Размещено на http://www.allbest.ru/

29

29

УДК 62-69

Государственный университет имени Шакарима города Семей, Казахстан, Восточно-Казахстанская область, город Семей

«Оценка эффективности работы котельного агрегата»

Мусатаев Е.?., Степанова О.А.

E-mail: ermek_mysataev_93@mail.ru

Аннотация

энергетический котельный агрегат топливо

В данной статье приведены результаты исследования по оценке эффектиности котельного агрегата на основе эксергетического анализа

Ключевые слова: котельный агрегат, эксергетический КПД котельного агрегата, КПД брутто котельного агрегата, эффективность, характеристики угля.

Угольная промышленность в Казахстане является одной из самых развитых. Казахстан занимает лидирующие места по добыче угля в странах СНГ. Стратегия развития страны на период до 2050 года предусматривает развитие топливно-энергетического комплекса, так как обеспечение населения тепловой и электрической энергией производится в основном за счет ТЭЦ. Топливноэнергетический баланс, энергобезопасность страны и надежность энергоснабжения потребителей ведется за счет использования угля, в виде основного вида топлива, запасы которого, зачастую, создаются в виде складов (на год или несколько лет).

На сегодняшний день, такие развитые страны как США, Германия и др., вновь рассматриваю угольные технологии, как одни из наиболее перспективных, в рамках государственных и национальных программ.

Но энергоблоки ТЭС и ТЭЦ, которые работают на угле, показывают худшие характеристики в сравнении с энергоблоками аналогами, которые работают на газе, как при отклонении параметров, так и на переходных режимах [1].

Существует большое количество методов, которые оценивают эффективность технологий теплоэнергетики, на основе разных показателей, коэффициентов и т. д., но некоторые из них не имеют ясного физического смысла.

Одним из главных недостатков, который показывает эффективность работы системы является то, что в них термодинамические потери учитываются вместе с механическими, химическими, гидро- и аэродинамическими потерями, а так же с потерями через изоляцию, с затратами энергии, которые идут на собственные нужды, и др[2].

Эксергия системы - это показатель, который характеризует максимальную работоспособность этой системы в обратимом процессе. В то же время, эксергия - это форма превратимой энергии, которая не ограниченна, и которая потребляется в разных технологических процессах.

Метод эксергетического анализа позволяет сравнивать различные энергетические системы на основе эксергетического баланса, который более точный относительно классического теплового метода.

Цель работы: на основе эксергетического анализа определить эффективность работы котельного агрегата.

Задачи: опеределить и сравнить значения КПД брутто и эксергетический КПД котельного агрегата.

Этапы проведения работы представлены на рисунке 1.

Так как паровые котлы являются одним из основных объектов энергетических систем, действие работы которых преобразовывать энергию топлива в тепловую и электрическую энергию, то правильная оценка эффективности его работы, т. е. определение КПД котельного агрегата, наиболее влияет на правильность определения совершенства и эффективности энергетической системы в целом.

На основании «классического» термодинамического анализа данной составной единицы системы установлено, что паровые котлы имеют достаточно высокий уровень эффективности. Тем не менее, с позиций анализа, основанного на эксергетическом подходе к оценке эффективности паровых котлов, многими исследователями сделан вывод, опровергающий данный факт и доказывающий, что в составе действующих электростанций именно в котельном агрегате имеют место наибольшие потери эксергии [3].

Создание новых высокоэффективных экологически чистых технологий сжигания топлива и правильная оценка эффективности работы котельного агрегата может быть достигнута только на основе исследований химической структуры углей и зависимости физических и химических свойств и характеристик топлива[4]. Для расчетов выбраны три вида угля распространённых в Казахстане, качественные характеристики которых занесены в таблицу 1.

Рисунок 1 - Этапы проведения работы

Таблица 1 - Качественные характеристики углей

Для сжигания угля был выбран котел ДКВР-10-13 с параметрами, которые занесены в таблицу 2 [5, 6].

Таблица 2 - Параметры котла ДКВР-10-13

В соответствии с методикой произведены расчеты, в результате которых получены КПД брутто и эксергетический КПД котельного агрегата марки ДКВР - 10 - 13, при сжигании в нем выбранных углей. Связь КПД брутто котельного агрегата и эксергетического КПД котельного агрегата показывает формула определения эксергетического КПД котельного агрегата:

где _К.А - эксергетический КПД котельного агрегата;

_К.А - КПД брутто котельного агрегата

Полученные данные отображены на графиках (рис. 2).

Рисунок 2 - Графики зависимости КПД

После проведенных расчетов и анализе полученных данных видно, что КПД брутто котельного агрегата больше эксергетического КПД. Это связанно с тем, что метод эксергетического анализа учитывает потери эксергии от необратимости процессов горения топлива и теплообмена в элементах котла.

Список литературы

1. Дворцевой А.И. «Эксергетический анализ влияния параметров регулирования пылеугольных теплофикационных энергоблоков на перерасход топлива»: дис / А.И. Дворцевой - Новосибирск, НГТУ, 2010. - [Режим доступа] https://dvs.rsl.ru/semgu/Vrr/SelectedDocs?docid=%2Frsl01004000000%2Frsl01004615000%2Frsl01004615446%2Frsl01004615446.pdf

2. Ильин Р.А. «Термодинамический анализ эффективности комбинированных теплоэнергетических технологий»: дис / Р.А. Ильин - Астрахань, АГТУ, 2004. - [Режим доступа] https://dvs.rsl.ru/semgu/Vrr/SelectedDocs?docid=%2Frsl01002000000%2Frs l01002729000%2Frsl01002729118%2Frsl01002729118.pdf

3. Батухтин А.Г., Пинигин В.В. «Особенности теплового и эксергетического расчета котлоагрегатов ТЭС» Издательство«Академия Естествознания», 2013 год

4. Гладун Т.Г. «Термодинамический анализ процессов топливного использования углей с учетом структурных характеристик органической массы»: дис / Т.Г. Гладун - Москва, ИГИ МТиЭ РФ, 1993. - [Режим доступа] https://dvs.rsl.ru/semgu/Vrr/SelectedDocs?docid=%2Frsl01000000000%2Frsl01000263000%2Frsl01000263184%2Frsl01000263184. pdf

5. Соколов Б.А. Паровые и водогрейные котлы малой и средней мощности: учеб.пособ. для вузов / Б.А. Соколов.- М.: Академия, 2008. (Высш.проф.образование. Энергетика).

6. Кибарин, А.А. Режимы работы и эксплуатация котельных установок: учеб.пособие / А.А. Кибарин.- Алматы: АИЭС, 2008.

Размещено на Allbest.ru