Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Теплотехника -> Чечеткин А.В. -> "Теплотехника" -> 117

Теплотехника - Чечеткин А.В.

Чечеткин А.В. Теплотехника: Учеб. для хим.-технол. спец. вузов — М.: Высш. шк., 1986. — 344 c.
Скачать (прямая ссылка): teplotech.pdf
Предыдущая << 1 .. 111 112 113 114 115 116 < 117 > 118 119 120 121 122 123 .. 125 >> Следующая

Эксергию продуктов сгорания (термомеханическую и нулевую) определяют по соответствующим диаграммам и номограммам, которые приведены в указанной выше книге Я. Шаргута и Р Петелы.
Подсчитав эксергию топлива и окислителя ех, а также продуктов сгорания е„,с, найдем эксергетические потери йх, связанные с переходом химической эксергии топлива в эксергию продуктов сгорания ^1 = ех — еп.с. Эксергия продуктов сгорания е определится по формуле
е„,с = СрП.с (Ттеор - Т0) - Т0 [СрП.с 1П (Теор/То) - Я„.с 1п (рпх/Ро) ~ - ? Я| 1П (1/Г|)] = Ятеор - Т0 [СрП.с 1П (ТТеор/То) - Яп.с 1п (рп.с/ро) ~
- 2Л,1п(1/г,)],
где Ятеор — теоретическая энтальпия продуктов сгорания, кДж/кг; Теор — теоретическая температура горения, К; ср„.с - средняя теплоемкость продуктов сгорания; Яп.с — газовая постоянная продуктов сгорания, кДжДкГ'К); Л( и Г{ — газовые постоянные и объемные доли компонентов продуктов сгорания соответственно.
Тогда эксергетический к. п. д. процесса горения
¦4« = вас/в! = {в! - йх)/ех; (7.38)
при атмосферном давлении его величина изменяется от 0,45 (для промышленных котельных и печей) до 0,7 (для современных парогенераторов). При повышении давления процесса горения величина т\гех повышается и, например, для газовых турбин находится в пределах 0,55... 0,6.
При сжигании топлива в печах и тепло- и парогенераторах происходит передача теплового потока от продуктов сгорания к нагреваемому в них телу. Эффективность этого процесса связана не только с уменьшением эксергии продуктов сгорания ДЕп.с но и с возрастанием эксергии нагреваемого тела А?„.т и поэтому эксергетический к. п. д. этого процесса:
ЛИ = А?„.т/А?п.с = •Едн.т/^п.с = (?^п.с ~ Я)/Явп.с. (7.39)
и
п^ = (^.с-#9п,; (7-40)
320
его величина возрастает с повышением температуры, достигая величины 0,8...0,85 для современных парогенераторов.
Эксергия теплового потока продуктов сгорания, полученных при сжигании 1 кг топлива,
е(/п.с = Ят(1 - То/Тг), (7.41)
где Я,- = бпЛ? + <2в + О,* — теоретическая энтальпия, кДж/кг; Тт = = [Ят/(?игсРт|)] + 273 — теоретическая температура горения, К; % — к. п. д. топки; <2и и О,, — теплоты, вносимые в топку воздухом и топливом соответственно, кДж/кг.
Из этих формул видно, что с увеличением подогрева воздуха ((?„) увеличивается и е,/п.с> так как при этом увеличивается Ят и Тт.
Обогащение воздуха кислородом приводит к уменьшению объема продуктов сгорания (уменьшается содержание в них азота) и, следовательно, к увеличению %. Уменьшение коэффициента избытка воздуха а при сжигании топлива также приводит к увеличению Тг, так как при этом уменьшается объем продуктов сгорания. Тогда в соответствии с формулой (7.41) оба эти мероприятия приводят к увеличению е(]п.с и, следовательно (при прочих равных условиях), к уменьшению эксергети-ческой потери с1 при передаче теплоты от продуктов сгорания к нагреваемому телу. Однако обогащение воздуха кислородом потребует дополнительных затрат энергии, которые в эксергетическом анализе ЭХТС не учитываются. Выгодность предварительного подогрева воздуха и его обогащение кислородом определяются технико-экономическими соображениями.
§ 7.8. АНАЛИЗ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ЭХТС
В качестве примера эксергетического анализа ЭХТС рассмотрим циклонную установку для получения плавленых фосфатов.
На рис. 7.7 показана схема циклонной энерготехиологической установки для получения обесфторениых плавленых фосфатов и энергети
ПарЗП'С
Рис. 7.7. Схема ЭХТС получения обесфторениых фосфатов: / — циклон; // — радиационная камера; III —пароперегреватель; IV — экономайзер; V — воздухоподогреватель
Фоссрарит
Пар 5Ю с

Воздух 1*0°С
321
ческого пара, а на рис. 7.8 — диаграмма потоков эксергетического баланса этой установки (см.: Сидельковский Л. Н., Фальков Э. Я. Эксергетические балансы огнетехнических процессов. М., 1967). Производительность установки: по основному продукту (обесфторениый фосфат с температурой 1723 К) - 10 т/ч; по вспомогательному продукту (перегретый водяной пар давлением 10,6 МПа и с температурой 783 К)
— 15 т/ч; температура питательной воды 488 К, топливо — природный газ с <2Е = 35,8 МДж/м3; температура подогрева воздуха 623 К; температура уходящих газов 323 К.
Расчет эксергетического баланса проводился без учета нулевой эксергии продуктов сгорания, вследствие чего отклонения полученных результатов от точных составляют ~ 3 %. Как видно из рис. 7.8, для всей установки цуех = 16,6 + 30,6 = 47,2%.
При раздельной выработке фосфата и пара тех же параметров общий к. п. д. установки составит примерно 36 %. Уменьшение к. п. д. объясняется тем, что при совместной выработке указанных продуктов основные эксергетические потери (от необратимости при теплообмене) значительно снижены, так как в начале технологической цепочки, где температура максимальна, помещен высокотемпературный технологический процесс — получение фосфатов в циклоне, несмотря на то, что среди остальных элементов установки циклон имеет наименьший эксергетический к. п. д., равный 37,8 %, поскольку в нем протекает самый термодинамически несовершенный процесс — горение топлива.
Предыдущая << 1 .. 111 112 113 114 115 116 < 117 > 118 119 120 121 122 123 .. 125 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed