Промышленные энергосберегающие системы рекуперацииПромышленные энергосберегающие системы рекуперации

Вопрос экономии топливно-энергетических ресурсов на промыш­ленных предприятиях относится к важнейшим задачам современной техники. Развитие энергосберегающих технологий определяет главное направление научно-технического прогресса в целлюлозно-бумажной, пищевой, химической, нефтеперерабатывающей, и прочих отраслях промышленности. Предлагаемый подход к созданию промышленных энергосберегающих систем рекуперации вторичной энергии является перспективным направлением, позволяющим достичь снижения энергоемкости целевой продукции, а также повысить термодинами­ческую эффективность производства. Такие системы позволяют осуществить рекуперацию имеющейся на предприятии вторичной энергии с целью выработки энергоносителей требуемого качества, которые могут быть использованы на том же производстве.

Оценить возможность применения той или иной системы рекуперации теплоты, выявить эффективный вариант синтезируемой системы возможно на основе структурно-термодинамического анализа, позволяющего учесть сложность структуры синтезируемой системы, взаимосвязи между элементами системы, изменение параметров протекания процессов в результате модернизации схемы; выявить резервы энергосбережения, потенциал рекуперируемых потоков энергии.

Целью первого этапа анализа, а именно структурного анализа, является установление взаимозависимостей между элементами схемы с использованием теории графов, матричного анализа и определение оптимальной последовательности ее расчета. При проведении структурного анализа технологическая схема производства представ­ляется в виде ориентированного графа, где вершинами являются элементы схемы, а дугами — технологические и энергетические потоки. Далее полученный граф представляется в цифровой форме. Для этого составляется матрица смежности, дающая полную информацию о том, какое количество потоков направляется в тот или иной элемент или выходит из него; здесь же показывается, какие аппараты соединены каждым из потоков. Далее в результате перемножения матрицы смежности саму на себя выявляются замкнутые последовательности элементов, определяется количество таких контуров и их состав. Полученные результаты представляются в виде матрицы циклов. Матрица циклов отображает информацию о ранге контура и частоте потока, определяет количество потоков, разрыв которых позволит провести расчет схемы. В результате структурного анализа осуществляется и синтезируется так называемая балансовая технологическая схема, в которой выделяются блоки для дальнейших расчетов, построения расчетной модели исследуемого объекта, нахождения последовательности теплового и эксергети­ческого расчета технологической схемы производства.

На следующем этапе анализа, а именно в термодинамическом анализе, используется эксергетический метод, позволяющий проанали­зировать и оценить степень термодинамического совершенства системы и определить потери от необратимости для схемы производства в целом и для каждого из ее элементов в отдельности. Особое внимание в эксергетическом методе уделено вопросам определения эксергетического КПД.