Причины потерь в технологическом оборудовании

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 8Следующая ⇒

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

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.

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США