Введение к работе
Актуальность_теш.
Вопросы экономии тепло-энергоресурсов в промышленности и металлургическом производстве приобрели особо важное значение в связи с ростом цен на энергоносители и снижением объемов добычи энергоресурсов в России. Значительный потенциал энергосбережения заключается в использовании тепловых "вторичных энергоресурсов (ВЭР). Одним из наиболее перспективных направлений использования тепловых ВЭР является широкое применение систем утилизации с использованием теплонасосных установок (ТНУ).
Лондонский протокол- ограничивает дальнейшее использование самых распространенных ТНУ на низкокипящих рабочих телах вследствие их отрицательного влияния на озоновый слой.-Поэтому преде- ' тавляют интерес разработки альтернативных вариантов ТНУ е безвредными низкокипящиш рабочими телами и газовых тепловых насосов. Применение газовых ТНУ вследствие их полной безвредности и экологической безопасности весьма привлекательно, -однако для широкого внедрения таких систем необходимо повысите их эффективность .
Значительные возможности в совершенствовании систем утилизации теплоты отходящих газов с использованием газовых ТНУ заключаются в разработке новых схем систем утилизации, повкиекии эффективности 'отдельных агрегатов установок, улучшении теплофнзи-ческих свойств рабочих тел. В связи с этим,разработку и исследование 'системы утилизации теплсты на базе газовых ТНУ, в которой реализован ряд оригинальных предложений, повышающих ее эффективность, следует считать весьмз актуальной.
Цель^работы.
Основные цели диссертационной работы: разработка и исследование системы утилизации теплоты отходящих газов от энергетических агрегатов на базе газового теплового насоса с впрыском воды в газовый тракт; разработка математической модели и методики расчета , энергетических и' эксергетических параметров системы утилизации; проведение расчетно-теоретического исследования параметров системы в зависимости от величины впрыска вода в газовый тракт; создание опытно-промышленной системы утилизации теплоты и экспериментальное исследование ее характеристик.
Предложена новая схема системы утилизации теплоты отходящих газов от энергетических агрегатов. Разработаны и опробированы математическая модель и методика расчета основных энергетических и эксергетических параметров системы утилизации.
Создан пакет программ по расчету основных энергетических и эксергетических параметров система, проведено их расчетно-тео-ретическое исследование, основные результаты которого проверены на опытно-промышленной установке.
Практическая^ценность. _
Разработанные в диссертационной работе алгоритмы и программы расчета могут быть применены для. оценки эффективности систем утилизации теплоты на базе газовых ТКУ на стадии конструкторско-технологической. проработки. Они позволяют оценить основные параметры системы и выбрать рекомендуемые режимы работы. Опытно-промышленная система утилизации * дает возможность экономить 1082 Гкал тепла в год.Годовой экономический эффект от ее использования составляет II902 руб. в ценах 1990 г.
Реализавдя_в_прошшденности.
Результаты, полученные в настоящей работе, использованы при проектировании к создании опытно-промышленной системы утилизации теплоты, внедренной на Литейном заводе АО "КамАЗ" для утилизации теплоты отходящих газов от металлургических агрегатов корпуса серого и ковкого чугуна.
Апробация_работы. -
Основные результаты диссертационной работы докладывались ка V Республиканской научно-технической конференции "Научно-производственные и социально-экономические проблемы производства автомобилей "КамАЗ"" (г.Набережные Челны, 1986г.), на II Республиканской научно-технической конференции "Механика машиностроения" (г.Набережные Челны, 1987г.), на I Всесоюзной конференции по "Математическому моделированию физико-химических процессов в энергетических установках" (КАИ,-г.Казань, 1991г.), на Всероссийской научно-технической конференции . "Научный потенциал вузов программе "Конверсия"" (KFT.Y, г.Казань, 1993г.) на научно-техни-
ческих конференциях КамїїИ-КамАЗ (г.Набережные" Челны, 1983-1988 г.г.), КАИ (Г.Казань, І988-І99І г.г.).
Публикации.
По теме' диссертации опубликовано 8 работ.
Структура и_объем_работы.
Работа состоит из введения, четырех глав,- выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 192. страницах машинописного текста, содержит .48.. рисунков, 9 таблиц.