Порівняльний аналіз ексергетичної ефективності теплоутилізаційних систем котельних установок
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya3(67).2023.017Анотація
Необхідність забезпечення ефективної роботи теплоутилізаційних систем енергетичних установок визначає важливість та актуальність досліджень, що проводяться в цій галузі. Метою роботи є підвищення ексергетичної ефективності теплоутилізаційних систем різного призначення. Наводяться результати розв’язування завдань, необхідних для досягнення поставленої мети:
- надати теплоутилізаційні системи різного призначення у вигляді структурних схем з ідентифікацією ексергетичних потоків теплоносіїв;
- обрати ексергетичні критерії оцінки ефективності для теплоутилізаційних систем різного призначення, розрахувати їх значення та провести порівняльний аналіз;
- розробити рекомендації щодо використання теплоутилізаційних систем різного призначення з урахуванням особливостей їх застосування.
Для досліджень використано комплексну методику, що поєднує структурно-варіантні методи ексергетичного аналізу з методами представлення ексергетичних балансів у матричній формі. Розглядалися три типи теплоутилізаційних систем з різною кількістю теплоносіїв для споживання утилізованої теплоти. Розроблено структурні схеми теплоутилізаційних систем різного призначення з ідентифікацією ексергетичних потоків теплоносіїв між окремими дискретними елементам. Критеріями оцінювання ексергетичної ефективності обрано ексергетичні втрати, теплоексергетичний критерій та ексергетичний ККД. Одержано їх значення для теплоутилізаційних систем та їх елементів за різних величин відносної потужності котла. Найбільші ексергетичні втрати відбуваються у водогрійному теплоутилізаторі, димососі та насосній системі, найменші – у повітрогрійному теплоутилізаторі та газопідігрівачі. Підвищення відносної потужності котла призводить до збільшення відносного внеску ексергетичних втрат водогрійного теплоутилізатора, а також насосної системи і системи трубопроводів в сумарні ексергетичні втрати у теплоутилізаційній системі. Встановлено, що збільшення кількості теплоносіїв у теплоутилізаційній системі та використання раціональних шляхів зниження загальних ексергетичних втрат підвищує ефективність теплоутилізаційних систем. Подальші розробки в цій галузі дозволять забезпечити підвищення ексергетичної ефективності теплоутилізаційних систем різного призначення.
Ключові слова: теплоутилізаційні системи; критерії ефективності; ексергетична ефективність
Посилання
Zare, V., Moalemian, A. (2017). Parabolic trough solar collectors integrated with a Kalina cycle for high temperature applications. Energy, exergy and economic analyses. Energy Conversion and Management.2017.151.681-692. [Link] [DOI:10.1016/j.enconman.2017.09.028].
Picallo-Perez, A., Sala, J. M., Tsatsaronis, G., Sayadi, S. (2019). Advanced Exergy Analysis in the Dynamic Framework for Assessing Building Thermal Systems, Entropy, vol. 22, no. 1, Dec., p. 32, doi: 10.3390/e22010032.
Sayadi, S., Tsatsaronis, G., Morosuk, T. (2020). Splitting the dynamic exergy destruction within a building energy system in-to endogenous and exogenous parts using measured data from the building automation system”, Int. J. Energy Res. vol. 44, no. 6, Feb., pp. 4395–4410, doi: 10.1002/er.5213.
Seyitoglu, S.S., Dincer, I., Kilicarslan, A. (2017). Energy and exergy analyses of hydrogen production by coal gasification. International Journal of Hydrogen Energy. № 42. P.2600.
Fialko, N., Stepanova, A., Navrodska, R., Meranova, N., Sherenkovskii, J. (2018). Efficiency of the air heater in a heat recovery system at different thermophysical parameters and operational modes of the boiler. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 6/8 (96). P. 43-48. DOI: 10.15587/1729-4061.2018.147526.
Stepanova, A. (2016). Analiz rabotosposobnosti ustanovki s kombinirovannoy teploutilizatsionnoy sistemoy dlia podogreva vody i dutevogo vozdukha kotloagregata [Analysis of the application combined heat recovery systems for water heating and blast air of the boiler unit]. Industrial Heat Engineering, 38(4), 38-46. DOI: https://doi.org/10.31472/ihe.4.2016.06.
Fialko, N., Stepanova, A., Navrodska, R., Shevchuk, S. (2021). Comparative analysis of exergetic efficiency of methods of protection of gas exhaust tracks of boiler installations Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 3/8 (111). P.42-49. Doi 1015587/1729. 4061.2021/234026 ISSN 1729-3774 4061.2021/234026.
Fialko, N., Stepanova, A., Navrodska, R., Gnedash, G., Shevchuk, S. (2021). Complex metods for analysis of efficiency and optimization of heat-recovery system. Scientific and innovation. 17(4). P.11-18. Doi.org/ 10.15407/scine17.04.011
Fialko, N., Stepanova, A., Navrodskaya, R. (2019). Study of the efficiency of a combined heat utilization system using the graph theory methods. International scientific journal "Internauka". №15(1). P.61-63.
Fialko, N., Stepanova, A., Navrodskaya, R., Presich, G. (2019). Localization of exergy losses in the air heater of the heat-recovery system under different boiler operating modes. "International scientific journal "Internauka". №12(74). P.30-33.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
