Тепловой баланс воздухоподогревателя

4.5 Тепловой баланс воздухоподогревателя

Рис 6. Эскиз воздухоподогревателя.

Исходные данные.

1.Теплоноситель: продукты сгорания (ОГ)

Расход топлива: В=0,0925 кг/с.

Температура: входа ,

 выхода .

КПД: .

2.Хладоагент: атмосферный воздух.

Расход: .

Температура: входа ,

 выхода

Удельная теплоемкость: .

Уравнение теплового баланса с учетом КПД:

,

,

.

  4.6 Тепловой баланс скруббера (КТАНа)

Рис 7. Эскиз КТАНа.

Исходные данные.

1.Теплоноситель: дымовые газы после воздухоподогревателя.

Расход топлива: В=0,0925 кг/с.

Температура: входа ,

 выхода .

2.Хладоагент: вода.

I поток (поступает в КУ).

II поток (техническая вода):

, ,  .

Тепловой баланс имеет вид:

,

,

.

4.7. Расчет энергетического КПД тепло-утилизационной установки

Энергетический КПД установки рассчитывается по формуле:

h=[Q_пол+Q’_КУ + Q’’_ВП + Q’’’_КТАН]/ В*`Q_р^н * h_т,

где Q_пол – полезная тепловая нагрузка технологической печи,

Q’_КУ – полезная теплота котла-утилизатора,

Q’’_ВП – полезная теплота водоподогревателя,

Q’’’_КТАН – полезная теплота КТАНа.

Таким образом,

h=(3183,24 + 517,77 + 125,61 + 194,1)/0,0925*49169*0,95 = 0,93, или 93%.

Рис. 8. Энергетические вклады составляющих установки

Очевидно, что наибольший вклад в КПД тепло-утилизационной установки обусловлен работой технологической печи.

4.8. Расчет эксергетического КПД процесса горения

Эксергетический метод анализа энерготехнологических систем позволяет наиболее объективно и качественно оценить энергетические потери, которые никак не выявляются при обычной оценке с помощью первого закона термодинамики. В качестве критерия в рассматриваемом случае используется эксергетический КПД, который определяется как отношение отведенной эксергии к подведенной эксергии:

, где Е_подв – эксергия топлива, МДж/кг; Е_отв – эксергия, воспринятая потоком продуктов сгорания.

Таким образом, рассчитываем:

.

Для потока продуктов сгорания:

,

где Н_гор - энтальпия продуктов сгорания при температуре горения,

Н₀ – энтальпия продуктов сгорания при температуре окружающей среды.

Температура горения определяется из соотношения t_гор= y*t_max,

где t_max=2068.08⁰C – максимальная температура горения,

y - параметрический коэффициент.

Т.е. t_гор=0,85*2068,08=1757,87⁰С.

Таким образом, при t₀=25⁰C H₀=116.83кДж/кг; при t_гор Н_гор=40520,43кДж/кг.

Е_пс= 0,0925*(40520,43-116,83-298*53,22)= 2270,4кДж/кг.

Определяем эксергетический КПД :

.

5. Заключение

Поскольку КПД тепло-утилизационной установки составляет 93%, то есть всего 7% тепла теряется в ходе процесса утилизации, можно сделать вывод о целесообразности использования подобных установок в целях экономии. Внедрение в основную технологическую схему аппаратов подобного действия благотворно сказывается на расходовании энергетических ресурсов и блокирует их потерю.