Оценка эффективности использования топлива и энергии в технологическом процессе

1.

Оценка эффективности использования
топлива и
энергии в технологическом процессе.
Энергетические
и эксергетические характеристики
использования
энергии

2.

В соответствии со вторым законом
термодинамики различают два вида энергии:
• неограниченно
превратимые
(электрическая или механическая),
• ограничено превратимые (внутренняя,
теплота).

3.

Качество тепловой энергии определяется
эксергией максимальное количество теплоты,
которое может быть превращено в работу
T0
E 1 Q
T

4.

Для большинства процессов в схемах
утилизации теплоты удельная эксергия потока
вещества определяется по формуле
E
e h T0 S
G
Если в процессе охлаждения вещество не
изменяет агрегатное состояние, то формула
упрощается
T
e c ð T T0 T0 ln
T0

5.

К тепловым ВЭР относятся:
• продукты сгорания (газы и шлаки) котельных
установок
и
промышленных
печей,
(высокопотенциальные более 500 С);
• отработанный
производственный
и
вторичный пар, теплота рабочих тел,
теплоносителей
систем
охлаждения
(среднепотенциальные от 100 до 500 С);
• теплота вентиляционного воздуха, сточных
вод (низкопотенциальные менее 100 С).

6.

Эксергетический КПД утилизации тепловых
ВЭР примерно можно определить по формуле:
1 T0 / T2
экс
1 T0 / T1
Отсюда вытекает правила повышения
термодинамической эффективности системы:
1. необходимо стремиться к
разности
температур
обменивающимися средами,
снижению
между

7.

2. необходимо избегать промежуточных
ступеней преобразования теплоты,
3. необходимо избегать смешения
нагревающих сред с разными температурами,
а организовывать двухступенчатую схему
подогрева.
1 ступень
G1 tg1
V tv1
G1 tg1
V
tv2
2 ступень
G2 tg 2
tv2
G2 tg2
V
tv1
tg 3
tg3

8.

При смешивании рабочих тел с температурами
T1 и T2 удельные потери эксергии
G1
G1
T1
G1
T1
ecì c ð T0 ln 1
ln
G1 G2 G1 G2 T2 G1 G2 T2

9. Использование теплоты дымовых газов

Можно выделить два типа установок с
уходящими дымовыми газами:
• энергетические (газотурбинная установка);
• технологические (термические печи
обжига, закаливания и др.).

10.

Важной особенностью отходящих дымовых
газов
является
содержание
в
них
полидисперсного уноса, который может
приводить к загрязнением поверхностей
теплоутилизатора.
При оценке загрязнения теплоутилизатора
следует учитывать физико-химические свойства
и гранулометрический состав уноса, агрегатное
состояние частиц, температуру и аэродинамику
потока.

11.

12.

Энергетический потенциал дымовых газов
1. Теплота дымовых газов
Qд.г. = Gд.г. (Iг. Iв.), кВт
о
Iг Iг
ух 1 V cвtд.г. I з ,
o
I гo VRO2 сCO2 VN2 сN2 VH 2OсH 2O tд.г ,
Aр
Iз
аунсзtух
100
Iв = Vо т cв tв

13.

2. Энергетический КПД теплоутилизатора
I г I вых qпот
I вых
пот 1
Iг
I
г