Рассмотрим некоторые возможности повышения эффективности ис­пользования газа.

Применение топок беспламенного горения, работаю­щих с тепловым напряжением на порядок большим, чем факельные топки, в сочетании с интенсивным излучением от раскаленных поверх­ностей огнеупоров и обеспечением полноты сгорания при минимальном избытке воздуха позволяет создать прогрессивные технологические и комплексные установки.

Расширение областей применения технологиче­ских установок, работающих с прямым использованием чистых продуктов сгорания без дорогих промежуточных теплоносителей — элек­троэнергии и пара, — может резко повысить эффективность использо­вания газа в технологии.

Создание промышленных энерготехнологических установок [218—232]. Газ в промышленных котлах часто использу­ют недостаточно эффективно, что сопровождается большими потерями тепла с уходящими газами и ©следствие неполноты огерания. При на­дежном обеспечении предприятий газом представляется возможным со­здать комплексные высокоэффективные энерготехнологические установ­ки, в которых:

1) газ сжигают в топках беспламенного горения;

2) продукты сгорания пропускают через плотноупакованные теп — ловоспринимающие поверхности нагрева; при этом повышаются ско­рость потока продуктов сгорания и коэффициент конвективной тепло­передачи;

3) устраняются металлоемкие хвостовые поверхности нагрева кот­ла, а тепло продуктов сгорания используется в сушильной или другой низкотемпературной технологической установке;

4) дальнейшее использование тепла осуществляется. в контактном экономайзере с применением для нагрева воды, помимо перепада тем­ператур, также скрытой теплоты конденсации водяного пара, содержа­щегося в продуктах сгорания в количестве 2 м3 на 1 м3 природного газа;

5) при рециркуляции части образующегося конденсата можно полу­чить весьма чистую «синтетическую воду», образующуюся при сгора­нии водорода, содержащегося в метане, и пригодную для подпитки кот­лов и тонкой химической технологии [232].

Комплексное (ступенчатое) использование теп­ла продуктов сгорания природного газа в высоко — и низко­температурных технологических установках позволяет устранить рас­ход топлива в низкотемпературной установке, а капитальные вложения сводятся лишь к затратам на подвод продуктов сгорания из одной ус­тановки в другую.

Перевод сушильных установок двух заводов строительных мате­риалов в г. Горьком на отопление отбросными продуктами сгорания, отводимыми из технологических печей, дает экономию около 8 млн. м3" природного газа в год. Установки бесперебойно работают более 10 лет, а капиталовложения окупились за 3 мес. [225].

Эффективность использования газа ‘можно еще более повысить, если отводимые из сушильной установки продукты сгорания, смешан­ные с паром, образовавшимся в процессе сушки, направить в контакт­ный экономайзер. В этом случае можно устранить или сократить рас­ход топлива на нагрев технологической воды.

При проектироваяии технологических установок и в процессе ре­конструкций предприятий важно предусмотреть размещение га — зоиспользующих установок, позволяющее комплексно использовать, тепло.

Комплексное использование топлива в г а зо ту р — б и н н о-т е хн о л о г и ч е ски х установках, работающих на газо­образном или жидком топливе, позволяет устранить промежуточный теплоноситель — водяной пар, не сооружать котлы и паровые турбины и создать компактные установки для обеспечения энергией технологи­ческих процессов и .сельскохозяйственного производства. Однако эф­фективность применения газотурбинных установок недостаточно вели­ка ‘вследствие низкого КПД. Он обусловлен необходимостью сильного разбавления продуктов сгорания воздухом с тем, чтобы снизить их тем­пературу до уровня, не превышающего 800°С, при которой могут ра­ботать лопатки турбин, и отводом большого объема продуктов сгора­ния с температурой около 400 °С.

Потери тепла с уходящими газами составляют в этих условиях око­ло 80%, а КПД лишь около 20%- Однако положение вещей коренным — образом меняется, если рассматривать теплосодержание продуктов сго­рания не как потери, а как источник располагаемого тепла. Компакт­ную газовую турбину можно разместить вблизи от технологических ус­тановок и направить чистые продукты полного сгорания природного газа, отводимые из газотурбинной установки, в сушилки или низкотем­пературные печи. Эффективность использования топлива может возрас­ти в этих условиях в несколько раз при ничтожных затратах, требуе-

329 *

Мых лишь для подсоединения потребителей тепла к газотурбинной установке.

В связи с увеличением стоимости топлива за рубежом также отме­чается стремление к использованию располагаемого тепла газотурбин­ных установок. Так, на кирпичном заводе в США газовую турбину мощ­ностью 1000 кВт применяют для привода электрогенераторов, обеспе­чивающих потребность завода в электроэнергии. Располагаемое тепло продуктов сгорания, отводимых из газотурбинной установки в количе­стве около 4 млн. ккал/ч, используют для сушки глины.

Во Флориде продукты сгорания из газотурбинной установки мощ­ностью 300 кВт направляют для сушки сена. Температуру продуктов сгорания, поступающих в сушилку, снижают до 190 °С, смешивая с воздухом. Комплексное использование тепла позволило снизить произ­водственные расходы на 70%-

В Великобритании газ, получаемый їв установке для очистки сточ­ных вод и состоящий из 65% СН4 и 35% С02, сжигают в камерах горе­ния газовых турбин, установленных для привода электрогенераторов. Располагаемое тепло продуктов сгорания, отводимых из газотурбинной установки, используют для нагрева воды.

Особенно высокую эффективность можно обеспечить при размеще­нии за сушильной установкой контактного экономайзера и нагреве воды для технологии или сельскохозяйственного производства с использова­нием теплоты конденсации пара, содержащегося в продуктах сгорания.

Теплофикационные газотурбинные установки. В этих установках газовые турбины применяют для привода электро­генераторов, а располагаемое тепло уходящих газов используют в па­ровых или водогрейных котлах, обслуживающих технологические уста­новки или обеспечивающих теплом системы отопления, горячего водо­снабжения и кондиционирования воздуха. Подобного рода комплексные установки применяют для надежного обеспечения электроэнергией и теплом предприятий, административных и жилых зданий, школ и боль­ниц. Однако создание установок, включающих паровые или водогрейные котлы, требует существенно больших капиталовложений по сравнению с устройствами, в которых тепло продуктов сгорания используют путем непосредственного контакта с высушиваемым или нагреваемым мате­риалом. Ряд таких установок описан в книге «Газ и его применение в народном хозяйстве».