Оцінка ефективності повітронагрівача теплоутилізаційної системи на основі методів ексергетичного аналізу



N. Fialko, A. Stepanova, R. Navrodska, S. Shevchuk

Анотація


Анотація. Ефективність систем теплоутилізації котельних установок характеризується рівнем втрат ексергетичної потужності в її елементах. Ці втрати пов’язані з нерівноважним теплообміном в системі, процесами теплопровідності, гідродинамічним опором при русі теплоносіїв. Мета роботина основі комплексної методики, побудованої на розрахунку дисипаторів ексергії, визначити закономірності впливу теплофізичних параметрів повітронагрівача теплоутилізаційної системи котельної установки на його ексергетичні втрати і встановити область параметрів повітронагрівача, у межах якої ці втрати мінімальні. У роботі використовується комплексна методика, побудована на розрахунку дисипаторів ексергії, яка дозволила диференціювати ексергетичні втрати відповідно до причин їхнього виникнення. На основі отриманих формул розраховано вказані втрати в повітронагрівачі теплоутилізаційної системи котельної установки та проаналізовано вплив на них основних теплофізичних параметрів повітронагрівача. Результати досліджень свідчать, що найбільші втрати ексергетичної потужності в повітронагрівачі пов'язані з тепловіддачею від димових газів до стінки та від стінки до повітря. Зі зменшенням теплопродуктивності котла ексергетичні втрати, що визначаються тепловіддачею, істотно знижуються, при цьому зменшення втрат, пов'язаних з теплопровідністю і рухом теплоносіїв, незначне. Проаналізовано закономірності зміни дисипаторів ексергії при зміні коефіцієнтів тепловіддачі. Збільшення коефіцієнтів тепловіддачі призводить до зростання втрат ексергетичної потужності, більш вираженого для тепловіддачі з боку повітря. При збільшенні коефіцієнтів тепловіддачі понад 0,040 кВт/м2·К зазначені втрати починають істотно зростати. Визначено область основних характеристик повітронагрівача, в рамках якої забезпечується мінімальний рівень втрат ексергетичної потужності.

Ключові слова: котельні установки, ексергетичні втрати; дисипатори ексергії


Посилання


Hajjaji, N., Pons, M.-N., Houas, А., Renaudin, V. (2012). Exergy analysis: An efficient tool for understanding and improving hydrogen production via the steam methane reforming process. Energy Policy, 42, 392-399. doi.org/10.1016/j.enpol.2011.12.003.

Cziesla, F., Tsatsaronis, G., Gao, Z. (2006). Avoidable thermodynamic inefficiencies and costs in an externally fired combined cycle power plant. Energy, 31 (10–11)/, 1472-1489. doi.org/10.1016/j.energy.2005.08.001.

Yuan Yuan Jian, Shao Xiang Zhou. (2010). Exergy Analysis of Boiler Based on the Temperature Gradient. Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference. Paper # 11258018. P. 4. doi.org/10.1109/APPEEC.2010.5449523.

Fialko, N., Stepanova, A., Navrodska, R., Meranova, N., Sherenkovskii, J. (2018). Efficiency of the air heater in a heat recovery system at different thermophysical parameters and operational modes of the boiler. East European Advanced Technology Journal, 6/8 (96), 43-48.


Метрики статей

Завантаження метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.