Испарительное охлаждение
Сущность испарительного охлаждения (рис. 34) заключается в охлаждении конструктивных элементов печей химически очищенной водой, причем отводимая от конструктивных элементов теплота затрачивается на испарение воды.
Рис. 34. Схема испарительного охлаждения:
1 - теплообменная поверхность; 2 - циркуляционный насос;
3 — подпиточный насос; 4 — барабан
Охлаждаемые элементы присоединены двумя трубами к барабану-сепаратору, в котором пар отделяется от воды. Возможно применение естественной и принудительной циркуляции воды. Отводимая теплота используется на производство пара в количестве, кг/с,
, (62)
где Q - отводимое количество теплоты; i˝ и iпв - энтальпии насыщенного пара и питательной воды, кДж/кг.
Испарительное охлаждение имеет следующие преимущества:
Уменьшение расхода воды.
Использование химводоподготовки и уменьшение накипеобразования обеспечивает более низкое значение температуры охлаждаемых стенок.
Полезно используется теплота, отведенная от агрегата.
Рис. 35. Влияние накипи на эффективность испарительного охлаждения
Тепловосприятие поверхностей: в доменной печи достигают 500 кВт/м2, в мартеновской 800 кВт/м2, в нагревательных печах до 70 кВт/м2. Столь высокие значения тепловых потоков обусловлены интенсивной радиацией высокотемпературного факела, расплавленных масс металла и шлака.
Температура охлаждаемой стенки определяется как
. (63)
Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящей
воде приблизительно равен 
кВт/(м2×К). При отсутствии накипи, толщине стенки 
м и при коэффициенте теплопроводности стали
Вт/(м×К)
комплекс 
, а температура стенки
при 
кВт/(м2×К) превысит температуру теплоносителя на 
. При появлении накипи толщиной в 1 мм
и при теплопроводности накипи 
Вт/(м×К) превышение температуры стенки над
температурой теплоносителя составит уже 
. Таким образом, слой накипи даже в 1 мм может привести
к пережогу труб либо кессонов.
Стойкость подверженной наибольшему тепловому воздействию поверхности кессона можно повысить за счет создания на наружной поверхности кессона гарнисажного слоя. Для этого используют предварительно ошипованные кессоны, с использованием огнеупорной набивки между шипами; теплопроводность такого слоя составляет λ = 1-5 Вт/(м2×К).
Изменение структуры потребления
топлива тепловыми электростанциями в сторону повышения "углефикации"
электроэнергетики при использовании оптимальных цен на топливо, с одной стороны,
позволит в 2005-2010 гг. стабилизировать и даже несколько снизить средневзвешенную
цену на энергетическое топливо, с другой стороны, приведет к ухудшению экологии:
газовые выбросы увеличатся на 13-14%, а твердые отходы - на 37-38%, что вызовет
дополнительные экономические расходы на улучшение экологической обстановки.
В
условиях рыночных отношений величина потребительского тарифа на энергоносители
может как стимулировать развитие производства и электрификацию быта, так и сдерживать
его, если расходы на электрификацию не будут в достаточной мере компенсироваться
ростом национального дохода и реальным повышением уровня жизни населения. Анализ
экономики предшествовавших лет показал, что рост цен на энергоресурсы в значительной
мере провоцирует рост цен на конечную продукцию, зачастую неадекватно превышающих
уровень ее себестоимости. Таким образом, потребители за счет слабо контролируемого
(или вообще бесконтрольного) увеличения цен на собственную продукцию не только
спокойно компенсируют увеличение стоимости энергоресурсов и потерь от нарушений
энергоснабжения, но и могут получить в ряде случаев необоснованную сверхприбыль.
В частности, за период 1990-1999 гг. цены на первичные энергоресурсы (газ, нефть,
уголь) выросли в среднем в 22 раза, тарифы на электроэнергию - в 18.9 раза, тарифы
на железнодорожные перевозки - в 21.9 раза, а цены на промышленную продукцию увеличились
в 31.1 раза. Дальнейший рост тарифов на электрическую и тепловую энергию может
привести ряд отраслей особенно энергоемких - производство алюминия, цветных металлов,
химические производства и т.п., - к экономическому банкротству, если цены на их
продукцию уже близки конкурентным.
