Применение метода термодинамического анализа при рассмотрении вопросов энергосбережения
Термодинамический анализ в первую очередь основывается на построении материального энергетического и эксэргетического баланса. Это актуально и важно при рассмотрении в целом больших технологических систем. Для определения требуемых параметров при составлении этих балансов рассматриваются различные термодинамические циклы и процессы по всему комплексу оборудования.
Эти соотношения и параметры позволяют установить возможную максимальную эффективность системы и сравнить её с действительной, т.е. с существующей эффективностью, которая определяется на основе измеренных параметров работы установок.
Полученная теплота обходится ТЕМ дороже, чем ВЫШЕ температура при её подаче (пример с теплообменником выше).
При рассмотрении термодинамической эффективности используют:
1)
-
эксэргетический КПД. Этот КПД оценивает
степень термодинамического совершенства
установки.
В числителе – отводимая, исходящая, полезная эксэргия. В знаменателе – вся эксэргия, подводимая к установке.
2) Для совершенствования работы теплообменных установок используют:
В числителе – увеличение эксэргии нагреваемого теплоносителя, а в знаменателе – снижение эксэргии греющего теплоносителя.
3) коэффициент обратимости
4) коэффициент необратимости
Эксэргетический анализ применяется для 2-х задач:
1) установление максимальной термодинамической эффективности; вычисление безвозвратных потерь в результате необратимости (потери энергии, связанные с трением, разница температур теплоносителей в теплообменниках между горячим и холодным)
2) обоснование рекомендаций по совершенствованию термодинамических циклов, рекомендации по совершенствованию.
Основные направления энергосбережения
1) Экономия ТЭР в промышленности может осуществляться путём повышения энергетического КПД технологических агрегатов, сокращение непроизводственных потерь топлива (недожог, сброс и т.д.), улучшение теплоизоляции, совершенствование сжигания топлива, применение рекуперации, применение регенерации, применение промежуточного перегрева и т.д.
2) Использование вторичных энергоресурсов для удовлетворения потребности в топливе, тепле, электрической и механической энергией, использование нетрадиционных источников энергии, использование низкопотенциальной теплоты слабо нагретой воды с помощью тепловых насосов.
3) основное направление повышения энергоэффективности – снижение энергоёмкости за счёт использования внутренних ресурсов самой схемы. При этом необходимо в первую очередь изучить организацию энерготехнологических узлов внутри схемы, изучить химико-технологические процессы, связанные с потреблением или выделением энергии, оценить эффективность их взаимной работы.
При разработке тепловой схемы следует учитывать следующие моменты:
выбор технологического режима с возможной низкой температурой нагревания;
развитие энерготехнологического комбинирования с целью наиболее полного использования энергоресурсов, причём это комбинирование может включать не только агрегаты одного производства или предприятия, но даже несколько предприятий (применение парогазовых установок, комбинирование работы парового котла и сушильной установки через регенеративный теплообменник, комбинирование газотурбинной установки и сушилки, комбинирование парового котла с абсорбционной холодильной машиной, применение комбинированных установок [КУ] получения тепла и холода, комбинирование выпарной и ректификационной установки, выпарной и абсорбционной). Ректификационный установки используют для разделения на фракции.