Как в металлургии Китая получают энергию из отходящего тепла?

В эпоху промышленной революции (перехода от мануфактуры к фабрике), общество развивается ускоренными темпами. Приходит время значительных перемен. Общественный рост располагает развитию науки и техники. В это время совершается технический прорыв - появление паровой машины.
В XIX веке начинается эра электричества.
Ученые проводили различные исследования с электроэнергией, что привело к изобретению дугового разряда, затем электрического освещения, электродвигателя и т.д.
XX век - эра мировой индустриализации. Человечество совершает научно-техническую революцию в освоении и использовании энергии: возводятся мощные тепловые, гидравлические, атомные электростанции, выстраиваются линии передачи электроэнергии высокого, сверх- и ультравысокого напряжения, создаются гигантские энергосистемы.
В середине XX века вводятся в строй первые АЭС. Итак, зарождается новая отрасль энергетики - атомная энергия.
Низкая цена на электроэнергию до середины 1970-х гг. привела к увеличению ее потребления и неэкономному использованию.
Мировой энергетический кризис, случившийся в 1973 г., в целом изменил тенденции развития этой отрасли. Последствия кризиса нужно было преодолевать, создавая надежную и современную систему энергетической отрасли. Сложились последующие тенденции в мировой энергетике:
Понижение темпов роста энергетической промышленности;
Увеличение цен на потребляемые энергоресурсы и организация мероприятий по экономии энергии;
Поиск альтернативных источников энергии.
Вполне возможно, что предстоящее совершенствование человечества приведет к переменам в развитии мировой энергетики и зарождению новой энергетической эпохи.
Человечество уже осознало потребность в поиске новых, чисто-экологических и возобновляемых источников энергии.
К примеру, "зеленая" энергия, получаемая из неиссякаемых природных источников. К ним относятся природные стихии - ветер, солнечный свет, дождь, тепло земли.
Основные позиции "зеленой" технологии:
Беречь природу на Земле, сокращая количество потребляемых ресурсов;
Снизить промышленные выбросы способом их полного возврата в производство посредством переработки;
Преобразовывать вредные производства, заменяя их более экологичными;
Применять методику замкнутого цикла: производство - утилизация - новое производство.
Можно сделать вывод, что "зеленые" технологии представляют собой организованную систему сбережения природы и энергии.
Это экологически чистое сырье, безопасные технологические процессы на производстве и, как следствие, экопродукты.
Энергетика будущего в Китае: Альтернативные источники энергии
Китай с давних времен был известен как аграрная страна.
Но мировой научно-технический переворот затронул страны Восточной Азии. К середине XX столетия Китай стал ускоренными темпами перерастать в индустриальную державу, преимущественно уделяя внимание развитию тяжелой промышленности. Преимущественно на севере страны, богатом месторождениями полезных ископаемых, начали выстраивать крупные промышленные центры. С 1950 года население Китая стремительно растет. В 1976 году в стране начинается небывалый экономический рост. Стремительно растут и развиваются города, превращаясь в миллионники.
Все перечисленное способствовало тому, что Китайская Народная Республика становится главным мировым потребителем электроэнергии.
Поэтому в стране акцентируют особое внимание на изучении и внедрении альтернативных источников энергии.
На сегодняшний день Китай интересен инвесторам, которые готовы вложить средства в возобновляемые источники энергии.

Утилизация отходящего тепла. Что это?
Познакомимся с одним из возобновляемых источников энергии - отходящим теплом.
В промышленной сфере около половины расходуемой тепловой энергии выбрасывается в воздух в виде отходящего тепла. Температурные режимы отходящего тепла весьма различны: от 650 °С до 230 °С. Так, тепло высоких температур применимо для производства технологичного пара, электроэнергии. Низкотемпературное тепло употребляется для отопления помещений, нагрева воды.
Переработка отходящего тепла. Выгодно?
Это экономно. Расходы на электроэнергию возрастают, использование отходящего тепла помогает сэкономить затраты на производстве.
Сохранение природных богатств. Грамотная переработка тепла помогает спасти невозобновляемые энергетические ресурсы.
Переработка отходящего тепла снижает губительное воздействие на окружающую среду.
Методика получения энергии из отходящего тепла цементной промышленности Китая
Технологию извлечения энергии из отходящего тепла с использованием линии изготовления цементного клинкера (далее-линия), китайцы начали внедрять в 1953 году.
Более, чем за 50 лет формирования представленная технологическая схема проходила через несколько важных последовательных стадий:
Анализ
Проектирование
Развитие
Практическое применение
Далее о каждом из этапов подробнее.
С 1953 по 1988 год китайские ученые-технологи обратили большое внимание на изобретении, технологии получения энергии из отходящего тепла.
С 1990 по 1996 год проектировалась техническая часть на базе использования дополнительного котла для нагрева топлива и способ извлечения энергии из отходящего тепла при очень низкой температуре, изучаемая на примере систем начального нагрева и сжигания.
С 1997 по 2005 год производится усовершенствование технологии получения энергии из отходящего тепла в печи для обжига цементного клинкера (далее-печь) при низкой температуре.
С 2005 года до настоящего времени методика получения энергии из отходящего тепла с использованием печи развита и находится на стадии растущего развития.
 
Оснащение для получения энергии отходящего тепла на примере линии производства цементного клинкера
1. Силовая установка, с помощью которой получают отходящее тепло, не должна оказывать большого воздействия на функциональность линии.
2. Китайское промышленное оборудование, используемое для работы силовой установки при получении отходящего тепла доказало свою надежность.
3. Имеющееся оборудование, технические средства и отходящее тепло используются по максимуму.
4. Отходящее тепло из охладителя у выпускного отверстия и предварительный нагрев у входного отверстия печи используется в полной мере.
5. Начальная обратноосмотическая очистка употребляется для эффективного использования воды в котлах.
6. Установка вентиляторной градирни необходима для системы оборотного водоснабжения.
7. Термический деаэратор установлен для подачи воды в процессе дезоксидации (выделении кислорода из тепла) с помощью нерегулируемого пара.
8. Для секции термодинамической обработки требуется электрогидравлическая система.
Присоединение котла к линии производства цементного клинкера
1. Котел запечного циклонного теплообменника (ЗЦТ) должен быть установлен вертикально у входного отверстия установки предварительного нагрева печи.
2. Котел колосникового охладителя (КО) помещается вертикально вблизи с охладителем у выпускного отверстия печи.
Отходящее тепло, полученное в результате работы линии
1.Переработанный газ из охладителя у выпускного отверстия печи при температуре от 380-500°С до 90-110°С.
2.Утилизированный газ устройства предварительного нагрева у входного отверстия печи при температуре 300-350°С до 175-220°С. Газ пригоден для сушки сырьевой мельницы. Пыль, собранная в котлах, будет повторно утилизироваться для выпуска цемента, во избежание отходов и загрязнения.
Эксплуатационные данные термодинамической системы
На текущий момент времени в Китае имеются три разновидности термодинамических систем.
1. Одна турбина и одноконтурный паровой котел представляют собой одноступенчатую систему. Если для сушки сырьевой мельницы необходима высокая температура, около 210°С, то одноконтурный паровой котел организует необходимое поглощение отходящего тепла.
2. Двухступенчатая система с дополнительной турбиной для подачи пара (одноконтурный паровой котел КО или котел ЗЦТ, или оба котла одновременно образуют разное давление пара). Один котел дает свежий пар, в то время как второй - подает пар низкого давления. Если, температура газа из охладителя у выпускного отверстия печи меняется, то двухступенчатая система обеспечит снижение температуры газа, проходящего через паровой котел КО, поэтому отходящее тепло может поглощаться в полной мере.
3. Дополнительная система перегрева с котлом ЗЦТ, который входит в перегреватель котла КО.
Главное оснащение для получения энергии отходящего тепла
1. Котел запечного циклонного теплообменника (ЗЦТ): котел-утилизатор на входе печи.
2. Котел колосникового охладителя (КО): котел-утилизатор на выходе печи.
3. Паровая турбина и генератор.


Как в металлургии Китая получают энергию из отходящего тепла?
Как развивалась мировая энергетика? Краткий обзор
Человек не способен на существование во вселенной без энергии. Любое движение живого существа связано с затратой  энергии. Вследствие этого, энергия имеет важное значение в жизни. Человек был не утомим в поисках способов получения энергии окружающего мира на протяжении многих тысячелетий. Во времена пещерных людей - это была сила огня. В процессе эволюции человечество пришло к мысли использовать для своего блага силы ветра и воды. Ветряные и водяные мельницы были изобретены в результате использования энергии этих стихий.
Промышленная революция дает мощный толчок развитию общественного строя. Общественный рост способствует формированию науки и техники. В это время происходит технический прорыв - создание паровой машины.
С наступлением XIX столетия начинается великая эпоха электричества.
Эмпирические исследования великих ученых в области электроэнергии, побудили к изобретению  электродуги, электрического освещения, электродвигателя и др.
XX век - начало индустриальной эпохи. Совершается масштабный технический переворот в освоении и эксплуатации электроэнергии: возводятся мощные тепловые, гидравлические, атомные электростанции, выстраиваются линии передачи электроэнергии высокого, сверх- и ультравысокого напряжения, создаются гигантские энергосистемы.
В 1950-х г.г. XX века возводятся первые Атомные Энергетические Станции (АЭС). Итак, появляется новая отрасль энергетики - атомная энергия.
Последующие десятилетия потребительское отношение и неэкономное использование электроэнергии возрастает, в то время, как цена на нее падает.
В результате чего, в 1973 г. в мире наступает энергетический кризис, навсегда поменявший формирование этой отрасли. Организация надежной системы энергетики помогла справиться с негативными последствиями мирового кризиса. Определились последующие направления в мировой энергетике:
Понижение темпов роста энергетической отрасли;
Увеличение цен на потребляемые энергоресурсы и организация мероприятий по экономии энергии;
Поиск других источников энергии.
Очень может быть, что предстоящее совершенствование человечества приведет к переменам в развитии мировой энергетики и началу сверхновой энергетической эпохи.
Человечество уже обеспокоилось поиском и исследованием новых, экологических, возобновляемых источников энергии.
Например, так называемая, "зеленая" энергия, которая вырабатывается возобновляемыми источниками.  Это стихии,  находящиеся вокруг нас:  солнце, ветер, вода, тепло, исходящее от земли.
Важнейшие правила "зеленой" технологии:
Беречь все живое на Земле, сокращая количество потребляемых ресурсов;
Снизить промышленные выбросы путем их совершенного возврата в производство методом переработки;
Перестраивать вредные производства, заменяя их более экологичными;
Применять программу замкнутого цикла: производство - переработка - новое производство.
Можно сделать вывод, что "зеленые" технологии представляют собой организованную систему сбережения природы и энергии.
Это экологически чистое сырье, безопасные технологические процессы на производстве и, как следствие, экопродукты.
Акцент на альтернативные источники энергии. Умная энергетика Китая
Китай с незапамятных времен был известен как аграрная страна.
Но мировая научно-техническая революция не обошла стороной страны Восточной Азии. Середина XX столетия в Китае ознаменовалась активной индустриализацией, при этом особое внимание уделялось развитию тяжелой промышленности. Северная часть Китая знаменита крупными месторождениями полезных ископаемых, следовательно промышленные центры начали возводить на этой территории. С 1950 года население Китая стремительно растет. К 1970-м годам в стране начинается мощный скачок экономики. Стремительно растут и развиваются города, превращаясь в миллионники.
Вышеперечисленные аспекты содействовали тому, что КНР становится самым крупным потребителем электроэнергии в мире.
Поэтому в стране акцентируют особое внимание на изучении и внедрении альтернативных источников энергии.
В последнее время КНР стала перспективной для привлечения финансовых вложений в возобновляемые источники энергии.
Переработка отходящего тепла. Что это?
Знаете ли вы, что отходящее тепло является возобновляемым источником энергии.
Около половины тепловой энергии, использованной на производстве, выбрасывается в окружающую среду в виде отходящего тепла. Отходящее тепло имеет разные температурные режимы: высокотемпературный - выше 650 °С; среднетемпературный - 230-650°С; низкотемпературный - менее 230 °С. Так, например, тепло высоких температур применимо для производства технологичного пара, электроэнергии. Низкотемпературное тепло употребляется для отопления помещений, нагрева воды.
Какая необходимость в утилизации отходящего тепла?
Экономическая выгода. Электроэнергия становится более дорогостоящей, используя отходящее тепло, можно достаточно уменьшить издержки производства.
Бережное отношение к природным богатствам. Утилизация тепла сокращает потребность в невозобновляемых энергоресурсах.
Переработка отходящего тепла уменьшает губительное влияние на экологию.
Разработка получения энергии из отходящего тепла в китайской цементной отрасли
В 1953 году китайцы начали разрабатывать технологию получения энергии из отходящего тепла на примере линии производства цементного клинкера.
Более, чем за 50 лет модернизации настоящая технология проходила через несколько последовательных стадий:
Изучение
Разработка
Продвижение
Использование
Рассмотрим каждый этап отдельно.
В период с 1953 по 1988 год китайские ученые занимались исследованием проблемы получения энергии из отходящего тепла.
С 1990 по 1996 год проектировалась техническая часть на базе применения дополнительного котла для нагрева топлива и способ извлечения энергии из отходящего тепла при очень низкой температуре, изучаемая на примере установок подготовительного нагрева и сжигания.
С 1997 по 2005 год осуществляется совершенствование технологии получения энергии из отходящего тепла в печи для обжига цементного клинкера (далее-печь) при низкой температуре.
С 2005 года до текущего времени технология получения энергии из отходящего тепла с использованием печи развита и находится на этапе растущего совершенствования.
Оборудование для получения энергии отходящего тепла на примере линии производства цементного клинкера
1. Силовая установка, применяемая для получения отходящего тепла, не должна оказывать большого воздействия на функционал линии.
2. Китайское оборудование, применяемое для работы силовой установки при получении отходящего тепла доказало свою надежность.
3. Существующее оборудование, технические средства и отходящее тепло используются в максимально возможном объеме.
4. Отходящее тепло из охладителя у выпускного отверстия и предварительный нагрев у входного отверстия печи используется в полной мере.
5. Начальная обратноосмотическая очистка употребляется для оптимального использования воды в котлах.
6. Установка вентиляторной градирни необходима для системы оборотного водоснабжения.
7. Термический деаэратор поставлен для подачи воды в процессе дезоксидации (выделении кислорода из тепла) с помощью нерегулируемого пара.
8. Для секции термодинамической обработки требуется электрогидравлическая система.
Подсоединение котла к линии производства цементного клинкера
1. Котел запечного циклонного теплообменника (ЗЦТ) устанавливается вертикально у входного отверстия устройства предварительного нагрева печи.
2. Котел колосникового охладителя (КО) помещается вертикально рядом с охладителем у выпускного отверстия печи.
Что представляет собой отходящее тепло, полученное при работе линии?
1.Отработанный газ из охладителя у выпускного отверстия печи при температуре от 380-500°С до 90-110°С.
2.Отработанный газ устройства предварительного нагрева у входного отверстия печи при температуре 300-350°С до 175-220°С. Газ годится для сушки сырьевой мельницы. Пыль, скопленная в котлах, будет повторно утилизироваться для производства цемента, во избежание выбросов и загрязнения.
Эксплуатационные данные термодинамической системы
На этот момент времени в Китае широко распространены три типа термодинамических систем.
1. Одноступенчатая термодинамическая система состоит из одной турбины и одноконтурного парового котла. Если для сушки сырьевой мельницы необходима высокая температура, около 210°С, то одноконтурный паровой котел обеспечивает необходимое поглощение отходящего тепла.
2. Двухступенчатая система с дополнительной турбиной для подачи пара (одноконтурный паровой котел КО или котел ЗЦТ, или оба котла одновременно образуют разное давление пара). Первый котел отдает свежий пар, в то время как второй - подает пар низкого давления. В случае если, температура газа из охладителя у выпускного отверстия печи изменяется, то двухступенчатая система обеспечит снижение температуры газа, проходящего через паровой котел КО, поэтому отходящее тепло может поглощаться в полной мере.
3. Дополнительная система перегрева с котлом ЗЦТ, который входит в перегреватель котла КО.
Первостепенное промышленное оборудование для получения энергии отходящего тепла
1. Котел запечного циклонного теплообменника (ЗЦТ): котел-утилизатор на входе печи.
2. Котел колосникового охладителя (КО): котел-утилизатор на выходе печи.
3. Паровая турбина и генератор.