Баланс теплоты и эксергии в утилизационной системе по внешним потокам

Результаты балансового расчета по элементам утилизационной системы

Изменение показателей эксергетического баланса блока с учетом организации воздухоподогрева и рециркуляции дымовых газов

Изменение показателей теплового баланса блока 2 с учетом организации воздухоподогрева и рециркуляции дымовых газов

Таблица 3.1

Номер потока на входе в элемент — номер потока на выходе из элемента	Теплота потока на входе в элемент, кВт • ч/т изоамиленовой фракции	Теплота потока на выходе из элемента, кВт • ч/т изоамиленовой фракции	Изменение теплоты потока в элементе, кВт • ч/т изоамиленовой фракции	Потери теплоты в элементе, кВт • ч/т изоамиленовой фракции	Тепловой КПД, %
Перегрев изоамиленовой фракции и водяного пара в трубчатой печи 4
12, 15, Qн^р – 16	3103,04	241,7	2861,34
13—18 11—19 14—17	132,71 205,68 4275,44	414,21 348,29 6602,17	281,5 142,61 2326,73	110,57	78,67

Таблица 3.2

Номер потока на входе в элемент — номер потока на выходе из элемента	Эксергия потока на входе в элемент, кВт • ч/т изоамиленовой фракции	Эксергия потока на выходе из элемента, кВт • ч/т изоамиленовой фракции	Изменение эксергии потока в элементе, кВт • ч/т изоамиленовой фракции	Потери эксергии в элементе, кВт • ч/т изоамиленовой фракции	Эксергети- ческий КПД, %
Перегрев изоамиленовой фракции и водяного пара в трубчатой печи 4
12, 15, Qн^р – 16	3188,19	157,4	3030,79
13—18 11—19 14—17	22,08 22,92 1378,38	187,3 57,17 2501,8	165,22 34,25 1123,42	1515,26	39,8

Потери эксергии в утилизационной системе составляют 12 595 кВт, потери теплоты — 6198 кВт, общий эксергетический КПД утилизационной системы — 78,45 %, общий тепловой КПД — 97,53 %.

Для определения КПИ утилизационной системы используют следующие соотношения:

тепловой КПИ

(3.10)

Таблица 3.3

Элемент утилизационной системы	Переданное количество теплоты, кВт	Воспринятая теплота, кВт	Потери теплоты, кВт	Переданная эк-сергия, кВт	Воспринятая эксергия, кВт	Потери эксергии, кВт	Тепловой КПД, %	Эксергетический КПД, %
12								78,9
14								89,7
13								86,1
15								66,4
16								72,1
17								86,8
6								47,4
7		11 775
8								69,5
1							99,9	97,6
								91,5
4								86,4
20							98,1	75,2
19								84,1
18								84,1
3а		21 468					97,4	52,7
Итого							97,53	78,45

Таблица 3.4

Поток	Подведенная теплота, кВт	Подведенная эксергия, кВт	Поток	Отведенная теплота, кВт	Отведенная эксергия, кВт
Дымовые газы в элемент 6			Дымовые газы из элемента 6
Дымовые газы в элемент 7			Дымовые газы из элемента 7
Парогазовая смесь в элемент 8	142 073		Парогазовая смесь из элемента 8
Конденсат контактного газа в элемент 13			Конденсат контактного газа из элемента 13
Конденсат контактного газа в элемент 14	68 116		Конденсат контактного газа из элемента 14
Вода в элемент 2			Конденсат контактного газа из элемента 15
Оборотная вода в элемент За			Конденсат контактного газа из элемента 16
Изоамиленовая фракция в элемент 20			Вода из элемента 2
Вода в элемент 19			Оборотная вода из элемента За	69 177
Питательная вода циркуляционной системы			Изоамиленовая фракция из элемента 20
Паровой конденсат со станции испарения			Питательная вода для КУ
Конденсат контактного газа в элемент 12			Вторичный пар
Захоложенная вода в элементе За	22 152		Вода из элемента 19
—	—	—	Конденсат контактного газа из элемента 12
—	—	—	Захоложенная вода из элемента За
—	—	—	Подпиточная вода после элементов 16 и 75
Итого	568 182		Итого	561 984
Тепловой КПД, %
Эксергетический КПД, %

Эксергетический КПИ

(3.11)

Здесь ΔQ_i^пол и ΔЕ_i^пол — полезное, в соответствии с назначением системы, изменение теплоты и эксергии потока в i-м элементе схемы, кВт; ΔQ_i^под и ΔЕ_i^под — убыль теплоты и эксергии греющего потока в i-м элементе схемы; ΔQ_s^пол и ΔЕ_s^пол — теплота и эксергия потока 5, появившегося в результате реализации энергосберегающего мероприятия (например, теплота и эксергия потока пара вторичного вскипания).

Рис. 3.8. диаграммы потоков теплоты (а) и эксергии (б) утилизационной системы

Необходимо отметить, что изменения теплоты и эксергии потоков в элементах схемы не включаются как в полезный эффект, так и в затраты, если элементы, в которых происходит изменение, являются промежуточными звеньями между элементами—источниками ВЭР и элементами—потребителями. Промежуточные звенья в данном случае считаются дополнительными «сопротивлениями». Это не относится к элементам утилизационной системы, изменяющим значения количества теплоты и эксергии потоков, направляемых непосредственно на технологию или непосредственно в системы отопления и горячего водоснабжения. Например, на рис. 3.5 промежуточными являются все элементы, кроме 1, 2, За, 20.

Коэффициент полезного использования эксергии (табл. 3.5) в утилизационной системе составляет 35%, коэффициент полезного использования эксергии — 59%. Это связано с тем, что не учитывалось полезное использование теплоты и эксергии потока воды температурой 70 °С после теплообменника 19. В действительности КПИ утилизационной системы будут значительно выше, так как на производстве всегда имеются нагрузки для предварительного подогрева технологических потоков, горячее водоснабжение и отопление.

В результате проведения предлагаемых энергосберегающих мероприятий, главной целью которых было улучшить использование ВЭР, тепловой коэффициент полезного действия стадии дегидрирования изоамиленов увеличился на 1,19 % и составил 93,34 %. Эксергетический коэффициент полезного действия увеличился на 7,31 % и составил 56,17 %.

Дата добавления: 2014-01-05