Энергосберегающие технологии в системах оборотного водоснабжения
Авторы: А.В. Ениватов, И.Н. Артемов, С.А. Мальцев
Описание: Статья об оборотных системах охлаждение,а также их схемы.
Энергосберегающие технологии в системах оборотного водоснабжения
Ениватов А.В., Артемов И.Н., Мальцев С.А.,
Мордовский госуниверситет
На рубеже нового тысячелетия проблема рационального использования энергетических ресурсов становится определяющей для стабилизации, как отдельных предприятий, так и российской экономики в целом. Для большинства промышленных предприятий значительная доля (около 30%) всей теплоты, поступающей на предприятие с паром, сетевой водй и выделяющейся при работе оборудования теряется в системе оборотного водоснабжения. Что касается последнего, то эта доля оказывает существенное влияние для предприятий светотехнической промышленности, имеющих стеклодувочное производство.
В светотехнической промышленности традиционные схемы оборотного водоснабжения, основным элементом которых является «мокрая» градирня в наиболее жаркий период не обеспечивают поддержание необходимого температурного режима ( t=20-25 °С) охлаждающей воды. Потери воды в таких системах достигает до 10 %. Все это сказывается не только на качестве производимой продукции, но и является тормозом дальнейшего повышения производительности колбовыдувающих печей.
Одним из способов решения данной проблемы является использование в схеме для охлаждения оборотной воды теплонасосных установок (ТНУ). Это позволяет с одной стороны утилизировать ранее выбрасываемое тепло на покрытие отопительно-вентиляционных нагрузок и горячего водоснабжения, а с другой стороны достичь необходимых температурных параметров охлаждающей воды при любых температурах наружного воздуха.
В данной работе на примере оборотной системы водоснабжения 15 и 16 цеха АООТ «Лисма», г. Саранск представлены две принципиальные схемы включения ТНУ в систему водоснабжения.
Схема охлаждения воды оборотной системы водоснабжения с утилизацией теплоты на покрытие только отопительно-вентиляционных нагрузок представлена на рис.1.
Оборотная вода от печей, выдувающих колбы, поступает в испаритель 1 с температурой tвх »50 °С где охлаждается до tвх »40 °С отдавая тепло рабочему телу (хладагенту) циркулирующему в контуре ТНУ. Под действием этой теплоты хладагент вскипает и превращается в пар. Парообразный хладагент засасывается компрессором 2 и под необходимым давлением нагнетается в конденсатор 3, где в процессе охлаждения и конденсации рабочего тела теплота передается охлаждающей воде системы горячего водоснабжения предварительно нагретой в КТ за счет охлаждения оборотной воды с tвх »40 °С до нужной температуры.
Рис.1.Схема охлаждения системы оборотного водоснабжения с утилизацией теплоты на покрытие нагрузки горячего водоснабжения: 1- испаритель ТНУ; 2-компрессор ТНУ; 3- конденсатор ТНУ; 4-регулировочный вентиль; 5-переохладительТНУ; 6-кожухотрубчатый теплообменник (КТ).
Схема охлаждения воды оборотной системы водоснабжения с утилизацией теплоты на покрытие отопительно-вентиляционных нагрузок представлена на рис 2.
Рис.2. Схема охлаждения воды оборотной системы водоснабжения с утилизацией теплоты на покрытие отопительно-вентиляционных нагрузок: 1-конденсатор ТНУ; 2-кожухотрубчатый теплообменник; 3-сухая градирня; 4-компрессор ТНУ; 5-расширительный вентиль; 6-испарительТНУ.
Схема (рис.2) рассчитана на круглогодичную работу с работой тех или иных элементов схемы в тот или иной период года. В зимний период года вода, оборотной системы водоснабжения с температурой 50 °С поступает в конденсатор1 где нагревается до 60 °С-65 °С затем проходит через теплообменник 2 где охлаждается, отдавая тепло теплоносителю системы вентиляции, до 35 °С и поступает в испаритель в ТНУ где охлаждается до нужной температуры и поступает в бак наполнитель оборотной воды. Теплота отводимая в испарителе после повышения потенциала используется для предварительного подогрева оборотной воды в конденсаторе1.
В осенне-весенний период при снижении или отсутствии вентиляционной нагрузки в работу включается сухая градирня 3. Вода оборотной системы в зависимости от вентиляционной нагрузки подается часть через сухую градирню3 часть через теплообменник 2 охлаждаясь до нужной температуру подается в бак.
В летний максимально жаркий период (30°С и выше), вода оборотной системы с температуры t=50°-55°С поступает в конденсатор 1 где нагревается до t=60-65°С затем подается в сухую градирню 3 где охлаждается до 35-40°С. Дальнейшее охлаждение оборотной воды происходит в испарителе 6.
Расчет технико-экономических показателей данных схем показывает, что при начальных капитальных вложениях 1,5 –2,0 млн. руб. срок окупаемости составляет 1,5-2 года.