Как измерить экономию тепловой энергии?

В последние годы цены на топливо выросли в три раза по сравнению с 15-20 годами ранее. Зарубежные страны провели обширные исследования по вопросам энергосбережения, используя современные технологии для анализа распространенных конструкций и методов эксплуатации, чтобы получить обновленные проекты и рабочие процедуры, а также изучить и искать новые конструкции и методы эксплуатации.

Западногерманская компания Salzgitter спроектировала и построила две большие толкательные печи одинаковой производительности. Печь № 1 была введена в эксплуатацию в 1971 году, а печь № 2 - в начале 1976 года. При проектировании печи № 2, учитывая рост цен на топливо, были сделаны более высокие капиталовложения в инфраструктуру для снижения расхода топлива в производстве. При проектировании была применена Т-образная математическая модель. Было получено новое решение для дифференциально выраженных уравнений теплового баланса и теплообмена. По сравнению с традиционным методом, этот метод позволяет уменьшить программу вычислений и объем памяти компьютера. Он также позволяет определить горизонтальный градиент температуры, вызванный рельсом (черная метка на рельсе), данные теплового баланса и температурное поле верхней стенки, печного газа и сляба по длине печи.

В конструкции печи № 2 был принят ряд мер по экономии топлива. Такие как: 1) предварительный подогрев воздуха до температуры выше 6000℃ для повышения коэффициента утилизации тепла отходящих газов (предварительный подогрев воздуха в печи № 1 составляет 4300℃); 2) стены (особенно свод печи) хорошо изолированы; 3) используются горелки с направляющими перегородками из легированной стали для достижения микро-обжига свода печи для повышения эффективности теплопередачи.

Данные опытной эксплуатации печи № 2 полностью соответствуют данным численного моделирования. Конечная температура, измеренная термопарой, вставленной в отверстие в слябе, составила 12500℃, разница температур между верхней и нижней поверхностями составила менее 200℃, а горизонтальная разница температур - не более 500℃. Расход топлива печи № 2 на 19% меньше, чем у печи № 1, а экономия тепла составляет 81,5 ккал на килограмм стали. При годовом объеме производства двух печей 1,543 миллиона тонн, печь № 2 может экономить 114,100 миллионов ккал тепла в год. При текущей европейской цене на топливо 8 долларов США/миллион ккал, экономия затрат на топливо может составить 913 000 юаней в год. Стоимость строительства печи № 2 была примерно на 1,5 миллиона долларов больше, чем у печи № 1.