Следует отметить, что на практике в большинстве случаев производят нагрев только воздуха. Нагрев твердого, жидкого или высококалорийного газообразного топлива мало добавляет к количеству регенерированного в рабочее пространство физического тепла, поскольку отношение водяных эквивалентов воздуха и указанных топлив находятся в пределах 8…10. Кроме того, нагрев топлив с большим содержанием углеводородов связан с опасностью их преждевременного разложения с выделением сажистых отложений, что чревато обеднением топлива и загрязнением поверхностей рекуператоров. Исключение составляет низкокалорийные топлива, для которых соотношения водяных эквивалентов воздуха и газа близки к единице.
Рассмотрим методики определения величины экономии топлива для регенеративного и автономного подогрева компонентов горения.
Регенерация тепла отходящих газов. Общая схема регенерации теплоты отходящих дымовых газов для нагрева воздуха и топлива представлена на рис. 1.
Рис. 1. Схема использования теплоты отходящих газов для нагрева компонентов горения:
ОТА - огнетехнический
агрегат; РВ, РТ, - соответственно рекуператор для нагрева воздуха и топлива; Т
- топливо; В - воздух; ДГ - дымовые газы; и
- энтальпия воздуха на входе и выходе из рекуператора;
и
-
энтальпия топлива на входе и выходе из рекуператора;
,
,
- энтальпия дымовых газов соответственно на выходе из
агрегата, рекуператора для воздуха и рекуператора для топлива.
Эффективность регенерации характеризуется коэффициентом регенерации
, (2.7)
где и
-
соответственно учитывают теплопотери в рекуператорах воздуха и топлива, а также
уменьшение расхода дымовых газов за счет их выбивания через неплотности
агрегата, газового тракта и рекуператоров.
Уравнение теплового баланса огнетехнического агрегата можно записать
; (2.8)
или через коэффициент использования топлива
. (2.9)
Тогда полный и удельный расходы топлива
и
. (2.10, 2.11)
Выразим потери в окружающую среду в долях от расхода теплоты топлива на установку
; (2.12)
и относительно расхода теплоты на технологические нужды
. (2.13)
Коэффициент определяется на основании детального
анализа расхода потерь тепла в окружающую среду или по опытным данным.
Сравним два
варианта работы установки: с подогревом
компонентов горения и без него. Величины, относящиеся к первому варианту,
обозначим одним штрихом, ко второму - двумя штрихами. Будем считать, что в том
и другом случае сжигается одно и то же топливо.
Удельный расход топлива: для первого варианта
; (2.14)
для второго варианта
. (2.15)
Снижение удельного расхода топлива составит
. (2.16)
Экономия топлива
. (2.17)
Если принять ,
,
, то последнее выражение перепишется
. (2.18)
Анализ коэффициента регенерации
(2.19)
показывает, что
при одном и том же соотношении температур и
коэффициент регенерации у высококалорийных
топлив выше, т.к. соотношение водяных эквивалентов выше. И чем выше это
соотношение, тем менее эффективнее становится подогрев топлива по сравнению с
подогревом воздуха.
Абсолютная экономия топлива в результате регенеративного подогрева компонентов горения составит
, (2.20)
где –
производительность печи при работе на подогретых воздухе и топливе.
Укрупненный алгоритм расчета энергоэкономической эффективности регенеративного теплоиспользования отходящих продуктов сгорания и подогрева продуктов горения представлена на рис.2.
Рис.2. Блок-схема расчета энергоэкономической эффективности подогрева компонентов горения
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.