Внутренние энергоресурсы

Усовершенствование циклов и квазициклов путем введения регенерации тепла основано на другом принципе — использовании внутреннего теплообмена между потоками рабочего тела. На рис. 1.6 показано несколько циклов, расположенных в одном и том же температурном интервале, с одинаковыми количествами подведенного и отведенного тепла. Первый из них (рис. 1.6,а) — обратный цикл Карно, в котором процессы 1-2 и 3-4 изэнтропы; внутренний теплообмен в цикле отсутствует, есть только внешний теплообмен в процессах 2-3 и 4-1. Второй (рис. 1.6,6)—цикл, в котором процессы 1-2' и 3'-4 связаны теплообменом; некоторое количество тепла регенерации Qp передается от потока m охлаждаемого рабочего тела к потоку п нагреваемого тела, вследствие этого линии 1-2' и 3'-4 делаются наклонными. В процессе 2'-3' энтропия уменьшается, а в процессе 4-1 возрастает (в пределе, если теплообмен проводится обратимо при ДГ->0, изменения энтропии будут по абсолютному значению равны). В результате при тех

В теплонепроницаемом цилиндре, не имеющем потерь на внутренний теплообмен, удельные объёмы пара относятся как действительные объёмы при соответствующих давлениях, откуда, полагая пр:-дварение впуска d = О, следуют соотношения (см. фиг. 1):

Обобщенный цикл Карно осуществляется еще и двумя изо барными процессами. Чтобы к. п. д. обобщенного цикла был-таким же, как к. п. д. цикла Карно, состоящего из двух изотерм и двух адиабат, необходимо, чтобы при течении изобарных процессов происходил идеальный внутренний теплообмен, т. е. чтобы количество тепла, освобождающееся из цикла при течении изобарного процесса низкого давления, незамедлительно и полностью (без потерь) передавалось рабочему агенту, совершающему изобарный процесс высокого давления. Такая идеальная регенерация тепла в цикле является столь же необходимой, органической особенностью идеального цикла, как и процессы расширения и сжатия, идущие по изотермам. Всякое пренебрежение указанными регенеративными изобарными процессами повлечет значительное снижение к. п. д. цикла. Газотурбостроение, даже современное, заслуживает особого упрека в таком пренебрежении.

В настоящее время энергомашиностроение не имеет в своем распоряжении изотермических машин сжатия и расширения; все такие машины являются адиабатными. Однако полное исключение изотермических процессов из цикла и замена их адиабатными наряду с отрицательными моментами имеет и положительные. При адиабатных процессах во время расширения и сжатия внешний теплообмен прекращается и передается на изобарные процессы, вследствие чего значительно сокращается внутренний теплообмен, снижается полезная работа цикла и уменьшается его к. п. д. При некоторых условиях внутренний теплообмен может совершенно прекратиться и целиком замениться внешним теплообменом.

3. Воздействие трения, выражающееся в расходе кинетической энергии потока Lr, или dLr, на преодоление сопротивлений течению потока (обычно это сопротивления трения). Указанная потеря механической энергии в самом же потоке переходит в эквивалентное количество тепловой энергии Qr, или dQr, и нагревает поток. Это так называемый внутренний теплообмен, оказывающий влияние на параметры потока.

В таком процессе тоже будет иметь место возвращенное тепло и внутренний теплообмен, но без отдачи полезной энергии на сторону. Эту часть процесса течения можно проанализировать по данным § 11, но только в части внутреннего теплообмена. Однако здесь имеется еще и значительный внешний теплообмен — при нагреве потока в пароперегревателе котла.

С точки зрения теплообмена, внешняя рециркуляция выгодна, когда лимитирует внутренний теплообмен, т. е. когда за счет увеличения равномерности нагрева удается получить выигрыш в скорости нагрева изделия.

В этот комплекс входят: гидродинамика, поскольку выгорание топлива происходит -в потоке; внутренний теплообмен, обеспечивающий тепловую подготовку реагирующих компонент топ-

9) интенсифицировать внутренний теплообмен.

Изоляция цилиндров, паровых коробок и паропроводов, конечно, играет важную роль в формировании температурных полей во время остановки, простоя и пуска турбины. Обычная изоляция не способна устранять внутренний теплообмен и задерживать процесс выравнивания температур в корпусах и роторах, но она может обеспечивать равномерный и небольшой отток теплоты наружу.

3-61. Внутренний теплообмен в верхней части горизонтальных труб намного хуже, чем в нижней, что обусловлено асимметрией потока смеси вследствие всплытия паровых пузырей к верхней части трубы. Поэтому области ухудшенного теплообмена в горизонтальных трубах значительно больше, чем в вертикаль-

С точки зрения интересов народного хозяйства в целом важно при составлении и организации энергобалансов предприятий возможно полно и эффективно использовать все внутренние энергоресурсы предприятий независимо от того, включаются ли они в понятия «вторичные» или «побочные» энергоресурсы по тем или иным инструкциям.

Поэтому ниже во избежание разночтения мы не будем пользоваться терминами «вторичные» или «побочные» энергоресурсы, а будем применять термин «внутренние энергоресурсы» (ВЭР), включая в это понятие все без исключения виды энергоресурсов, которые образуются на предприятиях в ходе технологических и производственных процессов и не используются по тем или иным причинам в данном технологическом агрегате, включая отходы горючего сырья, которые не используются в данном агрегате или в качестве сырья для других агрегатов как на данном предприятии, так и на других.

ВНУТРЕННИЕ ЭНЕРГОРЕСУРСЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ

3.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ «ВНУТРЕННИЕ ЭНЕРГОРЕСУРСЫ»

Часть энергоресурсов, образующихся в технологических агрегатах, принято называть вторичными энергоресурсами (ВЭР) в отличие от первичных, поступающих со стороны. Этот термин подвергают критике, так как часто трудно (особенно в сложных системах) однозначно установить, какой, собственно, энергоресурс является вторичным для энергосистемы завода в целом. Природное топливо, поступающее со стороны, можно уверенно назвать первичным. Но если, например, какая-то печь работает на доменном газе, который сам является вторичным энергоресурсом, то вопрос, каким энергоресурсом именовать физическую теплоту отходящих газов этой печи и далее пар от котла-утилизатора, становится спорным. Поэтому ниже во избежание разночтения будет применяться термин внутренние энергоресурсы (ВЭР).

В понятие «внутренние энергоресурсы» включаются все без исключения виды энергоресурсов, которые образуются на предприятиях и не используются по тем или иным причинам в генерирующих их технологических агрегатах, включая отходы горючего сырья, которые не используются в данном агрегате или в качестве сырья для других агрегатов как на данном предприятии, так и на других. При этом если за технологическим агрегатом стоит утилизационная установка (УУ), то ВЭР считается выдаваемый ею энергоресурс. Например, если за нагревательной печью стоит КУ, го ВЭР считается вырабатываемый им пар. В итоге определяется тепловой КПД комплекса, состоящего из технологического агрегата и утилизационной установки.

3.4. ВНУТРЕННИЕ ЭНЕРГОРЕСУРСЫ И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Низкопотенциальные энергоресурсы (НЭР) разных видов имеются в больших количествах как в природе, так и в производственной сфере. В данной книге рассматриваются только низкопотенциальные внутренние энергоресурсы промышленных предприятий (НВЭР). Методы использования НВЭР могут быть применены и к аналогичным природным НЭР.

В гл. 3 при рассмотрении понятия «внутренние энергоресурсы» (ВЭР) была отмечена некоторая условность отнесения к ВЭР тех или иных энергоносителей. Так, по инструкции ЦСУ при подсчетах ресурсов ВЭР к ним относится физическая теплота уходящих газов при температуре 300° С и выше. Основанием к установлению такого температурного предела является мнение, что при более низких температурах использование теплоты уходящих газов экономически не оправдывается. Но такое суждение является необоснованным. Как показывают расчеты и практика, например, в паровых котлах уходящие дымовые газы экономически выгодно охлаждать, как правило, до 140 —160° С и даже ниже. При этом уловленная единица теплоты в уходящих газах дает экономию такой же единицы теплоты топлива. Но такую же экономию топлива дает и улавливание единицы теплоты уходящих газов технологических агрегатов, если уловленная теплота используется внешними потребителями (например, КУ и т. п.). Если же уловленная единица теплоты используется на подогрев компонентов горения в высокотемпературных печах, то экономия теплоты топлива еще больше за счет увеличения доли отдачи теплоты в высокотемпературном рабочем пространстве печи (см. §2.4).

Вентиляционные системы 127, 147 Внутренние энергоресурсы 43, 56—57 Вода обессоленная 146, !47

Непрерывная разливка стали 34 Низкопотенциальные внутренние энергоресурсы 133