Разработка алгоритмов и моделей энерго-экологического анализа технологических процессов и оценка энергозатрат на примере металлургических технологий

• Автор: Дружинина, Ольга Геннадиевна
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 158 с.

АННОТАЦИЯ
Работа посвящена разработке алгоритмов и моделей сквозного энергоэкологического анализа (СЭЭА) технологических процессов для исследования и оценки энергозатрат на примере металлургических технологий.
Разработаны модели СЭЭА технологических процессов в структурированном и диссипативном виде, учитывающие компенсацию экономического ущерба от вредных выбросов и затраты энергии в единицах условного топлива.
Разработан новый показатель - технологическое экологическое число (ТЭЧ), характеризующий количество килограмм условного топлива, требуемого для погашения стоимости экологического ущерба от вредных выбросов на единицу выпускаемой продукции.
Разработан алгоритм и программное обеспечение для расчета и комплексного СЭЭА технологических процессов в форме ТТЧ и ТЭЧ.
Проведены исследования комплексной оценки энергозатрат и вредных выбросов различных традиционных и новых малококсовых и бескокоовых металлургических технологий, в том числе производства легированной ванадием стали.
Предложена новая бескоксовая схема производства легированной стали бескоксовым методом. Проведенный СЭЭА показал, что по данной схеме энерго-экологические затраты снижены на 29% по сравнению с действующей схемой производства легированной ванадиевой стали с использованием FeV. По данной технологии подана заявка на изобретение.
Диссертационная работа изложена на 158 страницах машинописного текста, иллюстрирована 16 рисунками и 28 таблицами, включает библиографический список литературы из 118 наименований работ отечественных и зарубежных авторов и 3 приложений.
Диссертация написана на русском языке.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. МЕТОДЫ ЭНЕРЕЕТИЧЕСКОЕО АНАЛИЗА И ОЦЕНКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЕ О УЩЕРБА ОТ ЗАЕРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ
1.1. Энергетический анализ энерготехнологических процессов
1.2. Анализ экологической обстановки с целью выявления связи экономического ущерба от загрязнения окружающей среды с энергоемкостью энерготехнологических производств
1.3. Анализ влияния экологической обстановки на здоровье населения с использованием методики оценки риска
1.4. Постановка задач исследования
2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ И МОДЕЛЕЙ ЭНЕРГО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
2.1. Разработка модели сквозного энерго-экологического анализа
2.1.1. Структурированная методика сквозного энерго-экологического анализа
2.1.2. Диссипативная методика сквозного энерго-экологического анализа
2.1.3. Диссипативная модель ТЭЧ в форме сигнального графа
2.2. Разработка алгоритма укрупненного анализа экономического ущерба от загрязнений окружающей среды с учетом оценки риска для здоровья населения
2.3. Разработка алгоритма энерго-экологического анализа технологических процессов, структура применяемых баз данных и рекомендации использования
2.4. Выводы

3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ И МОДЕЛЕЙ
ЭНЕРГО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ И
РАЗРАБОТКЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
3.1. Использование сквозного энерго-экологического и энергетического анализа для сравнения традиционных и новых металлургических технологий
3.1.1. Результаты сквозного энергетического анализа традиционного производства (получение чугуна в доменной печи)
3.1.2. Результаты сквозного энергоэкологического анализа новых бескоксовых технологий (ПЖВ-утилизатор, газификатор ПЖВ, доменная печь с применением ГВГ, процесс Корекс)
3.2. Использование сквозного энерго-экологического анализа производства металлопродукции при традиционном полном металлургическом цикле
3.3. Использование сквозного энергетического анализа бескоксового производства стали на металлизованных окатышах (процесс «Мидрекс»)
3.4. Применение разработанного алгоритма укрупненного анализа экономического ущерба от загрязнений окружающей среды с целью уточнения стоимостных показателей ТЭЧ продукции
3.5. Выводы
4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МОДЕЛЕЙ И АЛЕОРИТМОВ
ЭНЕРГО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ
ПРОИЗВОДСТВА ЛЕГИРОВАННОЙ ВАНАДИЕМ СТАЛИ И
РАЗРАБОТКЕ БЕСКОКСОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
4.1. Анализ производства легированной ванадием стали из феррованадия традиционными способами
4.2. Анализ производства легированной ванадием стали из ванадийсодержащих металлизованных окатышей, получаемых в шахтной печи
По данным Уральского управления по гидрометеорологии и мониторингу загрязнения окружающей природной среды (УГМС) о фоновых концентрациях вредных веществ в атмосфере в городах Свердловской области и вредных выбросах предприятий промышленности городов и районов Свердловской области, в УФ ЦПРП оценили стоимостную величину ущерба по риску для здоровья и преждевременной смертности населения городов Свердловской области. Общая оценка экономического ущерба от загрязнения окружающей среды в 1996 год составила 16943 млрд.руб. Одновременно для сравнения были проведены расчеты по действующей в РФ методике [44] и в соответствии с рекомендациями Госкомэкологии РФ [45]. Оказалось, что по загрязнению атмосферного воздуха экономическая оценка риска для здоровья населения Свердловской области на порядок выше (6269 млрд.руб.) по сравнению с экономическим ущербом от загрязнения окружающей среды по действующей в РФ методике (760 млрд.руб.) и в соответствии с рекомендациями Госкомэкологии РФ (703 млрд.руб.).
Таким образом, при проведении комплексного энергоэкологического анализа технологических процессов с использованием оценки экономического ущерба от загрязнения окружающей среды необходимы уточнения с использованием методики оценки риска.
1.4. Постановка задач исследования
Обзор литературы позволяет сделать следующие общие выводы.
Для объективной оценки возможностей энергосбережения недостаточно изучать расходы энергоресурсов в отдельно взятом технологическом переделе и по. отдельным энергоносителям (метод теплового баланса для топливнопотребляющих агрегатов или оптимизации электрических нагрузок для энергопотребляющих механизмов, печей или систем и др.) необходимо