ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Обобщенный химико-тепловой КПД из "Топливо Кн1" Таким образом, тепловой КПД печи или агрегата является важнейшим фактором, определяюшим эффективность, интенсификацию тепловой работы и одновременно экономичность агрегата. При неизменном с ростом увеличивается значение Р и одновременно снижается удельный расход топлива Ь , т.е. снижаются затраты первичной энергии. [c.288] Представление о тепловом КПД в соответствии с формулой (4.39) имеет прямое отношение к вопросу об энергосбережении. Если считать оптимальным в рамках эффективной работы энерготехнологического агрегата работать при величинах г = = шах т 0,8 (так называемый режим полной технологической реконструкции [4.5, 4.25, 4.27]) (эти параметры достигаются в западных технологиях), то это означает, что при превышении энергоемкости в 3-5 раз по сравнению с передовыми технологиями соответственно тепловые КПД меньше оптимальных во столько же раз, те. составляют величину около 0,15-0,25. [c.288] Как предложено В. Г. Лисиенко [4.22, 4.23, 4.71-4.80], в оценке тепловых и массообменных КПД следует отмечать две основных компоненты внешнюю и внутреннюю. Внешняя компонента связана с регенеративно-утилизационными возможностями и схемами тепловых процессов, а также потерями во внешнюю среду. Внутренняя компонента определяется собственно процессами тепломассообмена и определяется уже термодинамическими закономерностями. [c.288] При этом следует учитывать всю сложность современных энерготехнологических агрегатов, включщощих как чисто теплообменные, так и массообменные физико-химические процессы. [c.288] В теории энергетического анализа и обобшенных эффективностей вводится представление об обобщенном модуле таких процессов, включающих блоки теплообменных процессов, массообменных процессов и вспомогательных процессов (рис. 4.7) [4.22,4.23]. [c.288] В этом модуле представлены все возможные цепочки регенерации энергетических компонентов процессов, включая тепловую, химико-химическую, химико-тепловую регенерацию, и различного вида регенерации теплоты обрабатываемого материала регенерация теплоты материала для нагрева воздуха для горения и для нагрева самого материала и теплоэлектрическую регенерацию. [c.288] Особенностью данного анализа является представление тепловых КПД через соответствующие безразмерные коэффициенты, включая степени регенерации, коэффициенты потерь и т.д. [c.288] Здесь и — физическое тепло топлива и воздуха потери тепла — физи- i ческое тепло уходящих пропуктов сгорания — потери от химического и механи- I ческого недожога топлива — потери за счет теплопроводности через ограждения и на аккумуляцию кладкой, Вт. [c.290] Введем безразмерные коэффициенты КПД рабочего пространства печи (теплообменный КПД), степень регенерации тепла г] , коэффициенты потерь и т) коэффициент уноса тепла с продуктами сгорания г . [c.290] Графический анализ соотношений (4.47) и (4.48) (рис. 4.8, а, б) подчеркивает ту существенную роль, которая отводится степени регенеращш тепла в энергосбережении. [c.291] Для увеличения теплового КПД печных агрегатов, снижения удельных расходов топлива и повышения их производительности эффективно проводить не автономную, а синхронную интенсификацию, т.е. принимать меры по увеличению тепловых КПД одновременно как для рабочего пространства печи, так и для теплообменных аппаратов, обеспечивающих подогрев сред. При постоянном значении Т1 (этот случай представляет один из предельных случаев по увеличению теплового КПД за счет роста Tip роль величины возрастает при относительно больших значениях (большие потери с уходяпцши газами) и при сравнительно большой величине потерь тепла. При существующих часто в современных печах значениях коэффициента использования теплоты — КИТ = 1 - и л в пределах 0,4-0,5 увеличением значения от 0,2 до 0,8 можно поднять величину КПД в 1,5 раза с лишним. Пока в существующих энерготехнологических агрегатах и печах вследствие низких значений эти резервы увеличения г используются недостаточно. [c.291] Анализ формулы (4.47) показывает (см. рис. 4.8), что наибольший рост теплового КПД с увеличением наблюдается при сравнительно небольших значениях = 0,2ч-0,6. При г = 0,6 и коэффициенте регенерации = 0,7 в случае сравнительно небольших потерь тепла уже можно достигнуть значения г 0,8. [c.291] Таким образом, при синхронной интенсификации возникает проблема оптимизации соотношений и т] для достижения наибольших значений т . Детальный анализ оптимизации при синхронной интенсификации с использованием формулы (4.47) проведен в работе [4.27]. Показано, что существуют оптимальные значения синхронно изменяющихся величин и обеспечивающие максимальное значение теплового КПД Т1 = Эти величины находятся в области Лп Лр 0,5- 0,55. [c.291] Таким образом, при известной величине теплообменного КПД, степени регенерации тепла т]р и величине потерь тепла и т значение теплового КПД комплекса рабочее пространство - теплообменный аппарат может быть, как показано, определено по формуле (4.47). Однако следует учесть, что формула (4.47) вытекает из балансовых представлений, в ней в явном виде не отражается связь величин и которая на самом деле имеет место. Эта связь может быть учтена при более сложных постановках процессов тепломассообмена. [c.292] Значение = О, если теплота материала не регенерируется, и т] = Л,, при полной регенерации теплоты материала. [c.293] Регенерация, или реновация, теплоты материала представляет значительный резерв экономии энергоресурсов, если учесть, что эти потери неиспользованного тепла в соответствии с тепловым КПД агрегатов составляют до 50-60 % от расходуемой тепловой мощности. [c.293] По аналогии с тепловым КПД было введено понятие об итоговом физико-химическом КПД процесса л , [4.22, 4.23]. Он равен отношению удельных значений (отнесенных к производительности) массового расхода полезно затраченного реагента к удельному расходу исходного количества реагента т.е. [c.293] Для определения итогового массообменного КПД также с позиций внешней компоненты, используем уравнение материального баланса энерготехнологического агрегата для физико-химически реагирующей среды. [c.294] Формула (4.66) выражает связь итогового физико-химического КПД с физико-химическим (массообменным) КПД, степенью химико-химической регенерации и коэффициентами потерь. Отметим, что по своей структуре выражение для итогового физико-химического КПД в основном аналогично выражению для теплового КПД теплотехнического афегата, в котором также используется представление о теплообменном КПД и степени тепловой регенерации (см. формулу (4.47)). Эти аналогии отчетливо прослеживаются на графике рис. 4.9, где одновременно представлены величины Л. и в функции Лр и Лр и л и л . [c.295] Базовой физико-химичесшй величиной в выражении (4.66), является, очевидно, массообменный (физико-химический) КПД л , , который благодаря своей связи с прямым физико-химическим КПД (л , см. уравнение (4.90)) может бьггь получен из фундаментальных термодинамических соотношений. С ростом степени регенерации и уменьшением величины потерь величина л , возрастает (см. рис. 4.9). В наибольшей мере рост степени регенерации проявляет себя при величинах л , 0,7, причем при Л р 0,6 и сравнительно малых значениях л кривые л , возрастают особенно круто. [c.295] Вернуться к основной статье