Енергозбереження у теплотехнологічних процесах
В промисловій теплоенергетиці в агрегатах та різних елементах енерготехнологічних установок знаходять свою реалізацію наступні процеси:
- Процеси нагрівння рідин, газів, твердих тіл в теплообмінних пристроях (теплообмінниках).
- Процеси охолодження рідин, газів, твердих тіл в теплообмінних пристроях (теплообмінниках).
- Процеси горіння, спалювання палива в пальниках котлоагаргатів.
- Процеси стиснення газів (ізохорне, ізотермічне, ізоентропне, пілітропне, реальне) в компресорах та нагнітачах.
- Процес самовскипання рідин в установках самовскипання.
- Розширення рідини та газів в дросельних пристроях, в парових та газових турбінах.
- Процеси змішування потоків рідини в мішалках.
- Процеси інжекції парів, газів в парострумииних, водоструминних компресорах та ежекторах.
- Процеси концентрування потоків та об’ємів розчинів в випарних та вакуум-аппаратах.
- Процеси кондиціювання повітря в установках кондиціювання.
- Процеси трансфомації теплоти в трансформаторах теплоти.
- Процеси обпалювання в обпалювальних печах.
- Процеси транспортування (рідини, газів) в трубопроводах та каналах.
- Процеси конденсування пари (водяної, аміаку, фреону та інших робочих тіл систем охолодження) в конденсаторах та грійних камерах підігрівників технологічного призначення.
- Процеси кипіння рідини ((води, аміаку, фреону та інших робочих тіл систем охолодження) в випарних апаратах.
- Процеси дроселювання потоків пари та рідини (води, водяної пари).
- Процеси випромінювання в котлоагрегатах та від неізольованих (ізольованих) поверхонь.,
- Процеси конвекції.
- Тощо.
Реалізація кожного з цих процесів потребує або витрати певного виду ПЕР – палива, теплової енергії, електричної енергії, механічної енергії, наприклад:
- для реалізації процесу кипіння рідини потрібно підведення певного обсягу теплової енергії;
- для реалізації процесу стиснення газового потоку потрібно підведення до електроприводу компресора певного обсягу механічної та електричної енергії;
- тощо.
Енергозбереження у процесах повинно гарантувати зменшення обсягів споживання ПЕР для користувачів цих процесів.
А для визначення обсягів зменшення ПЕР потрібно володіти методами їх визначення, а для цього потрібно знати, яким чином вони визначаються, тобто вигляд розрахункових формул.
Витратами ПЕР є кількість (обсяг) ПЕР, потрібна для реалізації процесу. Кількість ПЕР для кожного процесу визначається індивідуальною математичною формулою, що містить перелік загальноприйнятих параметрів, притаманних саме цьому процесу та розрахунковий термін часу – τрозр, за який визначається ця кількість. Наприклад, кількість електричної енергії спожита за годину має розмірність кВт·год/год, за добу – кВт·год/добу, за місяць – кВт·год/ міс.
Фахівцю з енергозбереження потрібно знати і пам’ятати якомога більше таких формул по кожному виду ПЕР.
Формуладля визначення добової кількості теплової енергії для реалізації процесу нагрівання потоку рідини – Qτнагр, Гкал/доб, має вигляд:
Qτнагр = Gпрод · спрод (t2прод – t1прод) · τрозр (2.1)
де:
Gпрод – витрата продукту, що нагрівається, т/год;
спрод – теплоємність продукту, що нагрівається, кДж/кг·К,
t2прод – температура продукту на початку нагрівання, оС;
t1прод – температура продукту після нагрівання, оС;
τрозр – розрахунковий термін нагрівання, год/доб.
У відповідності до наведеної формули ефект енергозбереження у процесі нагрівання потоку рідини гарантуватимуть наступні технічні рішення:
- технічні рішення по технології виробництва, що зменшать витрату потоку, що підлягає нагріванню, тобто зменшать величину G;
- технічні рішення по технології виробництва, що зменшать кінцеву температуру нагрівання потоку, тобто зменшать величину t2;
- технічні рішення по технології виробництва, що збільшать початкову температуру потоку, тобто збільшать величину t1;
Формула для визначення кількості теплоти для реалізації процесу випаровування рідини – Qτвипар, Гкал/год, за певний розрахунковий період τрозр, має вигляд:
Qτвипар = Gрід · (і"– і') · τрозр (2.2)
де:
Gрід– годинна витрата рідини, що підлягає випаровуванню, т/год;
і" – ентальпія насиченої пари рідини, що підлягає випаровуванню, кДж/кг;
і' – ентальпія рідини, що підлягає випаровуванню, у стані насичення, кДж/кг;
τрозр – розрахунковий період витрати теплоти, год/год, год/добу.
- Формула для визначення годинної кількості теплоти, що виділяється у разі конденсації пари – Qτконд, Гкал/год, має вигляд:
Qτконд = Dконд · (іпари – і'конд) · τ розр (2.3)
де:
Dконд – годинна витрата пари, що конденсується, т/год;
іпари – ентальпія пари (насиченої або перегрітої), що конденсується, кДж/кг;
і'конд – ентальпія конденсату пари, що конденсується, у стані насичення, кДж/кг.
τ розр – розрахунковий термін конденсації, год/год.
- Формула для визначення добової кількості механічної енергії, що потрібна для стиснення газового потоку – Lτстисн, кВт·год/доб, має вигляд:
Lτcтисн = Qвсмгаз · l агаз · ρвсмгаз· τ розр (2.4)
де:
Qвсмгаз – годинна витрата газу, що підлягає стисканню за станом перед початком стискання (на вході в компресору), м3/год;
l агаз – адіабатична (ізоентропна) робота стикання газу, кДж/кг;
ρвсмгаз – питома густина газу, що підляє стисканню за станом перед початком стискання (на вході в компресору), кг/м3.
У відповідності до наведеної формули ефект енергозбереження при стисненні газового потоку гарантуватимуть наступні технічні рішення:
- технічні рішення по технології виробництва, що зменшать витрату газового потоку, що підлягає стисненню, тобто зменшать величину Qвсмгаз;
- технічні рішення по технології виробництва, що зменшать густину газового потоку, що підлягає стисненню, тобто зменшать величину ρвсмгаз ;
- технічні рішення по організації технологічного процесу, що зменшать питому роботу адіабатичного стиснення, тобто зменшать величину Lагаз;
Визначення обсягів економіїПЕР – ∆ Еекон, внаслідок реалізації технічних рішень з енергозбереження, у процесах зводиться до визначення різниці між рівнями енергоспоживання до та після реалізаціїї робіт з енергозбереження за універсальною формулою:
∆ Еекон = Еспож до – Еспож після (2.5)
де:
Еспож до – рівень споживання енергії в процесі до впровадження енергозберігаючих технічних рішень;
Еспож після – рівень споживання енергії в процесі до впровадження енергозберігаючих технічних рішень.
Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 796;