Утилизация теплоты агрессивных жидкостей Работа котельной установки Охлаждение конструктивных элементов высокотемпературных установок Основные типы парогазовых установок Термодинамическая оценка

Энергосбережение в энергетике и теплотехнология

Оптимальное использование теплоты уходящих газов газовых турбин

Термодинамическая оценка

В общем случае энтропия определяется следующим образом: . Изменение энтропии в любом термодинамическом процессе от состояния 1 до состояния 2 определится как интеграл:

 . (154)

Из уравнения Клайперона, записанного для состояний 1 и 2, следует, что . После подстановки в (154) данного соотношения получим:

  (155)

Поскольку коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания примерно равен 4, их можно считать идеальным газом (воздухом). Рассмотрим цикл газотурбинной установки (рис. 70).

Энтропия является параметром состояния, поэтому изменение энтропии не зависит от вида процесса. Поэтому изменение энтропии в процессах 1-2-3 равно изменению в процессе 4-1, так как в адиабатном процессе расширения газа в турбине энтропия не изменяется.

 . (156)

В случае отсутствия утилизатора за газовой турбиной p4 = p1 равенство преобразуется к виду

 

Рис. 70. Изменение энтропии в цикле ГТУ

 , или

 , (157)

где – массовая удельная теплоемкость продуктов сгорания перед турбиной, Дж/(кг×К); R = 287 Дж/(кг×К) – удельная газовая постоянная. При наличии теплообменника давление на выхлопе турбины , а температура . Тогда , откуда

 . (158)

Приравнивая левые части уравнений (157) и (158) и р1 на р4, получим

 . (159)

Недовыработка удельной (на 1 кг рабочего тела) мощности, связанная с аэродинамическим сопротивлением теплообменника-утилизатора, равна разности энтальпий рабочего тела на выходе из турбины при наличии () и отсутствии (h4) теплообменника [16]:

 . (160)

При расходе продуктов сгорания (воздуха через компрессор)  кг/с потеря мощности составит  кВт. Т. е. потеря работы (в процентах от полезной работы турбины), связанная с работой теплообменника на максимальном режиме (с аэродинамическим сопротивлением 467 Па), равна % .

Теплоснабжение от утилизационных установок компрессорных станций Рассмотрим два варианта теплоснабжения (рис. 71):теплоснабжение жилого массива от индивидуальной котельной, расположенной в самом жилом массиве;теплоснабжение жилого массива от утилизаторов газовой турбины со строительством магистрального трубопровода длиной L.

Утилизационная установка компрессорной станции Капиталовложение включают в себя две составляющие: капитальные затраты на установку теплообменника и на сооружение магистрального трубопровода теплоснабжения.

Энергосбережение промышленности Энергосбережение в котельных и тепловых сетях.

Количество теплоты, отданное продуктами сгорания, определятся выражением . (180).

Энергосбережение в теплотехнологиях Принципиальные схемы технологий и области их применения. Высокотемпературные теплотехнологические установки. Методы энергосбережения в высокотемпературных установках. Тепловой баланс высокотемпературной теплотехнологической установки.
Утилизация высокотемпературных тепловых отходов