GESTIUNEA ENERGIEI TERMICE ÎN INDUSTRIE |
|
CUPRINS: Prefata V Abrevieri VII Partea I. ASPECTE GENERALE PRIVIND GESTIUNEA ENERGIEI. PARTICULARITATI SPECIFICE INDUSTRIEI 1. Notiunea de gestiune a energiei 3 2. Conceptul de utilizare eficienta a energiei 4 2.1. Generalitati 4 2.2. Prezentarea directivei CE nr.27/28.12.2012 privitoare la eficienta energetica 5 2.2.1. Contextul aparitiei Directivei 5 2.2.2. Efectele cresterii eficientei energetice 6 2.3. Eficienta energetica si economica a utilizarii energiei 7 2.3.1. Eficienta economica a energiei consumate 8 2.3.2. Eficienta economica a masurilor de crestere a eficientei energetice 9 3. Energetica industriala si macroeconomia Romaniei 11 3.1. Evolutia industriala si a PIB-ului in Romania 11 3.2. Structura productiei industriale a Romaniei, la nivelul anului 2011 12 3.3. Evolutia productiei industriale 13 3.4. Consumul de energie al industriei 14 3.5. Industria si emisiile de gaze cu efect de sera 16 3.6. Emisiile de CO2 de la utilizarea produselor finite 18 4. Structura unui sistem energetic industrial (SEI) 21 4.1. Structura modulara a unui SEI 21 4.2. Subsistemele componente ale unui SEI 22 4.3. Fluxul transformarilor energetice dintr-un SEI, eficienta energetica globala 27 4.3.1. Fluxul transformarilor energetice intr-un SEI 27 4.3.2. Analiza transformarilor energetice dintr-un SEI 27 4.4. Eficienta utilizarii energiei intr-un SEI 28 4.5. Cresterea eficientei energetice si economice a utilizarii energiei intr-un SEI 30 4.6. Masuri cu caracter general de crestere a eficientei energetice intr-un SEI 31 4.6.1. Masuri aplicabile in faza de conceptie si proiectare 31 4.6.2. Masuri aplicabile in cursul functionarii unei instslatii existente 39 4.7. Efectele cresterii eficientei utilizarii energiei in cadrul unui SEI, asupra reducerii poluarii mediului 39 4.8. Cresterea eficientei economice a utilizarii energiei 41 Partea a-II-a. PROCESELE TERMICE INDUSTRIALE SI CERERILE LOR DE CALDURA 5. Cererile de caldura in industrie - posibilitati de reducere a acestora 47 5.1. Generalitati 47 5.2. Cererile de caldura specifice SEI si caracteristicile lor 47 5.2.1. Cererile de caldura ale SEI 47 5.3. Evaluarea cererilor de caldura tehnologice; valori caracteristice 49 5.3.1. Evaluarea cererilor de caldura tehnologice 49 5.3.2. Variatiile necesarului tehnologic de caldura 54 5.3.3. Necesarul tehnologic anual de caldura; curbele clasate anuale 55 5.3.4. Evaluarea cererilor industriale de caldura, cu caracter netehnologic 56 5.3.5. Variatia necesarului de caldura pentru incalzire 61 5.3.6. Necesarul anual de caldura pentru incalzire - curba clasata anuala 62 5.4. Evaluarea cererii de caldura pentru ventilarea incintelor industriale 65 5.4.1. Determinarea valorii cererii de caldura pentru ventilarea incintelor industriale 66 5.4.2. Valoarea de calcul a necesarului de caldura pentru ventilare; conditiile de calcul 66 5.4.3. Variatiile cererii de caldura pentru ventilarea incintelor 68 5.4.4. Necesarul anual de caldura pentru ventilare; curba clasata anuala 71 5.5. Evaluarea cererii de caldura pentru climatizarea incintelor 71 5.6. Evaluarea cererii de caldura pentru alimentarea cu apa calda de consum 72 5.6.1. Debitul de caldura necesar alimentarii cu a.c.c. 73 5.6.2. Variatia necesarului de caldura pentru alimentarea cu a.c.c. 73 5.6.3. Curba clasata anuala a necesarului de caldura pentru a.c.c. 75 5.7. Sarcina termica a sistemului energetic industrial (SEI) 76 5.7.1. Aspecte generale 76 5.7.2. Structura si marimea sarcinii termice a SEI 77 5.7.3. Calculul valorilor caracteristice ale sarcinii termice a SEI 78 5.7.4. Variatia sarcinii termice a SEI 87 5.7.5. Curbele clasate ale sarcinii termice a SEI 87 5.7.6. Reducerea sarcinii termice a SEI 93 5.7.7. Sarcina termica livrata unui SEI de sursa de producere a caldurii (SPC) 95 5.8. Variatia sarcinii termice livrata unui SEI de sursa de producere a caldurii 97 5.8.1. Aspecte generale 96 5.8.2. Cazul SEI folosind ca agent termic apa calda sau apa fierbinte 97 5.8.3. Cazul SEI folosind aburul ca agent termic 102 5.9. Curbele clasate anuale ale sarcinii termice livrata unui SEI de SPC 103 5.9.1. Cazul SEI folosind ca agent termic apa calda / apa fierbinte 103 5.9.2. Cazul SEI folosind aburul ca agent termic 104 6. Elemente caracteristice proceselor si instalatiilor termice industriale 105 6.1. Tipurile aparatelor industriale consumatoare de caldura 105 6.2. Alegerea formei de energie consumata in procesele tehnologice 106 6.2.1. Contextul punerii problemei 106 6.2.2. Cazuri caracteristice 106 6.2.3. Conditii avute in vedere 107 6.2.4. Metode si criterii de analiza 108 6.3. Alegerea formei de energie pentru satisfacerea necesarului de lucru mecanic 109 6.3.1. Aspecte comparative generale 109 6.3.2. Elemente energetice generale 109 6.3.3. Alternative energetice comparate 110 6.3.4. Ipotezele avute in vedere la comparatia energetica 111 6.3.5. Comparatia energetica 113 6.3.6. Comparatia tehnico-economica 124 6.4. Alegerea formei de energie pentru procesele tehnologice de incalzire 126 6.4.1. Aspecte comparative generale 126 6.4.2. Ipoteze si variante alternative avute in vedere la comparatie 128 6.4.3. Comparatia energetica 129 6.4.4. Comparatia tehnico-economica 138 6.5. Alegerea parametrilor nominali ai agentilor termici la aparatele tehnologice consumatoare de caldura 142 6.5.1. Cadrul general 142 6.5.2. Aspecte tehnice caracteristice 143 6.5.3. Optimizarea tehnico-economica 150 6.5.4. Probleme de ansamblu ale sistemului de alimentare cu caldura a SEI 151 6.6. Alegerea naturii si parametrilor agentilor termici de transport, pentru sursa de caldura a SEI 163 6.6.1. Generalitati privind alegerea naturii agentilor termici de transport 163 6.6.2. Agentii termici de transport pentru procesele de joasa temperatura 165 6.6.3. Agentii termici de transport pentru procesele de medie temperatura 166 6.6.4. Agentii termici pentru procesele tehnologice de inalta temperatura 186 6.6.5. Alegerea naturii si parametrilor agentilor termici de transport, pentru procesele tehnologice; concluzii finale 192 7. Incarcarea instalatiilor energo-tehnologice si reglarea regimurilor de alimentare cu caldura a lor 196 7.1. Incarcarea instalatiilor energo-tehnologice 196 7.1.1. Caracteristica energetica a instalatiilor energo-tehnologice 196 7.1.2. Incarcarea optima a instalatiilor energo-tehnologice 198 7.2. Regimurile de alimentare cu caldura ale instalatiilor energo-tehnologice 199 7.2.1. Conditiile generale impuse alimentarii cu caldura a consumatorilor industriali 199 7.2.2. Regimurile de alimentare cu caldura a consumatorilor de abur 201 7.2.3. Regimurile de alimentare cu caldura a consumatorilor de apa fierbinte 206 7.2.4. Alegerea metodelor de reglare a livrarii caldurii in cazul SEI 311 8. Instalatiile specifice surselor de caldura pentru livrarea caldurii consumatorilor industriali 332 8.1. Instalatii specifice CT si CCG industriale 332 8.1.1. Tipurile instalatiilor de cazane 332 8.1.2. Alegerea si dimensionarea cazanelor de abur si CAF 340 8.1.3. Caracteristicile energetice ale cazanelor de abur si de apa fierbinte 349 8.1.4. Cazanele recuperatoare utilizate in CCG cu ITG si in CCG cu ciclu mixt gaze-abur 350 8.1.5. Optimizarea incarcarii cazanelor din CT si din CCG cu abur 356 8.2. Instalatii de cogenerare (ICG) ale CCG din SEI 359 8.2.1. Tipurile turbinelor cu abur (TAb) ale CCG din SEI 359 8.2.2. Instalatiile de turbine cu gaze (ITG) pentru cogenerare 379 8.2.3. Motoarele cu ardere interna (MAI) pentru cogenerare 391 8.2.4. Modulele de cogenerare 401 8.3. Structura surselor de producere a caldurii (SPC) din cadrul SEI; schemele termice de principiu 402 8.3.1. Structura generala a SPC din cadrul SEI 402 8.3.2. Schemele termice de principiu ale CT industriale 405 8.3.3. Schemele termice de principiu ale CCG industriale 408 9. Instalatii si scheme specifice SPC industriale pentru livrarea caldurii sub forma de abur 440 9.1. Instalatiile surselor de caldura industriale specifice livrarii aburului 440 9.2. Instalatiile de reducere (IR) sau reducere si racire (IRR) 441 9.2.1. Schemele de principiu pentru incadrarea (IR) si/sau a (IRR) 441 9.2.2. Dimensionarea instalatiilor 442 9.2.3. Incadrarea IR si/sau a IRR in schemele termice ale surselor de caldura SCI si dimensionarea lor 442 9.2.4. Efectele energetice si economice ale utilizarii IR sau a IRR 445 9.3. Termocompresoarele de abur (TC.Ab) 458 9.3.1. Ce sunt (TCAb) si scopul utilizariilor 458 9.3.2. Caracteristicile tehnico-functionale si energetice ale (TCAb) 459 9.3.3. Solutiile tehnice alternative de utilizare a TCAb 461 9.3.4. Eficienta energetica a utilizarii TCAb 470 9.3.5. Eficienta economica a utilizarii TCAb 479 9.3.6. Exemplu de analiza a eficientei tehnico-economice a utilizarii TCAb 479 9.4. Transformatoarele de abur (TRF.Ab) 487 9.4.1. Ce sunt (TRF.Ab) si scopul utilizarii lor 487 9.4.2. Solutiile tehnice alternative ale utilizarii (TRF.Ab) 489 9.4.3. Ipotezele avute in vedere la analiza tehnico-economica comparativa a eficientei utilizarii (TRF.Ab) 492 9.4.4. Eficienta energetica a utilizarii (TRF.Ab) 494 9.4.5. Eficienta economica a utilizarii (TRF.Ab) 499 9.5. Acumulatoarele de caldura utilizate in cadrul SEI 500 9.5.1. Scopul si rolul acumularii energiei - generalitati 500 9.5.2. Acumularea caldurii; principii si variante de utilizare 505 9.5.3. Acumularea caldurii in sistemul de alimentare cu caldura (SAC) din cadrul SEI507 508 9.5.4. Capacitatea specifica de acumulare a acumulatoarelor de caldura 512 9.5.5. Capacitatea de acumulare a acumulatoarelor cu presiune variabila 518 9.5.6. Volumul acumulatorului cu presiune variabila 521 9.5.7. Variatia cantitatii de apa in acumulatoarele cu presiune variabila 521 9.5.8. Dimensiunile constructive de baza ale acumulatoarelor cu presiune variabila 523 9.5.9. Alegerea tipului de acumulator 524 9.5.10. Alegerea capacitatii de acumulare 524 9.5.11. Incadrarea acumulatoarelor de caldura in SAC al SEI 531 9.5.12. Incadrarea acumulatoarelor de caldura cu presiune variabila, in schema termica a sursei de caldura 535 9.5.13. Optimizarea dimensionarii acumulatoarelor 548 9.5.14. Indicatorii economici ai acumulatoarelor 553 9.5.15. Efectele tehnico-economice ale utilizarii acumulatoarelor de caldura 555 9.5.16. Domeniile de eficienta tehnico-economica a utilizarii acumulatoarelor de abur 560 Partea a-III-a. RESURSELE ENERGETICE SECUNDARE INDUSTRIALE (R.E.S). 10. Caracteristicile generale, directiile de recuperare, eficienta recuperarii R.E.S. industriale 571 10.1. Definirea R.E.S. industriale 571 10.2. Cauzele aparitiei R.E.S. 574 10.3. Clasificarea R.E.S. insustriale 578 10.4. Limitele recuperarii R.E.S. industriale 580 10.4.1. Limitarile de natura termodinamica 580 10.4.2. Limitarile de regim 581 10.4.3. Limitarile de natura tehnico-economica 583 10.5. Calculul cantitatii de energie recuperabila 584 10.5.1. Cantitatea de caldura recuperabila din RES combustibile 584 10.5.2. Cantitatea de caldura recuperabila din RES termice 585 10.5.3. Cantitatea de energie recuperabila din RES de suprapresiune 588 10.6. Directiile recuperarii R.E.S. industriale 591 10.7. Efectele si importanta recuperarii R.E.S. 597 10.8. Criteriile de apreciere a eficientei recuperarii R.E.S. 599 10.8.1. Eficienta tehnologica 599 10.8.2. Eficienta energetica 600 10.8.3. Eficienta economica a folosirii RES industriale 614 10.8.4. Eficienta ecologica 620 10.9. Etapele analizei recuperarii R.E.S. 621 11. R.E.S. ale proceselor pirotehnologice industriale 622 11.1. Caracteristicile proceselor pirotehnologice industriale 622 11.2. Randamentul proceselor pirotehnologice industriale 624 11.2.1. Bilantul termic al procesului pirotehnologic si randamentul de utilizare a caldurii 624 11.2.2. Randamentul utilizarii combustibilului si randamentul energetic al procesului pirotehnologic 626 11.2.3. Randamentul valorificarii caldurii in camera de lucru 627 11.2.4. Analiza comparativa a pierderilor de caldura ale proceselor pirotehnologice 628 11.2.5. Randamentul agregatului pirotehnologic cu utilizarea suplimentara a RES 629 11.2.6. Eficienta energetica comparativa a diverselor variante de recuperare a RES rezultate in procesele pirotehnologice 631 12. Recuperarea caldurii gazelor de ardere evacuate din instalatiile pirotehnologice industriale 636 12.1. Particularitatile gazelor de ardere evacuate din instalatiile pirotehnologice industriale 637 12.1.1. Continutul de caldura al gazelor de ardere evacuate din instalatiile pirotehnologice 637 12.1.2. Proprietatile particulelor antrenate in gazele de ardere 639 12.1.3. Actiunea antrenarii topite asupra suprafetelor instalatiilor recuperatoare de caldura 642 12.1.4. Influenta „antrenarii” din gazele de ardere asupra functionarii instalatiilor recuperatoare 644 12.1.5. Protectia contra depunerilor a instalatiilor pentru recuperarea caldurii 648 12.2. Utilizarea tehnologica a caldurii gazelor de ardere 651 12.2.1. Preincalzirea regenerativa a aerului de ardere cu gazele de ardere 651 12.2.2. Preincalzirea autonoma a aerului de ardere cu gazele de ardere 678 12.2.3. Preincalzirea regenerativa a combustibilului cu gazele de ardere 684 12.2.4. Preincalzirea regenerativa a materialelor tehnologice cu gazele de ardere 689 12.2.5. Regenerarea chimica a caldurii gazelor de ardere 696 12.2.6. Recircularea gazelor de ardere 701 12.2.7. Analiza comparativa a directiilor de recuperare tehnologica a caldurii gazelor de ardere 708 12.2.8. Recuperarea tehnologica regenerativa combinata a caldurii gazelor de ardere 710 13. Eficienta tehnico-econimica a recuperarii R.E.S. industriale in scopuri energetice 716 13.1. Eficienta energetica generala a recuperarii R.E.S. industriale in scopuri energetice 716 13.1.1. Utilizarea R.E.S. termice pentru alimentarea cu caldura 716 13.1.2. Utilizarea R.E.S. pentru producerea lucrului mecanic a energiei electrice 724 13.1.3. Eficienta energetica comparativa a utilizarii R.E.S. pentru alimentarea cu caldura, sau pentru producerea energiei electrice 727 13.1.4. Utilizarea R.E.S. combustibile 731 13.2. Eficienta economica generala a recuperarii R.E.S. in scopuri energetice 734 13.3. Eficienta tehnico-economica a utilizarii directe a R.E.S. termice pentru alimentarea cu caldura 735 13.4. Utilizarea energetica a caldurii gazelor de ardere 738 13.4.1. Domenii de utilizare energetica a caldurii gazelor de ardere 738 13.4.2. Utilizarea caldurii gazelor de ardere din procesele pirotehnologice in cazanele de abur recuperatoare 740 13.4.3. Comparatie energetica intre utilizarea gazelor de ardere pentru preincalzirea aerului de ardere sau in cazanele de abur recuperatoare 747 13.4.4. Exemple de analiza tehnico-economica pentru stabilirea eficientei utilizarii cazanelor de abur recuperatoare 750 13.4.5. Utilizarea aburului produs de cazanele recuperatoare pentru producerea energiei electrice in turbinele cu abur 753 13.4.6. Utilizarea gazelor de ardere pentru producerea energiei electrice in turbinele cu gaze 755 13.5. Utilizarea combinata a caldurii gazelor de ardere 759 13.5.1. Repartitia utilizarii gazelor de ardere intre preincalzitorul de aer de ardere si in cazanul recuperator 759 13.5.2. Exemplu caracteristic de utilizare a caldurii gazelor de ardere rezultate la cuptoarele de topit sticla 761 13.6. Metoda generalizata pentru stabilirea eficientei tehnico-economice a recuperarii caldurii gazelor de ardere in cazanele recuperatoare 766 14. Recuperarea caldurii fizice a produselor si deseurilor, rezultate din procesele pirotehnologice 778 14.1. Directii de recuperare 778 14.2. Utilizarea caldurii fizice a produselor tehnologice la inalta temperatura 778 14.2.1. Preincalzirea regenerativa a aerului de ardere 779 14.2.2. Preincalzirea regenerativa a materialelor tehnologice 780 14.2.3. Exemple de utilizare regenerativa a caldurii fizice a produselor tehnologice cu temperaturi inalte 783 14.3. Utilizarea energetica a caldurii fizice a produselor tehnologice cu temperaturi inalte 784 14.4. Utilizarea caldurii fizice a zgurii tehnologice 788 14.4.1. Caracteristicile generale ca R.E.S 788 14.4.2. Directiile de utilizare a zgurii, ca R.E.S. 791 15. Recuperarea caldurii rezultata prin racirea fortata a agregatelor pirotehnologice 795 15.1. Scopul racirii agregatelor pirotehnologice 795 15.2. Agentii termici si schemele de racire fortata ale cuptoarelor de topire 796 15.2.1. Agentii termici 796 15.2.2. Schemele de racire fortata 796 15.3. Caracteristicile functionarii elementelor de racire prin vaporizare 799 15.4. Exemple de utilizare a racirii prin vaporizare la agregatele pirotehnologice 802 15.4.1. Racirea prin vaporizare a furnalelor 803 15.4.2. Racirea prin vaporizare a cuptoarelor Siemens Martin 804 16. Utilizarea R.E.S. industriale cu potential termic coborat 806 16.1. Tipuri de R.E.S. industriale cu potential termic coborat 806 16.2. Directiile de utilizare ale R.E.S. cu potential termic coborat 806 16.2.1. Aburul uzat rezultat de la actionarea proceselor de forta 806 16.2.2. Apa calda 807 16.2.3. Agenti frigorifici 809 16.2.4. Aerul 809 16.2.5. Degajarile interioare 811 16.3. Influenta utilizari R.E.S. cu potential termic coborat asupra regimului de functionare a instalatiilor de alimentare cu caldura 811 16.4. Utilizarea aburului uzat 812 16.4.1. Calculul debitului de abur uzat 813 16.4.2. Schemele de utilizare a aburului uzat 815 16.4.3. Concluzii privind utilizarea aburului uzat 820 16.5. Utilizarea aburului secundar 820 16.5.1. Aburul de la inceputul perioadei de fierbere secundara din apa de purjare a cazanelor 822 16.5.2. Aburul secundar rezultat din apa de racire a MAI 823 16.5.3. Aburul secundar rezultat din instalatiile de concentrare prin evaporare 824 16.6. Exemple caracteristice de utilizare a R.E.S. cu potential termic coborat 826 16.6.1. Utilizarea aburului secundar si uzat 826 16.6.2. Utilizarea aburului secundar si uzat in intreprinderile industriei constructoare de masini 827 16.6.3. Utilizarea caldurii condensatului 828 16.6.4. Utilizarea aburului de la procesul de tratare termica a betonului celular autoclavizat 829 16.7. Utilizarea R.E.S. industriale cu potential termic coborat in cadrul ciclurilor termodinamice inverse 830 16.7.1. Utilizarea pompelor de caldura (PC) 830 16.7.2. Indicatorii tehnico-economici caracteristici pompelor de caldura 832 16.7.3. Limitele eficientei energetice a pompelor de caldura, utilizand, pentru alimentarea cu caldura a R.E.S. industriale cu potential termic coborat 841 16.7.4. Domeniile de eficienta tehnico-economica a utilizarii pompelor de caldura 847 16.7.5. Eficienta tehnico-economica a utilizarii pompelor de caldura cu absorbtie 848 16.7.6. Eficienta tehnico-economica a utilizarii pompelor de caldura cu compresie 872 16.7.7. Concluzii privind eficienta tehnico-economica a utilizarii pompelor de caldura, pentru recuperarea R.E.S. termice de joasa temperatura 901 16.7.8. Utilizarea instalatiilor frigorifice pentru recuperarea R.E.S. cu potential termic coborat 903 16.7.9. Folosirea instalatiilor combinate, de producere a caldurii si a frigului, ca instalatii de recuperare a R.E.S. cu potential termic coborat 908 16.7.10. Incadrarea solutiilor de recuperare a R.E.S. termice cu potential termic coborat, in sistemele de alimentare centralizata cu caldura 911 17. Utilizarea R.E.S. industriale combustibile si de suprapresiune 914 17.1. Utilizarea R.E.S. industriale combustibile 914 17.1.1 . Utilizarea deseurilor lemnoase 914 17.1.2. Utilizarea lesiilor din industria celulozei 915 17.1.3. Utilizarea gazelor din minele de carbuni 919 17.1.4. Utilizarea R.E.S. combustibile din industria chimica 921 17.1.5. Utilizarea R.E.S. combustibile din industria siderurgica 925 17.2. Utilizarea R.E.S. industriale de suprapresiune 928 17.2.1. Utilizarea R.E.S. industriale de suprapresiune de la instalatiile de cracare catalitica 928 17.2.2. Utilizarea suprapresiunii gazelor de furnal 930 17.2.3. Utilizarea suprapresiunii solutiilor de la fabricile de CO2 932 18. Concluzii privind utilizarea R.E.S. industriale 933 18.1. Concluzii privind utilizarea R.E.S. ale proceselor pirotehnologice 933 18.2. Utilizarea R.E.S. de joasa si medie temperatura 936 18.3. Utilizarea R.E.S. industriale combustibile 938 18.4. Utilizarea R.E.S. industriale de suprapresiune 939 18.5. Utilizarea multipla energo-tehnologica multipla a R.E.S. industriale 939 18.5.1. Utilizarea complexa a caldurii gazelor de ardere 940 18.5.2. Utilizarea produselor si deseurilor tehnologice pentru preincalzirea aerului de ardere si in cazane recuperatoare 967 Partea a-IV-a. ASPECTELE ENERGETICE ALE PRINCIPALELOR SUBSISTEME DIN CADRUL SEI 19. Subsistemul abur-condensat al SEI 971 19.1. Importanta colectarii si returnarii condensatului 971 19.2. Bilantul material si termic al gospodariei de condensat 972 19.2.1. Bilantul material 972 19.2.2. Bilantul termic 974 19.3. Caile de crestere a cantitatii de condensat colectat si returnat 976 19.4. Schemele de colectare si returnare a condensatului 977 19.4.1. Schemele deschise de colectare a condensatului 978 19.4.2. Schemele inchise de colectare a condensatului 978 19.5. Alegerea instalatiilor de colectare si returnare a condensatului si a regimurilor de functionare a lor 985 19.5.1. Aspecte generale de functionare 985 19.5.2 . Oalele de condensat 986 19.5.3. Vasele de expansiune (expandoarele) 994 19.5.4. Rezervoarele de condensat 994 19.5.5. Pompele de condensat 995 19.5.6. Supapele de siguranta 995 19.6. Eficienta tehnico-economica a colectarii si returnarii condensatului 996 20. Subsistemul aer comprimat al SEI (S.A.C.) 1008 20.1. Consideratii generale 1008 20.2. Elemente de termodinamica aerului 1012 20.3. Structura gospodariei de aer comprimat, din cadrul unui SEI 1014 20.4. Eficienta energetica a S.A.C. 1016 20.4.1. Eficienta pneumatica 1016 20.4.2. Pierderile energetice 1018 20.4.3. Calculul pierderilor de aer prin scapari 1021 20.5. Aspecte energetice ale statiilor de compresoare 1028 20.6. Caracteristicile energo-functionale ale compresoarelor 1034 20.6.1. Caracteristicile compresoarelor cu piston 1034 20.6.2. Caracteristicile compresoarelor rotative 1044 20.6.3. Caracteristicile turbocompresoarelor 1047 20.7. Reglarea compresoarelor 1050 20.7.1. Reglarea compresoarelor cu piston 1048 20.7.2. Reglarea compresoarelor rotative multicelulare 1050 20.7.3. Reglarea compresoarelor cu pistoane rotative biaxiale 1055 20.7.4. Reglarea compresoarelor cu surub 1055 20.7.5. Reglarea turbocompresoarelor 1055 20.8. Rezervorul tampon 1065 20.9. Actionarea compresoarelor 1069 20.10. Alegerea compresoarelor 1076 20.11. Utilizarea aerului comprimat ca agent de transport 1082 20.11.1. Viteza optima in conductele de aer comprimat 1082 20.11.2. Sisteme de alimentare cu aer comprimat 1088 20.11.3. Eficienta utilizarii aerului comprimat 1093 20.12. Cresterea eficientei energetice a utilizarii aerului comprimat in instalatiile consumatoare 1095 20.12.1. Lucrul mecanic tehnic produs de motoarele pneumatice cu piston 1095 20.12.2. Caracteristicile motoarelor pneumatice existente 1099 20.12.3. Utilizarea motoarelor pneumatice cu destindere 1100 20.12.4. Incalzirea aerului comprimat la intrarea in motoarele pneumatice 1102 20.12.5. Eficienta tehnico-economica a motoarelor pneumatice cu destindere si incalzirea aerului comprimat 1106 20.13. Dimensionarea si alegerea instalatiilor componente ale gospodariei de aer comprimat, a unui SEI 1108 20.13.1. Dimensionarea statiei de compresoare 1108 20.13.2. Dimensionarea retelei de aer comprimat 1111 21. Subsistemul frig - SSF- din cadrul SEI 1113 21.1. Necesarul de frig al unui SEI 1113 21.2. Necesarul de frig al SEI, pentru climatizare 1114 21.2.1. Elemente de clima interioara 1114 21.2.2. Elemente de clima exterioara 1119 21.2.3. Calculul sarcinii termice de vara - de racire 1123 21.2.4. Variatia diurna a sarcinii termice de vara - de racire 1133 21.2.5. Valorile anuale caracteristice ale sarcinii de racire - vara 1141 21.3. Structura SSF din cadrul SEI 1144 21.3.1. Conceptia de ansamblu a SSFI 1144 21.3.2. Transportul si distributia frigului, in sistemele de alimentare centralizata cu frig - SACF 1151 21.4. Racordarea consumatorilor de frig, la SACF 1172 21.4.1. Generalitati 1172 21.4.2. Racordarea directa folosind agentul frigorific ca agent de racire pentru distributie 1173 21.4.3. Racordarea directa folosind agentul de racire intermediar 1174 21.4.4. Racordarea indirecta, prin substatie termica 1175 21.5. Instalatiile frigorifice (IF) utilizate in SACFI 1177 21.5.1. Generalitati 1177 21.5.2. Tipuri de IF utilizate in SACFI 1177 21.5.3. Agentii de lucru ai IF - efecte asupra mediului 1178 21.5.4. Instalatii frigorifice cu compresie mecanica de vapori - IFC 1181 21.5.5. Instalatii frigorifice cu absorbtie - IFA 1184 21.5.6. Instalatii frigorifice bazate pe destinderea aerului comprimat 1202 21.5.7. Eficienta tehnico-economica comparativa intre IFA si IFC; domenii de utilizare 1203 21.5.8. Instalatii frigorifice hibride - IFA/IFC - in industrie 1207 21.5.9. Realizarea statiei centrale de producere a frigului - (SCF) 1210 21.6. Incadrarea instalatiilor frigorifice in solutiile de trigenerare ale SEI 1212 21.6.1. Probleme de principiu 1212 21.6.2. Combinarea IFA cu IFC intr-o CCG utilizand direct caldura produsa prin arderea combustibilului 1213 21.6.3. Eficienta tehnico-economica a integrarii IFA cu solutie BrLi in CCG 1216 21.7. Acumularea frigului in sistemele de alimentare centralizata cu frig - SACF 1225 21.7.1. De ce acumularea de frig 1225 21.7.2. Avantaje si inconveniente ale acumularii frigului 1226 21.7.3. Tehnologii de stocare a frigului 1228 21.7.4. Incadrarea instalatiilor de acumulare a frigului in acoperirea curbei de sarcina sub forma de frig 1229 21.7.5. Eficienta economica a stocarii frigului 1232 22. Subsistemul producerii energiei in cadrul SEI - SSP 1234 22.1. Solutiile de alimentare cu energie a consumatorilor industriali 1234 22.2. Factorii de decizie privind solutiile de alimentare cu energie a consumatorilor industriali 1236 22.3. Alegerea solutiilor alternative ale surselor de producere a caldurii (SPC), la nivelul unui SEI 1237 22.3.1. Natura energiei primare si tehnologia de producere a caldurii 1238 22.3.2. Marimea sursei de producere a energiei 1239 22.3.3. Etapele alegerii SPC si justificarea eficientei lor 1240 22.4. Indici si indicatori energetici specifici SPC din cadrul SEI 1244 22.4.1. Configuratia de baza a unei SPC din cadrul SEI 1244 22.4.2. Indicele de structura al energiei produsa / livrata de CCG (ys) 1247 22.4.3. Indicii caracteristici dimensionarii-proiectarii CCG 1249 22.4.4. Indici caracteristici ai echipam3ntelor de cogenerare 1261 22.4.5. Legaturile intre diversii indici specifici surselor de cogenerare (CCG) 1262 22.4.6. Randamentul global al unei centrale de cogenerare (CCG) 1263 22.4.7. Consumul anual de combustibil al CCG 1267 22.4.8. Economia de combustibil realizata prin cogenerare, fata de producerea separata 1272 22.5. Estimarea valorilor principalilor indici caracteristici surselor de producere a calduri ale SEI 1277 22.5.1. Estimarea valorilor nominale ale coeficientilor de cogenerare, electrica si termica 1277 22.5.2. Estimarea valorii gradului de recuperare a caldurii evacuata din ciclul de cogenerale 1286 22.5.3. Estimarea valorii indicelui de cogenerare 1292 22.5.4. Valorile limita ale coeficientilor de cogenerare si ale indicelui de structura a energiei livrata de o CCG 1310 22.5.5. Estimarea si variatia randamentului global al unei CCG 1317 22.5.6. Estimarea si variatia economiei relative de combustibil, realizata prin cogenerare, fata de producerea separata 1324 Bibliografie 1332 |
|
PREZENTARE: |
|
PREFATA: PREFATA Inca din momentul in care mi-am propus elaborarea acestei lucrari, m-am intrebat „cu ce va veni nou aceasta fata de lucrarile precedente pe care le-am elaborat in ultimii 40 de ani de activitate dedicati termoenergeticii ” Aceasta in contextul in care in toata perioada semicentenarului care a trecut de la absolvirea facultatii de energetica, sectia Termoenergetica, am avut posibilitatea de a scrie mai multe lucrari cu un continut similar celui al prezentei carti. Ei bine, tot ce contine prezenta lucrare, este marcata de incercarea de a raspunde la aceasta intrebare, fara a uita ca in acelasi timp, problemele tratate si caile de rezolvare ale acestora trebuie sa raspunda realitatilor prezente, dar mai ales viitoare. Comparativ cu domeniul alimentarii cu caldura a consumatorilor urbani si a celor similari acestora, pe care l-am abordat in ultima lucrare „Tratat de inginerie termica-alimentari cu caldura, cogenerare”, aparuta in 2010, cel tratat in aceasta lucrare se adreseaza problemelor termoenergetice ale industriei, domeniu mult mai divers si mai complex decat cel urban. Aceasta, ca urmare a faptului ca problemele energetice ale industriei sunt marcate esential de diversitatea tehnologiilor utilizate si de legaturile acestora cu tot ceea ce inseamna aspectele energetice corespunzatoare. Plecand de la aceste ipoteze de baza, valabile pentru energetica industriala, prezenta lucrare cuprinde patru parti: - Partea I trateaza aspectele generale privind gestiunea energiei cu particularitatile specifice industriei. Ea cuprinde 5 capitole; - Partea II-a abordeaza aspectele specifice proceselor termice industriale si ale cererilor de caldura ale acestora, fiind compusa din 4 capitole; - Partea III-a trateaza problematica resurselor energetice secundare industriale, caracteristicile si eficienta recuperarii lor, fiind compusa din 9 capitole; - Partea IV-a cuprinde aspectele energetice ale principalelor subsisteme componente ale unui sistem energetic industrial. Ea este compusa din 4 capitole. In final, este prezentata o bibliografie specifica fiecarui capitol, cuprinzand 171 de titluri, cu referintele in text. In lucrare sunt tratate aspectele energetice specifice industriei, din faza de conceptie si proiectare a proceselor si instalatiilor energo-tehnologice, punerea in functiune si exploatarea acestora. Conceptul de baza care sta la baza tratarii diverselor probleme este ca, din punct de vedere energetic, ansamblul unui contur industrial trebuie privit ca un „sistem” compus din mai multe subsisteme, incepand de la cel al consumurilor energetice, corelat cu specificul proceselor tehnologice, continuand cu transportul si distributia fluxurilor energetice intre diversele subsisteme si terminand cu alegerea, dimensionarea si optimizarea ansamblului surselor de energie ale sistemului energetic industrial, inclusiv formele de energie primara necesare. Toate acestea urmaresc aspectele tehnice, energetice, economice si de mediu, in conditii de sustenabilitate, de eficienta energetica si economica, de siguranta in functionare si de asigurare a unor facturi energetice minime la consumatorii finali. Lucrarea se adreseaza tuturor celor care isi desfasoara activitatea in domeniul energeticii industriale, incepand cu studentii, continuand cu specialistii energeticieni din domeniul industriei si incheind cu toti factorii de decizie din sectorul energetic industrial, inclusiv celor care se ocupa cu realizarea strategiilor specifice acestui sector, sau la nivel macroeconomic al tarii. Nivelul general al lucrarii este unul mediu spre ridicat, adresandu-se tuturor celor care au notiunile energetice de baza si cele de economie aplicate in domeniul energetic. In scopul intelegerii unor concepte prezentate in lucrare, aceasta cuprinde la nivelul fiecarui capitol o serie de modele de analiza tehnico-economica, care constituie de fapt exemple de aplicare a modelelor matematice si energetice propuse, cu concluziile rezultate in urma unor cercetari aplicative mai detaliate, elaborate de autor sau diversi specialisti, conform bibliografiei mentionate. Din acest punct de vedere, ca si al modului complex de abordare a diverselor aspecte, lucrarea de fata este rezultatul a 50 de ani de exparienta ai autorului, in domeniul termoenergeticii, prin activitatea sa practica si didactica bazata pe contracte cu industria precum si pe cercetari stiintifice proprii sau colective, elaborate impreuna cu cadrele didactice ale Facultatii de Energetica din cadrul Politehnica Bucuresti, cu studentii in cadrul lucrarilor de Diploma si cu doctorazii, cu ocazia elaborarii Tezelor de Doctorat. Ca intotdeauna, pentru elaborarea unei asemenea lucrari, este nevoie de aportul moral al celor din jurul tau, in cazul de fata exceland sotia si copiii. Fara suportul lor nu asi fi reusit sa duc la bun sfarsit o asemenea lucrare, care a necesitat multa munca, pasiune pentru meseria aceasta si mai ales foarte multa dragoste si liniste sufleteasca. Pentru toate acestea nu am cuvinte sa LE MULTUMESC ! Nu pot incheia fara sa subliniez aportul d-lui. Director dr. ing. Ioan Ganea, care a reprezentat suportul tehnic ce a permis elaborarea si aparitia acestei lucrari, impreuna cu tot corpul editorial al EDITURII AGIR, care a participat la editarea unei lucrari dificile din punct de vedere al editarii. De asemenea multumesc doamnelor Lambru Dorina si ing. Rosu Felicia, care au asigurat tehnoredactarea pe calculator a acestei lucrari, dificila atat ca volum cat si al graficii. Autorul |
|
CUVINTE CHEIE: |