книги / Эксергетические расчеты технических систем
..pdf\'//7л<М‘т
|
|
|
|
5 |
hr |
|
Рис. 8.3. я,Д-Диаграмма паротурбинной |
||||
|
установки |
|
|
|
|
|
тов сгорания, площадь под которой |
||||
|
Огб равна эксергии теплоты, отдавае |
||||
|
мой продуктами |
горения при их ох |
|||
|
лаждении как в котельной установке |
||||
Рис. 8.2. я,/1-Диаграмма состояния водяно |
(линия |
гу), так |
и |
в окружающей |
|
го пара: |
среде (линия Оу). Отрезок нб графи |
||||
v — удельный объем; х — степень сухости пара |
чески |
отражает |
количество теплоты, |
||
|
отданной продуктами |
сгорания |
рабо |
||
чему телу в котельной установке. Отрезок Он — потери теплоты с уходящими газами. Кривая knxc — изобара подвода теплоты к воде и водяному пару в котлоагрегатах соответственно. Линия kn графически изображает процесс на
грева питательной воды, линия пх — процесс кипения воды в |
котле, линия |
хс — перегрев пара. Площадь под кривой knxc (нЫхсбан) равна |
эксергии, по |
лучаемой паром в котлоагрегате, площадь фигуры k2anp — эксергии отрабо танного пара, а площадь фигуры pkn — эксергии конденсата.
Действительная работа расширения /рас пара в турбине графически изоб ражается отрезком аб оси абсцисс; теплота, отданная в конденсаторе,— от резком ан\ подводимая теплота qx — отрезком нб. При идеальном (непосредст венном) превращении химической энергии топлива в электрическую макси мально возможная работа была бы равна площади прямоугольника Оедб, высота которого равна единице.
Площадь фигуры едгО представляет собой потерю эксергии, вызванную не обратимостью процесса горения в топке, площадь фигуры ecxnky — потерю от необратимого теплообмена в котельной установке. Чем выше начальные па раметры пара в котельной, тем меньше будет потеря от необратимого теплооб мена; снижается и потеря эксергии в конденсаторе турбины. Для примера на рис. 8.3 показан эффект перехода рабочего тела от давления 3 МПа и темпера-
Tvpbi 673 К к 10 МПа |
и 773 К, |
происходящий |
в паротурбинной установке |
(рис. 8.4). При этом |
потери от |
необратимого |
теплообмена в котлоагрегате |
уменьшаются на площадь фигуры пп'х'с'схп, а потери в конденсаторе снижа ются на площадь фигуры 2'2аа (см. рис. 8.3).
|
|
|
|
Расчет экономически наиболее выгодных пара |
|||||
|
|
|
|
метров тепловой схемы, размеров площадей нагрева, |
|||||
|
|
|
|
скоростей |
газов |
и |
т. п. производится путем уста |
||
|
|
|
|
новления взаимосвязи между потерями эксергии, |
|||||
|
|
|
|
расходом топлива в установке и капитальными вло |
|||||
|
|
|
|
жениями. |
(Такая |
методика |
термоэкономических |
||
|
|
|
|
расчетов была впервые разработана А. И. Андрю |
|||||
|
|
|
|
щенко [101.) Все эти сложные |
зависимости учиты |
||||
|
|
|
|
ваются в одном общем уравнении приведенных го |
|||||
Рис. |
8.4. |
Принципиальная |
довых затрат, по минимуму которых и определяется |
||||||
схема |
паротурбинной |
уста |
наиболее выгодное значение искомого параметра. |
||||||
новки: |
|
2 — турбина; |
3 — |
При этом суммарные годовые |
потери эксергии 2D |
||||
1 — котел; |
выражаются через потери топлива В по формуле |
||||||||
генератор; |
4 — конденсатор; |
||||||||
5 — насос |
|
|
|
|
В |
= |
2D |
(8. 12) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где т\ек.у определяется по |
формуле |
(8.7). |
Годовые приведенные затраты 3 |
||||||
(в рублях) определяются как |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
3 = |
И + рнК, |
|
|
(8.13) |
|
где И — ежегодные издержки производства (стоимость израсходованного топ лива, энергии и других материальных средств, прямая заработная плата, рас ходы на текущий ремонт, отчисления, накладные расходы, общестанционные расходы и т. д.); рн — нормативный коэффициент эффективности; К — пере менная часть капитальных вложений в системе, зависящая от исходного фактора.
Если вычислить стоимость топлива через произведение его удельной сто имости цт на годовой расход 5, а прочие годовые расходы — через их состав ляющие постоянные П, пропорциональные капиталовложениям аК и расходу топлива Р5, то получим
3 = (цт + Р) В + (рн + а) К + П, |
(8-14) |
где В выражается через сумму эксергетических потерь в установке по форму ле (8.12). Экономически наиболее выгодное значение искомой величины х оп ределяется по уравнению
дЗ |
п |
д23 |
> 0 . |
и г |
= 0 |
ПРИ дх* |
Капиталовложения К при оптимизации теплообменных аппаратов выража ются через их поверхность нагрева F
К = C f F |
+ const, |
|
где CF — стоимость 1 м2 поверхности |
нагрева, руб./м2. |
|
Взаимосвязь между поверхностью нагрева F и эксергетическими потеря |
||
ми в аппарате определяется через температурный напор ДТ: чем он выше, |
гем |
|
меньше поверхность нагрева F и тем больше потери эксергии D и расход |
топ |
|
лива в установке. Такая взаимосвязь вызывает криволинейный характер функ ции 3 = / (ДГ) с минимумом при оптимальной температуре нагрева 7опт.
§2. Оптимизация параметров
ирежимов работы промышленных ТЭЦ
Термоэкономический метод оптимизации [11, 12, 184] схем, параметров и режимов работы теплоэнергетических установок с исполь зованием дифференциальных уравнений эксергии во взаимосвязи с экономи ческими и системными факторами (см. § 4 гл. 9) эффективен применительно к крупным объектам при частной оптимизации, а также для предварительного анализа новых перспективных теплоэнергетических установок. Для совмест ной оптимизации основных параметров промышленных ТЭЦ используются градиентные методы.
Для аналитического расчета оптимальных параметров необходимо диффе ренцировать функции цели (например, эксергетический КПД многоцелевых установок т]е или приведенные затраты 3) по каждому искомому параметру. При этом все независимые от л; параметры / принимаются фиксированными:
|
|
|
|
< 0 и |
|
|
|
(8.15) |
|
При совместной оптимизации нескольких независимых параметров |
(х19 *2. |
||||||||
хп) наиболее выгодное решение дает система из п уравнений: |
|
|
|||||||
дЗ-) |
Х п |
= 0 ; (-J2 -) |
Х п |
= 0 ; ( - £ - ) |
Х п — |
= |
0. (8.16) |
||
дхл |
)х*.х3..... |
\ |
) х и х ..... |
I дхп )х и Х2..... |
1 |
|
|||
1 |
|
|
|
|
|||||
При наличии дополнительных связей между оптимизируемыми параметрами в виде равенств используется метод Лагранжа.
На основе исходных дифференциальных уравнений эксергии при задан ных параметрах окружающей среды для различных термодинамических про цессов получены частные производные эксергии (см., например, формулы 3.15, 3.16):
( т ) р= г °-сТ‘; ( ^ г 1 = У: {’w ) T = v ~ TXt[ ' w ) ;
( " I r )р = w Н йг)р = сл (“&")р; Ы г)„ = СоХ‘ {~дг\ + и- (8Л7)
Здесь еуv, s — удельные эксергия, объем, энтропия, кДж/кг, м3/кг, кДж/(кг • К); р — давление, МПа; Т0.С9 Т — температура окружающей среды и рабочего те
ла, |
К; cpt cv — удельная изобарная |
и изохорная теплоемкость, кДж/(кг К); |
||||
%е = |
1 — То.с/Т — эксергетическая температурная функция. |
подве |
||||
|
Зависимости |
изменения работы расширения и сжатия, изменения |
||||
денной и отведенной |
эксергии (теплоты) |
теплофикационного цикла для лю |
||||
бого типа турбин |
без промежуточного перегрева и с промежуточным перегре |
|||||
вом |
пара, используемые для оптимизационных расчетов основных параметров |
|||||
ТЭЦ, следующие: |
|
|
|
|
|
|
|
I. Производная работы расширения в турбине типа ПТ без промежуточ |
|||||
ного перегрева и регенерации паpa: |
|
|
|
|||
|
dl |
\ |
1 |
zx |
4" 2ДОп |
(8.18) |
|
"Зф |
) |
— Cp^oilas\ 1 + |
|||
|
U1 i |
JP tP - |
|
|
|
|
( - |Г)г = UiTbi [ 1 — Q^Tasl(1 — zx) + Z XV 1 (1 — a1Xei — T)J<)] + 2ADnx. (8.19)
При zx = z\\ из уравнений (8.18) и (8.19) получаются уравнения производной работы расширения для турбины типа Т, а при zx = Zu = 0 — для турбины типа Р.
II.Производная работы расширения в турбине ПТ с промежуточным пе
регревом пара: |
|
|
1 |
^ 3 7 ^ j т |
— сРп [Ло^лип (1 — zx) -j- z xTen] + SADnT; |
(8.20) |
|
= ^лЛ"* [1 — |
ЯпЪтзп ( \ — г х) — |
+ Zx Vn (1 — а пТеп |
Ло/)] "Ь |
|
-Ь 2ADnT. |
|
(8.21) |
При zx = Z\i уравнения (8.20) и (8.21) трансформируются в уравнения для тур бины типа Т, а при zx = zn = 0 — для турбины типа Р.
III. Производная работы сжатия в питательном насосе:
(8.22)
IV. Производная подведенной теплоты в теплофикационном цикле: а) турбины без промежуточного перегрева пара:
)т,р, = щ {1~ ai) k»’ Ь |
т г = |
“ kp’ |
(8-23) |
|
б) турбины с промежуточным перегревом пара: |
|
|
||
= |
t'l'ni, (1 — c^Tasi) — kp + ADi; |
(8.24) |
||
= |
cPi [ l - - ^ T & |
] - * p + |
ADi. |
(8.25) |
V. |
Производные отведенной эксергии |
в теплофикационном |
цикле: |
||||||||||
а) турбины |
без |
промежуточного |
перегрева |
пара, теплофикационный |
|||||||||
отбор: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У'1Р, = vi [1 — а1(т«1 — ■nii'fasi) — Ло.] — ADi — ADAPT , |
(8.26) |
|||||||||||
|
( |
- |
§ |
= |
cPl (тс1 — т^тм«) — ADi — ADIP, |
|
(8.27) |
||||||
|
\ |
UJ1 |
}рхРч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) турбины без промышленного перегрева пара, промышленный отбор |
|||||||||||||
|
|
(4 т - ) |
ф - |
грДD, - |
ДDm - |
M?ADlp - |
ADnAP; |
(8.28) |
|||||
|
|
\ |
|
1 IPiP? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) |
турбины |
с |
промежуточным |
перегревом |
пара, теплофикационный |
||||||||
отбор: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
("^ Г )г = |
|
11 - |
«п (т„ - |
t]iiTmsn) - |
т)о(] - |
ADi - |
ADip, |
(8.29) |
||||
|
( д 7 Т |
|
— СРп (Т еп |
y\oiTmsn) |
A D ц |
|
A D ^ p] |
|
(8.30) |
||||
г) турбина с промежуточным перегревом пара, промышленный отбор:
|
|
|
деп |
\ |
= |
/ |
дет \ . |
|
|
|
|
|
дРп |
}тп |
|
[ |
дрп )тп’ |
|
|
( дТп |
= |
( дТп )р^ |
tyAD |
|
ADin |
я|)ДОдР ДОдр. |
(8.31) |
||
В уравнениях (8.18) |
— (8.37) |
cDt, |
^ |
— теплоемкость острого и промежуточ |
|||||
ного перегрева пара, |
кДж/(кг |
К); vl9 vas, vn, v2s — удельные объемы в начале |
|||||||
и конце изоэнтропного расширения пара в части высокого давления после про межуточного перегрева и в конце процесса сжатия воды в насосе, м3/кг; т]^.,
Т|о| — внутренние относительные КПД отсеков турбины; т]сж — КПД насосной
установки; а1у ап — коэффициент изобарного расширения пара |
при началь |
|
ном рх и промежуточном рп давлении пара соответственно; хе\ |
= |
\ — T0J T ly |
хеп = 1 — ToJTn — эксергетическая температурная функция |
в точке 1 и п |
|
соответственно; %as\ = 1 — TaJTlt тmsn = 1 — TmJTn — температурные функ
ции; Тх, ТПу Tas, Tms — температуры пара в характерных точках процесса, |
К; |
р — доля пара на промежуточный перегрев; 2ц, гщ, гх — коэффициенты, |
ха |
рактеризующие параметры отсеков турбины; &р — коэффициент регенерации, учитывающий изменение температуры питательной воды при изменении иско мого параметра; ф — коэффициент, характеризующий параметры части сред
него давления турбины; ADь ДDu, AD£P, AD£P, ZADm, АОсж — соответствен
но приращение |
эксергетических потерь в отсеках, регулирующих |
органах и |
в турбине типа |
ПТ в целом, от сжатия питательной воды в насосе, |
кДж/кг. |
Целевые функции оптимизации
Технико-экономическое обоснование оптимальных схем, параметров и режимов работы промышленных ТЭЦ и АТЭЦ производится по
минимуму приведенных затрат: |
|
|
3 (х{) min xt (i = 1, |
n). |
(8.32) |
Для базовых ТЭЦ переменная часть приведенных затрат при ^-режиме опреде ляется выражением
3 / = |
<2ЦТ ^ |
“ ------- Ззам ^ N {lt + |
У] PfrKfe + |
Д З н .о .у , |
( 8 . 3 3 ) |
|
|
i=i |
Це£ |
i t 1 |
fr=i |
|
|
для маневренных |
ТЭЦ |
при |
переменной электрической мощности — выра |
|||
жением |
|
|
|
|
|
|
3 , = a I^ |
y * |
L |
- Зза„ЛГ0т0 2 |
Ntx( + 2 |
р*К* + АЗа.о.у. |
(8.34) |
|
{==i ^ei |
i=l |
k=\ |
|
|
|
Для ТЭЦ при постоянной мощности реактора, принятых температурах тепло носителя первого контура и переменной электрической мощности переменная часть приведенных затрат вычисляется по уравнению
3* = £ |
Pk^k — ЗзамТо J X(ANi -f" ДЗн.о.у- |
(8.35) |
k*=l |
i=l |
|
В выражениях |
(8.33) — (8.35) а = 0,123/т1к.у1т]ТЛ1*— размерный |
коэффициент |
|
с учетом КПД |
котельной установки и теплового потока; |
цт — |
стоимость за |
мыкающего топлива, руб./т условного топлива; N0, Nt, |
Nt — приведенная |
||
мощность ТЭЦ базового, /-го режимов и их относительная величина, кВт; т0, Tf, тi — продолжительность базового, /-го режима и их относительная вели чина, ч/год; г]?, v\ei, г)ei — эксергетические КПД базового, /-го режима и их от носительная величина; ззам — удельные приведенные затраты в замещаемые установки, руб./(кВт • ч); Kfe, pfe— капиталовложения (руб.) и коэффициент эф фективности капиталовложений (1/год) в k-й элемент ТЭЦ, АТЭЦ и тепловые сети, учитывающий нормативный срок окупаемости и долю отчислений на амор тизацию и ремонт; п — число режимов; и — количество k-x элементов ТЭЦ, АТЭЦ и тепловых сетей, капиталовложения в которые зависят от расчетного параметра; ANC— изменение приведенной мощности на блоке АТЭЦ в /-режи ме в связи с изменением расчетного параметра, кВт; ДЗН.0.У— затраты на обес печение надежности, требований экологии, унификацию и пуско-остановочные режимы работы, руб./год.
При распределении электрических и тепловых нагрузок на действующих ТЭЦ составляющая капиталовложений приведенных затрат остается неизмен ной и не влияет на решение задачи. За основу наиболее выгодного распреде ления нагрузки на ТЭЦ или между станциями энергосистемы при различной стоимости топлива принимают эксплуатационные затраты (топливные из
держки): |
|
Ит = £ £ Ит/*цт/г- ->min, |
(8.36) |
/=1 а при заданной стоимости топлива — расход условного топлива в энергосистеме:
в = £ £ Вц-+ min. |
(8.37) |
/=1 i'=i |
п — чис |
Здесь / = 1, 2, ..., т — число тепловых электростанций; / = 1, 2, |
|
ло рассматриваемых промежутков времени. |
|
Оптимизация основных параметров базовых ТЭЦ
Методика технико-экономической оптимизации основных параметров базовых ТЭЦ изложена в [9, 12, 14, 186, 187].
С использованием частных производных эксергии (8.17), работы расши рения (8.18) — (8.21) и сжатия (8.22), подведенной теплоты (8.23) — (8.25) и отведенной эксергии (8.26) — (8.31) теплофикационного цикла с учетом целе вой функции (8.33), были получены [12, 14, 186, 187] расчетные зависимости но определению оптимальных параметров пара для любого типа турбин ТЭЦ.
Экономически наиболее выгодная начальная температура Т\к пара для тур
бины типа ПТ без промежуточного перегрева пара рассчитывается по следую щей формуле:
(8.38)
(1 — Р) г\ы —?пГх + 6+ Р — v+-^-<D 3K’ cPi
где Р = gn + gV'l5+ г* — комплекс величин, учитывающий относительные до ли теплофикационного gT, промышленного g„ отбора пара и параметры ф, гх отсеков турбины; у = 1 — kplcp, — комплекс величин, учитывающий измене ние температуры питательной воды при изменении начальной температуры па-
ра; б = ~ ~ |
+ ~ ~ |
~ комплекс величин, |
учитывающий измене |
||
ние эксергии относительной доли отборного пара; v = |
-Д— |
j |
_ |
||
— БДЭпт] — комплекс величин, учитывающий изменение недовыработки энер гии регенеративными отборами пара и работы сжатия в питательном насосе, а также изменение эксергетических потерь в турбине; Фэк — комплекс эконо мических величин. Он определяется выражением
|
(Л?)2 |
R_ + ~2Г ’ Ззам (Т]е)2 |
(8.39) |
|
Ф э к = QIXTNQTQ |
||
где R = |
)j + (— |
— коэффициент, учитывающий |
изменение |
капиталовложения в элементы ТЭЦ и затраты на надежность, защиту окружа ющей среды и унификацию оборудования;
2 i= £ тД/Лсг; |
22 = £ |
т, (-Ц Ц дхг, |
Q = £ |
т, — |
- ( 3 - ) — комплексы |
|
r= I |
г=1 |
v " ' |
i= 1 |
0 |
V |
/ |
величин, учитывающие переменный режим работы установки (здесь дх0, дхс — изменение искомого параметра). Уравнения для вычисления начального дав ления пара, давления и температуры промежуточного перегрева пара различ ных типов турбин ТЭЦ аналогичны [185, 186].
Результаты оптимизации основных параметров энергоустановок базовых ТЭЦ в зависимости от стоимости топлива и схем перегрева приведены в табл. 8.1 [185, 186].
Оптимизация режимов работы промышленных ТЭЦ
Методика оптимизации работы промышленных ТЭЦ на основе эксергетического метода изложена в [183, 184, 188]. Условия оптималь ного распределения нагрузок между котлотурбинным оборудованием ТЭЦ име
ют следующий вид:
а) для конденсационного режима множитель Лагранжа:
= &бл1 ^ ^бл2 = = ^бл/» ^бл/ ^ *к/гт/, (8.40)
где bK/, гт/, &бл/ — относительные приросты эксергии теплоты в котле, турбине
и блоке в целом, кг у. т./(кВт |
ч), |
кг у. т./кДж, |
кДж/(кВт |
ч); |
б) для теплофикационного режима: |
|
|
||
Х,21 = ^22 = |
= |
^2/; ^2/ = |
ir Gj + Ьс/ а т/, |
(8 -4 1 ) |
ГДе rGj = |
dEj/dGf — относительный прирост эксергии теплоты отборного пара, |
||
кДж/кг; |
(хт/ - dNrj/dGri — коэффициент, |
характеризующий |
изменение |
Оптимальные
5
Наименование оптимальных величин |
ТЭЦ-НХК |
значения
тэц -к и в
параметров при стоимости за
10
ТЭЦ-НХК |
тэц -к и в |
Начальное давление р ъ |
МПа |
23,2 |
20 |
19,5 |
24,7 |
20 |
21 |
||
Начальная температура |
Т ъ |
К |
813 |
813 |
813 |
813 |
813 |
813 |
|
Давление промежуточного |
перегрева |
8,3 |
6,4 |
5,0 |
9,5 |
7,5 |
5,0 |
||
Рп.п> МПа |
промежуточного пере* |
813 |
813 |
813 |
813 |
813 |
813 |
||
Температура |
|||||||||
гРева Г п .п » |
К |
|
|
483 |
483 |
483 |
519 |
513 |
515 |
Температура |
питательной воды |
||||||||
Т пв. К |
|
|
|
1,87/0,9 |
1,87/0,9 |
1,1/0,174 |
1,8/0,85 |
1,8/0,85 |
1,05/0,165 |
Давления производственных |
|||||||||
отборов верхней/нижней ступеней |
|
|
|
|
|
|
|||
Р 0ТбМПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р и м е ч а н и е . П. п, ч. п — полный |
и частичный промежуточный перегрев пара. |
|
|
||||||
теплофикационной электрической нагрузки при изменении расхода отборного пара; Ьс/ — относительный прирост расхода топлива в системе, кг у. т./(кВт • ч). Относительные приросты эксергии /■<?/ вычисляются по формуле
( |
д Т \ |
(8-42) |
~dG~Jl ”Ь е1 "Ь г Tfa Ti. |
где те/ — эксергетическая функция отборного пара; ср/ — теплоемкость отбор ного пара; G/ — расход пара в отбор; Т) — абсолютная температура отборно го пара; в/ — эксергия отборного пара.
Таким образом, распределение нагрузки между параллельно работающими блоками ТЭЦ соответствует равенству относительных приростов расхода эк сергии отборного пара. Пример распределения нагрузок эксергетическим ме тодом на ТЭЦ приведен в [183, 184, 188].
Выбор параметров маневренных ТЭЦ (МТЭЦ)
Методика технико-экономической оптимизации основных параметров (МТЭЦ) изложена в [202]. В отличие от методики для базовых ТЭЦ, она предусматривает дополнительно режимы работы установки с переменной электрической мощностью.
Производная пусковых затрат, связанных с глубокой разгрузкой оборудо вания, вычисляется по формуле
дВ"к
ц ? Е |
г* |
(8.43) |
*=1 |
|
дх |
Оптимальные параметры АТЭЦ при доле
|
отпуска |
теплоты |
Наименование параметров |
|
|
0 |
0,25 |
0,5 |
Начальное |
давление ръ МПа |
16,1 |
17,3 |
19,0 |
||
Давление |
промежуточного |
перегрева |
3,4 |
4,6 |
6,4 |
|
л |
МПа |
|
|
|
|
|
''П .П * |
|
|
воды Тп в, К |
489 |
493 |
498 |
Температура питательной |
||||||
установки. Степень совершенствования каждого процесса или установки в це лом оценивается эксергетическим КПД, равным отношению полезно исполь зованной эксергии (или полученной работы) к сумме израсходованной эксергии всех тел, участвующих в процессе. Таким показателем эффективности исполь зования, например химической энергии топлива при его переработке, служит эксергетический КПД т]б, равный отношению эксергии полученных продуктов к располагаемой эксергии топлива.
Для всей комбинированной установки эксергетический КПД r\fTy пред
ставляет собой отношение суммы выработанной электрической энергии, отдан ной эксергии теплоты и эксергии отведенных химических продуктов к израс ходованной эксергии топлива и сырья:
|
|
Т1?ту = (N3 + Ед + ЕХ.П)/(ЕТ + Е 3+ Езм + Еп), |
|
|
(8.44) |
||||||||
где N9— электрическая энергия, |
отпущенная |
потребителю (нетто); |
Ед — эк- |
||||||||||
сергия теплоты, |
отданной тепловому потребителю; £ х.п — эксергия |
химиче |
|||||||||||
ских |
продуктов; |
Ет— полезная |
эксергия |
теплоты; |
Еэ — эксергия |
топлива, |
|||||||
эквивалентная затраченной |
электрической |
энергии; |
Езм — эксергия |
затра |
|||||||||
ченных исходных материалов; £ тв — эксергия топлива. |
|
|
|
||||||||||
|
Эксергии топлива, органических продуктов его переработки и горючих |
||||||||||||
газов рассчитываются по формулам, приведенным в [13]. |
|
|
|
||||||||||
|
П р и м е р . |
Определение эксергетического КПД агрегата термоконтакт |
|||||||||||
ного |
коксования |
угля |
в схеме паротурбинного энерготехнологического блока |
||||||||||
(рис. |
8.5). |
переработке |
подвергается |
бурый |
уголь |
состава |
(в %): |
||||||
|
Термической |
||||||||||||
влага |
рабочая |
Wр = |
32,2; |
зола |
Ас = 5,8; |
объем |
горючих газов |
Vr = |
|||||
= |
48; |
сера 5 Г = |
0,3; |
углерод |
Сг = 71; |
водород Нг = 4,9; |
кислород Ог = |
||||||
= |
23,2; азот Nr = 0,7. |
Теплота сгорания |
Q” = 16,2 МДж/кг; |
эксергия Еу = |
|||||||||
— 17,6 МДж/кг; плотность 1560 кг/м3; температура пиролиза в реакторе 813 К. Исходными продуктами являются уголь, вода и водяной пар. Для нагрева теп лоносителя в коксонагреватель поступает первичный воздух в количестве 0,22 кг на 1 кг угля. Для подсушки угольной пыли продуктами сгорания газа, выходящими из коксонагревателя, подается вторичный воздух в таком же ко личестве. Для создания кипящего слоя в реактор и коксонагреватель направ ляется 3,14 кг/с газа пиролиза, кроме того, в реактор пиролиза поступает 0,14 кг/с водяного пара, а в коксоохладитель — 6,7 кг/с воды.