Причины потерь в технологическом оборудовании



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Причины потерь в технологическом оборудовании



Причины потерь потоки
материальные тепловые
снижение движущей силы + +
обмен с окружающей средой +
с потоками разделения + +
снижение потенциала + +
несовершенство оборудования + +
с вторичными энергоресурсами + +

 

Как видно из таблицы, причины потерь материальных и энергетических ресурсов в значительной степени совпадают.

 

  1. Методы анализа эффективности энергопотребления в химико-технологических системах

В современной практикеанализа эффективности энергопотребления нашли применение следующие три метода анализа: энергетический, энтропийный, эксергетический. Последние два метода близки друг к другу. В обоих случаях изучаются эксергетические потоки и потери эксергии.

Следует отметить, что методы термодинамического анализа применимы к любой химико-технологической системе, поскольку в них происходит преобразование вещества, а, следовательно, и преобразование энергии.

 

Таблица 4

Основные методы анализа эффективности использования энергии

Метод анализа Основа метода Получаемый ответ
энергетический Первый закон термоди­намики. Закон сохране­ния энергии Сколько энергии необходимо для осуществления процесса (сколько энергии надо передать от одного тела к другому), частично оценить эффективность использования энергии.
энтропийный   Второй закон термоди­намики. Условие само­произвольной передачи теплоты Почему реальный объект отличается от идеального, оценить эффективность использования энергии, как устранить потери энергии.
эксергетический Второй закон термодинамики. Условие самопроизвольной передачи теплоты Почему при реализации процесса происходит падение работоспособности энергетических потоков и как уменьшить это падение.

 


Энергетический метод

 

Энергетический метод в основе своей использует первый закон термодинамики – закон сохранения энергии. Метод позволяет оценить затраты энергии на осуществление технологических процессов; определить потери энергии в целом по всей ХТС и отдельным ее элементам; выявить, какие из них протекают с наибольшими потерями энергии. Это единственный метод анализа, позволяющий определить потери тепловой энергии через внешнюю поверхность оборудования в окружающую среду. Недостатком данного метода является то, что он не учитывает ценность различных видов энергии.

 

Энтропийный метод

 

Этот метод позволяет установить связь между внешними энергетическими потоками (количество теплоты, работы) и параметрами системы, а также между некоторыми внутренними параметрами. Посредством анализа теплового баланса системы, в которой совершаются термодинамические процессы, можно вычислить характеризующие их коэффициенты и сопоставить значения их со значениями этих коэффициентов для идеальных термодинамических процессов. Это позволяет определить в данной системе суммарную потерю производимой и затрачиваемой работы вследствие необратимости процессов. Если такого анализа недостаточно, то его дополняют расчетом возрастания энтропии в отдельных частях системы.

В термодинамическом анализе необходимо ответить на следующие вопросы:

1. Насколько велик к.п.д. обратимого цикла установки, от каких факторов он зависит и что следует делать для его увеличения?

2. Насколько велики потери от необратимости в реальном процессе?

3. Как распределяются эти потери по отдельным элементам ХТС?

4. На усовершенствование какой части ХТС следует обратить внимание с целью уменьшения степени необратимости, в частности к.п.д. цикла, по которому работает установка?

 

Эксергетический метод

 

Эксергия системы есть максимальная работа, которую система может совершить в обратимом процессе с окружающей средой, если в конце этого процесса все участвующие в нем виды материи переходят в состояние термодинамического равновесия со всеми компонентами окружающей среды.

Эксергетический метод является универсальным способом термодинамического исследования различных процессов преобразования энергии в ХТС. Все реальные процессы - необратимые, и в каждом случае необратимость является причиной снижения совершенства процесса. Это происходит не из-за потерь энергии (но и из-за потерь энергии в том числе), а в основном, из-за понижения ее качества, т.к. в необратимом процессе энергия не исчезает, а обесценивается.

Универсальность эксергетического метода термодинамического исследования ХТС следует рассматривать в том смысле, что характер процессов анализируемой системы не имеет принципиального значения; подход к решению задачи и метод ее решения не изменяется. В этом методе каждый элемент ХТС рассматривается как самостоятельная термодинамическая система. Эффективность работы каждого элемента оценивается путем сравнения эксергии на входе в этот элемент с потерей в работоспособности в нем, т.е. с потерей эксергии в результате осуществления необратимых процессов в этом элементе. При определении потерь эксергии в каждом элементе исследуемой ХТС выявляются и количественно оцениваются причины несовершенства протекающих в них процессов, что дает информацию о возможности повышения совершенства во всех элементах и позволяет создать наиболее совершенную ХТС. Это является основной целью эксергетического метода анализа ХТС.

 

  1. Методика анализа эффективности использования энергии

 

Анализ эффективности энергопотребления в отдельных видах оборудования и в технологических схемах в целом требует выполнения ряда последовательных действий. В первую очередь, определяются величины материальных потоков перерабатываемых веществ, проходящих через оборудование технологической схемы (по каждой позиции). Эта процедура выполнена в разделе «Определение затрат материальных ресурсов». Следующий этап состоит в проведении энергетического анализа. Базой для него служат уравнения теплового (энергетического) баланса по каждому оборудованию и по всей схеме. Определяется требуемое для проведения процесса количество энергии, определяются потери энергии в окружающее оборудование пространство, и оценивается эффективность использования энергии.

В каждой технологической схеме используется оборудование, в котором совершается механическая работа (компрессоры, детандеры, дробилки, измельчители и др.). Оценку эффективности использования энергии в этих машинах удобно проводить с применением энтропийного метода, что позволяет оценить различие действительного рабочего цикла от идеального и определить причины, вызывающие эти различия. Определяются технические решения, устраняющие эти причины.

В ходе проведения технологических процессов (любых по своей природе) происходит изменение потенциала энергетических потоков (снижение работоспособности потоков). Оценить эти изменения позволяет эксергетический метод анализа. По сравнению с энтропийным, этот метод анализа является универсальным. Определяются причины, приводящие к снижению потенциала, и находятся технические решения, позволяющие уменьшить это падение.

В ходе анализа эффективности энергопотребления определяется, по соответствующим правилам, коэффициент эффективности использования энергии по каждому виду оборудования, входящему в состав технологической схемы. Коэффициент эффективности использования энергетических ресурсов (для последовательного соединения оборудования) будет равен:

(16)

Значение этого коэффициента позволяет судить о качестве технологической схемы с точки зрения потребления энергии.

В ходе анализа эффективности энергопотребления определяется возможность использования альтернативных источников энергии, применения принципа многоступенчатости (чем больше движущая сила – тем больше удален объект от идеального), рекуперации материальных и энергетических ресурсов и применения совмещенных процессов.




Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.236.218.88 (0.018 с.)