Главная | • Сотрудничество | • Публикации | • Написать письмо

Н.Д. Денисов-Винский
Анализ вторичного тепла промышленных предприятий и его использование


ГЛАВА №2
ВТОРИЧНОЕ ТЕПЛО ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ
§ 2.2. Методика оценки потенциала вторичного тепла дымовых газов промышленных печей
Корзина 3
купить главу | купить книгу

     Основная задача исследования заключается в том, чтобы показать какое количество тепла можно снять с дымовых газов промышленных печей с целью их дальнейшего полезного использования для целей отопления или горячего водоснабжения, а также, к примеру, возможной выработки электроэнергии, основанной на технологии Органического цикла Ренкина (ORC-цикл). 

     После печи дымовые газы имеют определённую температуру и состав. Температура зависит, главным образом, от назначении печи, т.е. в зависимости от тех нагревательных или термических процессов, которые там происходят, а также использовании в ней рекуператора тепловой энергии. Состав зависит от вида сжигаемого топлива и режима горения. Для простоты будем считать, что в качестве топлива в печах используется природный газ (что в подавляющем большинстве случаев соответствует действительности), а режим горения будет определяться, главным образом, в зависимости от коэффициента избытка воздуха, который всегда должен быть больше единицы.

     Располагаемое количество тепловой энергии, которое можно снять с дымовых газов при помощи какого-либо теплообменника, можно определить согласно следующей зависимости:


часть текста отсутствует


где
– количество тепловой энергии, которое потенциально можно снять с дымовых газов при их охлаждении с температуры до температуры , [кВт];
– расход дымовых газов, который теоретически определяется в зависимости от расхода природного газа и коэффициента избытка воздуха, [кг/сек];
– энтальпия (теплосодержание) дымовых газов на входе в теплообменник при их температуре, равной , [кДж/кг];
– энтальпия (теплосодержание) дымовых газов на выходе из теплообменника при их температуре, равной , [кДж/кг].

     Состав дымовых газов их объём, а также энтальпия дымовых газов определяется по известным из технической термодинамике законам. В различных справочниках представлены табличные значения энтальпии, энтропии и прочих свойств дымовых газов в зависимости от их температуры, однако эти значения приведены для строго определённого коэффициента избытка воздуха, который на практике меняется в зависимости от промышленной печи. 

     Для расчета потенциального количества теплоты, которое может быть утилизировано при помощи теплообменника с дымовых газов, была составлена математическая модель. 

     К входным параметрам в данной модели относится:
– температура дымовых газов на входе в теплообменник, а также на выходе из него;
– расход природного газа при заданном режиме работы печи;
– коэффициент избытка воздуха при заданном режиме работы печи.

     Температура дымовых газов на входе в теплообменник зависит, прежде всего, от места установки рекуператора тепловой энергии. Как будет показано ниже, производственные площадки – цеха предприятия имеют различную компоновку, как печей нагрева заготовок, так и печей термообработки, в том числе, которая определяет размером данных печей. Есть цеха, где печи нагрева заготовок не имеют даже собственного газоотвода и работают в цеху «по черному». С другой стороны встречаются цеха, где все дымовые газы нагревательных печей собираются в один общий коллектор и выводятся в дымовую трубу, причём компоновка и высота дымовой труды достаточна, чтобы создать необходимое разряжение для тяги в нагревательных или термических печах. Двигаясь по дымовому коллектору происходит достаточно интенсивное охлаждение дымовых газов.

      Температура дымовых газов после рекуператора может задаваться произвольно, так как в первую очередь зависит от температуры нагреваемой среды, т.е. той среды, которой дымовые газы передают свою теплоту, а также от её расхода через теплообменник. Однако эта температура во многих случаях может быть ограничена. Во-первых, это касается точки россы в дымовых газах, при чрезмерном охлаждении которых может возникнуть ряд сложностей. Во-вторых, охлаждение дымовых газов может способствовать снижению необходимой тяги, что повлечёт за собой необходимость установки дополнительного дымососа или увеличение мощности существующего. 

     Расход природного газа определяется в первую очередь режимом работы печи. Эти режимы достаточно разнообразны и зависят не только от загрузки печи, но и от их размеров. К примеру, есть на промышленном предприятии печи, которые никогда не останавливаются и у которых существует два режима работы – основной и режим холостого хода. 

     Коэффициент избытка воздуха, как правило, также зависит от многих параметров и должен отслеживаться автоматикой, однако в большинстве своём на практике он имеет постоянное значения.


часть текста отсутствует


© Н.Д. Денисов-Винский

Line

§ 2.1. Общие сведения. Задача исследования | ОГЛАВЛЕНИЕ | § 2.3.1. Вертикальная безмуфельная печь. Вторичное тепло печей нагрева и термических печей промышленных предприятий

Line


.