет за собой увеличение утечек и непроизводительных расходов воды. Перерасход чистой воды достигает 3-5% общей подачи. Поскольку эта вода в свою очередь попадает в систему водоотведения, то объем перекачки и очистки сточных вод возрастает примерно на эту же величину. Кроме того, потери энергии в насосных установках имеют место из-за использования насосного и гидромеханического оборудования, не соответствующего реальным режимам работы системы водоподачи или водоотведения. Для обеспечения экономичных и безопасных режимов работы насосных установок необходимо прежде всего правильно выбрать состав насосного оборудования, определить наиболее экономичные сочетания разнотипных насосов, устранить несоответствие параметров насосной установки и сети за счет подбора рабочих колес различного размера или частоты их вращения. Совместная работа насосов и трубопроводов возможна, если подача насосов равна расходу воды в сети, а развиваемый ими напор равен статической высоте водоподъема и потерям напора в трубопроводах. Несоответствие параметров насосной установки и системы трубопроводов, выбор насосов с запасом по напору и расходу без принятия специальных мер ведут к возникновению режимов перегрузки, явлений кавитации, помпажа и др. Одним из способов приведения в соответствие характеристик насосов и трубопроводов является замена рабочих колес насоса или обточка рабочего колеса на другой диаметр. Принимая решение об обточке или замене рабочего колеса, следует быть уверенным в том, что расчетный режим будет продолжаться достаточно долго и обратная замена рабочего колеса потребуется не скоро. При замене рабочих колес целесообразно использовать стандартные колеса того или иного диаметра, изготавливаемые промышленностью. Если нет уверенности в том, что работа насосных установок с пониженной подачей и напором будет продолжительной, прибегают к дросселированию напорных линий. Следует иметь в виду, что в ряде случаев расчетный режим характеризуется не одной, а множеством рабочих точек, соответствующих широкому диапазону изменения подач и напоров. Тогда задача усложняется и при определенных условиях не может быть решена выбором какого-либо одного типа насоса. В этом случае прибегают к установке нескольких насосов с различными характеристиками, или их последовательным и параллельным соединением, или использованием осевых насосов с поворотными лопатками и проч. Совокупностью описанных приемов можно привести в соответствие режим работы насосной установки с режимом работы водопроводной или канализационной сети. Упомянутые способы регулирования хотя и снижают расход электроэнергии, но не обеспечивают минимально возможного ее потребления и имеют ограниченную область применения. Более высокую эффективность обеспечивают способы регулирования, основанные на изменении частоты вращения рабочих колес центробежных насосов. Изменение частоты вращения рабочего колеса насоса ведет к изменению всех его рабочих параметров. При этом изменяется положение характеристик насосов. Пересчет характеристик насосов на другую частоту вращения осуществляется с помощью так называемых формул приведения. Формулы приведения можно использовать для определения рабочих параметров насоса, работающего с измененной частотой вращения только в отдельных частных случаях, например при работе одиночного насоса без статического напора. При работе с противодавлением этого делать нельзя, так как рабочие параметры насоса зависят также и от характеристики системы трубопроводов, на которую он работает. В современных насосных установках изменение частоты вращения насосов чаще всего осуществляется с применением регулируемого электропривода. По своим энергетическим характеристикам регулируемые электроприводы подразделяются на три основные группы: - приводы с потерями энергии скольжения (электродвигатели с реостатом в цепи ротора, приводы с гидравлическими и электромагнитными муфтами скольжения и т.п.); - приводы с рекуперацией энергии скольжения (электрические, электромеханические и асинхронные вентильные каскады и т.п.); - приводы, регулируемые без потерь энергии скольжения (частотные приводы, вентильные двигатели, многоскоростные двигатели). Наибольшее распространение в современной практике водоснабжения и водоотведения получили следующие виды регулируемого электропривода: - частотный с преобразователем на транзисторных IGBT-модулях; - по схеме асинхронно-вентильного каскада; - по схеме вентильного двигателя; - с индукторными муфтами скольжения; - с гидромуфтами; - с гидравлическими вариаторами. Каждый из названных регулируемых приводов имеет свои преимущества и недостатки. Их выбор должен проводиться квалифицированными специалистами на основе изучения состава оборудования насосной установки, анализа режима ее работы во взаимосвязи с режимом работы водопроводных и канализационных сетей и других насосных установок, подающих воду в водопроводную сеть. Регулируемый электропривод должен использоваться в составе системы автоматизированного управления режимами работы насосной установки.
Маркку Хухтинен, Политехнический институт Котки 1. Информация об институте В Политехническом институте Котки обучается более четырех тысяч студентов. Научная работа ведется в разных сферах. На техническом факультете представлено девять направлений исследований. Самое развитое – электротехника. Факультет оказывает услуги энергоаудита, занимается разработкой проектов по энергосбережению. Такая работа, например, была сделана для котельной в городе, нескольких предприятий малого бизнеса. В институте имеется лаборатория, в которой проводятся измерения выбросов в атмосферу. Информация, представленная в этом докладе, основана на работе преподавателей и студентов института. 2. Технологии использования отходов в качестве топлива для котельных Если говорить о производстве энергии, то наиболее распространенной практикой здесь является применение в качестве топлива продуктов нефтепереработки, угля и дерева. В целях экономии этих важных ресурсов при работе котельных можно также использовать биотопливо, бытовые отходы. Следует учитывать, что это сырье обычно характеризуется повышенным влагосодержанием, поэтому КПД производства тепла из него достаточно низкий. Кроме того, в качестве отходов при производстве выступает зола, требующая в дальнейшем определенной технической обработки. Отходы как топливо для котельных широко используются, например, в Финляндии и Швеции. Процесс отличает высокая степень автоматизации. Топливо подается на специальную решетку, по которой поступает в печь. Причем его поступление возможно как через верхнюю часть печи, так и снизу. В больших котельных применяются наклонные колосниковые решетки. Они могут быть неподвижными (тогда биомасса поступает в печь под действием собственного веса) и механические. Последние более эффективны. В работе котельных большой мощности используется технология «кипящего слоя». Общий принцип ее таков. Снизу в печь, в которой находится песок, подается воздух. Проходя через песок, воздух перемешивается с ним и, при достаточной мощности потока, поднимает до устья дымовой трубы. Через систему золоудаления песок возвращается обратно. Топливо по специальному механизму поступает в верхнюю часть печи, падает вниз, перемешивается с песком и сгорает. Тепло утилизируется через теплообменник. Существует два метода: 1) «пузырчатый» - песок поддерживается на достаточно низком уровне; 2) метод циклона. Повысить эффективность производства помогает применение нагревателя (экономайзера) для воздуха. Для обработки дымовых газов также используется специальная установка. В ней происходит впрыскивание в газы воды, которая снижает их температуру до 52°С, сама нагреваясь при этом до 50°С. При такой температуре воды в системе удается повысить КПД работы котельной на 20%. Такая технология хорошо подходит для сжигания биомассы с высокой влажностью (до 50%). 3. Другие примеры энергосбережения Помимо производства, реализация проектов по энергосбережению возможна в сфере потребления энергии. Среди работ, проведенных институтом, к таким можно отнести систему рекуперации тепла в сушилке для дерева. Срок окупаемости проекта составляет менее 2 лет. На заводе по производству шерстяной нити, использующем в технологическом процессе оборудование, которое нагревает воду до 90°С, был установлен теплообменник. В котельной того же завода применена технология обработки дымовых газов, в общих чертах рассмотренная выше. В Финляндии сейчас большой интерес обращен на использование тепловых насосов. Особенно актуальна эта тема для владельцев небольших домов. По сравнению с электрообогревом, тепловые насосы позволяют сэкономить более 30% энергии. Источники тепла при этом могут быть самыми различными: например, воздух в помещении. Очень важно подобрать оптимальную для конкретного здания мощность теплонасоса. Большие резервы в области энергосбережения таит в себе комбинированное производство тепла и электричества. Вывоз мусора назначения и утилизация отходов Договор энергетической хартии. Модернизация в контексте энергос. Кабмин утвердил порядок установк. Уважаемый василий анатольевич. Администрация томской области. Главная страница -> Технология утилизации Экологически чистая мебель: |
