Учебник - Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях (989625), страница 23
Текст из файла (страница 23)
4).Таблица 4Диаметр отверстия поврежденийd, мм15104 барРасходМощутечкиность,л/скВт0,70,2184,67318Давление в трубопроводе6 бар8 барРасходМощРасходМощутечкиность,утечкиность,л/скВтл/скВт10,30,30,52683313103331325010 барРасходМощутечкиность,л/скВт1,60,7401716169На этапе разработки мероприятий по повышению эффективности использования ТЭР энергоаудиторуполезно знать, что в СВС значимы: а) мероприятия по снижению расходов электроэнергии на выработкусжатого воздуха, б) мероприятия по снижению непроизводительных потерь воздуха на всех участкахСВС, в) рациональная эксплуатация основного и вспомогательного оборудования.К мероприятиям группы «а» можно отнести: установку системы регулирования давления , секционирование компрессоров, межступенчатое охлаждение воздуха, снижение номинального рабочего давленияв СВС, автоматизацию открытия всасывающих клапанов, улучшение работы компрессоров при регулировании производительности, применение экономичных компрессоров и др.Среди мероприятий группы «б» можно назвать: систематическое устранение неплотностей в сальниках,воздуховодах, соединительной и запорной арматуре, отключение отдельных неиспользуемых участковвоздухораспределительной сети, отключение всей сети в нерабочее время, осушение воздуха предопоступлением его в сеть и др.К третьей группе относят: снижение потерь со сбросным воздухом, в системе оборотного водоохлаждения, использование автономного воздухоснабжения удаленных (более 0,7…1,0 км) от компрессорнойпотребителей, работающих по переменному графику с малыми расходами воздуха и др.Рассмотрим подробнее примеры мероприятий по снижению энергозатрат в СВС.В СВС с потребителями с резко переменной суточной и недельной нагрузкой чаще всего используетсяодин из самых неэкономичных способов регулирования – сброс избыточного сжатого воздуха в атмосферу, что является прямой потерей затрачиваемой в компрессоре энергии.
Практика эксплуатациикомпрессоров показывает, что эта потеря может составлять 10…15% и даже достигать 30% [12].Используя при покрытии основной неизменной нагрузки турбокомпрессоры, а переменной составляющей – поршневые компрессоры меньшей производительности, имеющие скоростное регулирование идаже выключаемые в период длительного снижения нагрузки, можно добиться снижения энергозатрат вСВС..Как было показано выше снижение температур воздуха между ступенями компрессора приводит к значительному энергосбережению.Снижение температуры воздуха на 8…10°С позволяет снизить потребляемую мощность на 5…8% или(для одного компрессора К-250 с номинальной мощностью 1600кВт) примерно на 128кВт, что приh=6000 час/год составит 0,8 млн кВт⋅ч/год.При эксплуатации систем оборотного водоснабжения возможно отложение загрязняющих веществ наповерхностях промежуточных охладителей, выход из строя отдельных трубок этого теплообменника,43снижение расхода охлаждающей воды, что приводит к повышению температуры воздуха между ступенями на 15…200С выше номинального и, как следствие, к непроизводительным затратам энергии.Улучшению работы системы промежуточного охлаждения воздуха способствует использование замкнутых систем водоснабжения холодильников с так называемыми «сухими» градирнями.
Это лишь некоторые из возможных направлений энергосбережения в СВС.5.6 Энергоаудит теплотехнологической установкиАнализ энергетических затрат и выявление среди них доли непроизводительных затрат на отдельнойтеплотехнологической установке, как правило, требует не только наличия штатных измеряющих приборов, но и дополнительных измерений, определяемых спецификой установки.Рассмотрим методологию углубленного энергоаудита теплотехнологической установки на примере непрерывнодействующей ленточной конвективной установки, предназначенной для сушки волокнистых(дисперсных) материалов.Ленточная сушилка состоит из n однотипных секций, включающих газопроницаемый конвейер, нагнетатель с электроприводом, паровой калорифер.
При работе в каждой секции наблюдается неравномерноеполе скоростей воздуха, приводящее к неравномерному по ширине конвейера высыханию материала.Для выравнивания влагосодержания материала осуществляют его кондиционирование в дополнительном аппарате за счет впрыска воды ∆W.Принципиальная схема установки представлена на рис. 16Рис. 161 – паровой калорифер, 2 – сушилка, 3 – установка кондиционирования материалаИнструментальный энергоаудит должен дать исходную информацию для составления материального итеплового баланса не только всей установки в целом, но и отдельных ее частей: калорифера (подогревателя), сушильной камеры, камеры кондиционирования материала.Материальный баланс сушильной установки.
Считается, что сушимый материал и нагретый воздух состоят из сухой части и влаги:G м = Gс + GвмGв = Lc.в. + GпкгкгкгGGGгде м - расход материала, ч , в - расход воздуха, ч , с - расход сухой части материала, ч ,кгGвм - количество влаги в материале, ч , Lc.в. - расход сухой части воздуха, Gп - количество влаги вкгвоздухе, ч .Расчетные соотношения, используемые при расчете статики сушки:Влагосодержание воздуха:44d = 1000 ⋅СvМpv= 1000 ⋅ v ⋅СaМ a B − рvг.вл.кг.сух.воздухакг33С,Сгде v a - концентрации, соответственно, водяного пара и сухих газов в 1м газа (воздуха), м ,кгM v , M a - молярные массы, соответственно пара и газа, моль , В - барометрическое давление, Па ,р v - парциальное давление ненасыщенного пара, Па .Влажность материала на сухую массу:GвмG − Gс⋅ (100%) = м⋅ (100%)GсGсВлажность материала на общую массу:кг.вл.(% )кг.сух.материалаwm =оwm =GвмGвм⋅ (100%) =⋅ (100%)GмGс + Gвмкг.вл.(%)кг.влажного.материалаФормулы для пересчета влажности материала:wm =100 ⋅ wmо100 − wmо, wо =100 ⋅ wm100 + wmкг.вл.кг.влажного.материалаКоличество испаренной влаги:W=G м1 ⋅ wm1100о−G м 2 ⋅ wm 2100о= G м1 ⋅wm1 − wm 2100 + wm1= Gм2 ⋅wm1 − wm 2100 + wm 2кгчДля конвективной сушильной установки материальный баланс выглядит следующим образом.Lс.в1 + Gп1 + Gс + Gвм1 = Lс.в 2 + Gп 2 + Gс + Gвм 2кгчКоличество влаги, испаренной из материала в сушилке.W = Gвм1 − Gвм 2 = Gп 2 − Gп1 = Lс.в.
⋅d 2 − d11000кгчТаким образом, для оценки материального баланса необходимы измерения влагосодержания материала на входе и выходе из установки и расход материала на входе или выходе.Для проверки измеренного материального баланса необходимы измерения влагосодержания воздуха наddвходе 0 и выходе 2 из сушильной камеры и расхода сушильного агента через сушилку. Посколькуиспаренная влага изменяет расход сушильного агента, то расчеты материального и теплового балансовведут с использованием расхода абсолютно сухого воздуха L.L=Gв11 + d 0 × 10 −345=Gв 21 + d 2 × 10 −3W =Ld2 − d01000Для экспериментального определения влагосодержания сушильного агентаtсния двух термометров («сухого» 2 и «мокрого»показаниям на H-d диаграмме находятd0 , d2d0 , d2используют показа-t 2м на входе и выходе сушильной установки.
По этим(рис. 17).Ht 2сϕ=1t 2мdd2Рис. 17Тепловой баланс калорифера составляют как по пару, так и по воздуху.В первом случаеQп.в. = D × hп − k × hк − П × hп'где D, k, П – общий расход пара, конденсата и пролетного пара,пара, конденсата и пролетного пара.hп , hк , hп'– соответственно энтальпииОчевидно k+П=D.Значения энтальпий берут из таблиц водяного пара, однако, для этого необходимы измерения давления и температуры:hп = f ( P1 , t п ); hк = f (t к ); hп' = f ( P, t ).Тепловой баланс по сушильному агенту:Qв = Gв1 (c1t1 − c0t 0 )c ,ct ,d t ,dгде 1 0 – удельные теплоемкости воздуха при 1 0 и 0 0 .Предпочтительно тепловой баланс по воздуху записывать:Qв = L( H 1 − H 0 )H ,H10 – энтальпии влажного воздуха на выходе и входе калорифера, отнесенные к одному кггдесухого воздуха.H = cв t + d × 10 −3 (r0 + cп t )c ,crгде в п – удельные теплоемкости абсолютного сухого воздуха и водяного пара, 0 – скрытая теплота парообразования при 00С.t ,tИзмерения с м на входе и выходе калорифера (рис.
18) позволяет установить герметичность калорифера (отсутствие перетечки парав воздушное пространства) с помощью H-d диаграммы:d 0 = d1 при d1 〉 d 0калорифер негерметичен.Тепловой баланс сушильной установки [5,6]:46В общем виде тепловой баланс сушильной установки выглядит следующим образом:Qп.в. + Qд + L0 ⋅ H 0 + G м 2 ⋅ c м1 ⋅ t м1 + W ⋅ свл ⋅ t м1 + Gтр1 ⋅ с тр1 ⋅ t тр1 = L2 ⋅ H 2 +G м 2 ⋅ c м 2 ⋅ t м 2 + Gтр 2 ⋅ с тр 2 ⋅ t тр 2 + Q5где индексы «0», «1», «2» - соответственно параметры перед подогревателем, после подогревателя перед сушильной камерой, на выходе из сушилки.Ht 1сt 1мt 0сt 0мdd0Рис.
1847Составные части теплового баланса:Приходная частьQп.в. = (H 1 − H 0 ) ⋅ L0Вт .теплота, переданная воздуху в подогревателе,теплота, дополнительно подведенная к воздуху в сушилке,QдL0 ⋅ H 0Вт .теплота, вносимая воздухом,G м1 ⋅ c м1 ⋅ t м1 = G м 2 ⋅ c м1 ⋅ t м1 + W ⋅ c влGтр1 ⋅ с тр1 ⋅ t тр1Втеплота, вносимая влажным материалом, состоящая из суриала и влаги, Вт .Вт .теплота, вносимая транспортными устройствами,Расходная частьL2 ⋅ H 2потери теплоты с уходящим воздухом,Вт .Gм2 ⋅ c м2 ⋅ t м2потери теплоты с уходящим материалом,Вт .Gтр 2 ⋅ с тр 2 ⋅ t тр 2потери теплоты с транспортными устройствами,Вт .потери теплоты в окружающую среду,Q5Вт .Принимается, чтоL0 = L2 = L;c1 = c 2 = c cc1тр = c 2 тр = c трЕсли отнести все составляющие теплового баланса к количеству испаренной влагиW, то выражение(11) можно записать в следующем виде:l ⋅ (H 1 − H 0 ) = l ⋅ (H 2 − H 0 ) + q м + q тр + q5 − с вл ⋅ t м1 − q дВажными характеристиками сушильной установки являются удельный расход сушильного агента иудельный расход тепла на единицу массы испаренной влаги, соответственно:l=q=L1=W z 2 − z1кг.возд.кг.исп.влагиQ п .в .
L ⋅ ( H 1 − H 0 )== l ⋅ (H 1 − H 0 )WWкДжкг.исп.влагиТаким образом для опытной проверки материального и теплового баланса сушильной установки необходима инструментальная диагностика (рис. 19, табл. 5)48Рис. 19ТО – калорифер, СК – сушильная камера, КК – камера кондиционирования, КО – конденсатоотводчик,ЭП – электропривод, СА – сушильный агент, СМ – сушимый материалТаблица 5№№Измеряемые величины и диапазоны измеренияВыбираемые(типы)измерительные1Температура (+100 °С …+300 °С)Контактный термометр КМ442Давление ()Манометр3Расход пара ()Вихревой расходомер4Температура (+100 °С … +120 °С)5Давление (6Температура (0 °С … +30 °С)Контактный термометр КМ447Относительная влажность (30%…60%)Измеритель влажности8Расход (скорость) воздуха (1 м3/с…10 м3/с)Анемометр9Температура (+80 °С … +150 °С)Контактный термометр КМ4410Относительная влажностьИзмеритель влажности11ТемператураКонтактный термометр12Относительная влажностьИзмеритель влажности13Расход вещества (масса)Измеритель расхода14ТемператураКонтактный термометр15Относительная влажностьИзмеритель влажности16Расход вещества (масса)Измеритель расхода17Скорость оборотовТахометр18Параметры электроприводаРегистратор / анализатор19ТемператураКонтактный термометр20Расход водыУльтразвуковой расходомер21ДавлениеМанометрприборыКонтактный термометр КМ44)МанометрПроведенная инструментальная диагностика позволяет не только предложить энергосберегающие мероприятия, но и достаточно точно определить энергетический потенциал от их реализации.Подробно возможные энергосберегающие мероприятия и их классификация изложены в [6].49В качестве примеров рассмотрим некоторые из возможных мероприятий.Рациональное снижение давления греющего пара.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
