Вестн. Самар. Гос. Техн. Ун-та. Сер. Технические науки. 2009. №3 (25) Краткие сообщения icon

Вестн. Самар. Гос. Техн. Ун-та. Сер. Технические науки. 2009. №3 (25) Краткие сообщения


Смотрите также:
Вестн. Самар. Гос. Техн. Ун-та. Сер. Технические науки. 2009. №1 (23) Краткие сообщения...
Вестн. Самар. Гос. Техн. Ун-та. Сер. Технические науки. 2009. №2 (24) Краткие сообщения...
Вестн. Самар. Гос. Техн. Ун-та. Сер. Технические науки. 2010. №2 (26) Краткие сообщения...
Л. В. Абдрахманова формирование профессиональных коммуникативных умений...
М. С. Кузнецова [и др.]; Самар гос техн ун-т. Самара : [б и.], 2011. 129 с ил. Библиогр.: с...
С. В. Щепалов // Вестн. Рос ун-та дружбы народов. Сер.: Юрид науки. 2006. № С. 183-187...
Методические рекомендации к контрольной работы Самара...
Методические указания для выполнения контрольной работы Самара...
Дианова Н. Т., Королькова И. А. и др. // Актуальные вопросы экологии, социологии...
Монография бийск...
В. А. Харитонов введение в технологию...
Методические рекомендации по выполнению индивидуальных заданий по дисциплине «Делопроизводство и...



Загрузка...
страницы:   1   2
скачать


ВЕСТН. САМАР. ГОС. ТЕХН. УН-ТА. СЕР. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. 2009. № 3 (25)


Краткие сообщения


УДК 621.375


ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЦЕССОРНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

В ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ


В.Н. Астапов1, В.В. Плешивцев2

1 Самарский государственный аэрокосмический университет им. ак. С.П. Королева

443086, Самара, Московское шоссе, 34

2 Самарский государственный технический университет,

443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244


^ Рассматривается анализ проведения косвенных, совокупных, совместных и статистических измерений входных воздействий, а именно носителей информации о значении измеряемой величины – октанового числа (диэлектрической проницаемости, скорости ультразвука (УЗ), температуры и т.д.).


Ключевые слова: процесс измерения, интеллектуальные устройства, микропроцессор, аналого-цифровое преобразование, косвенные, совокупные измерения, октаномер, линеаризация


Для уяснения сути процесса измерения, осуществляемого «интеллектуальными» устройствами, обратимся к формализованному описанию измерительной процедуры [1],

(1)

где результат измерений (именованное число), [Октан. число, плотность (кГ/см3) и т. д.];

– преобразования, выполняемые в аналоговой форме;

– преобразования, выполняемые в цифровой форме;

– аналого-цифровое преобразование;

– входное воздействие (носитель информации о значении измеряемой величины *) [диэлектрическая проницаемость, скорость ультразвука (УЗ) и т.д.].

При проведении косвенных, совокупных, совместных и статистических измерений необходим ряд функциональных преобразований. Выполнение в числовой форме преобразований и легло в основу косвенных, совокупных, совместных и статистических измерений. Применение процессоров в составе разработанных устройств контроля качества и технологических параметров в нефтепереработке существенно расширяет возможности и повышает метрологический уровень процессорных устройств контроля.

По аналогии с (1) общий вид уравнения обыкновенных косвенных измерений может быть представлен следующим образом:

(2)

где оператор, представляющий вспомогательные аналоговые измерительные преобразования, которые требуют обязательного выполнения обратного преобразования () (изменение вида величины, нормализация и т.п.);

– операторы, представляющие собой преобразования, которые реализуют положенную в основу косвенных измерений функциональную связь между измеряемой величиной и входным воздействием , т.е.



Из (2) следует, что

и

Поскольку совокупные и совместные измерения могут быть представлены аналогичным уравнением при многомерном входном воздействии, можно ограничиться уравнением (2).

Косвенные измерения с помощью процессорных измерительных устройств, которые получили название «интеллектуальные датчики», открывают принципиально новые возможности по проведению измерительного процесса (косвенных измерений) в реальном масштабе времени с высокими метрологическими характеристиками.

Универсальный октаномер [2, 3] АС-2004, относящийся к классу приборов, осуществляющих совокупные и косвенные измерения, представляет собой многоканальную измерительную систему. Измерительные цепи в данном случае содержат различные первичные и вторичные измерительные преобразователи, а также коммутатор, АЦП и процессор. Каждой измерительной цепи (результату измерения каждой величины) ставится в соответствие свой коэффициент масштабирования, учитывающий характеристики выполняемых преобразований.

В случае измерения октанового числа бензина, являющегося сложной измерительной процедурой в отличие от прямого измерения, операция масштабирования осуществляется следующим образом. Пусть результат прямых обыкновенных измерений получается с применением нормализации (изменения значения) входного воздействия. Такая процедура может быть представлена уравнением [1]

,

где интервал квантования.

При выполнении преобразования, обратного нормализации, в числовой форме (деление на а) значение масштабного коэффициента остается тем же. Однако при фиксированном a можно совместить операции масштабирования и деления на а, приняв следующее значение коэффициента масштабирования:

. (3)

Введение подобного «сквозного» коэффициента масштабирования позволяет заменить периодическую подстройку составляющих измерительную цепь блоков по результатам поверки простой корректировкой значения . Коэффициент масштабирования будет одинаковым для всего диапазона измерений, если аналоговое преобразование носит линейный характер. Тогда, полагая, что



где nААЦ – число разрядов АЦП,

получим

а из (3) следует:



Если аналоговые преобразования имеют нелинейный характер, совместить операцию масштабирования с обратным преобразованием не удается. В этом случае используем так называемую программную линеаризацию градуировочной характеристики измерительной цепи и масштабирование. Метод программной линеаризации градуировочной характеристики выполняется процессором по алгоритму, реализованному в его программном обеспечении.

Уравнение измерений при этом запишется следующим образом:





Процессором выполняются два измерительных преобразования – обратное аналоговому и масштабирование. Использование «интеллектуальных» измерительных устройств создает возможность повышения степени использования априорной и текущей информации о свойствах объекта измерений и условиях измерительного процесса с помощью адаптивных и итеративных измерительных процедур.


^ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК


  1. Цветков Э.И. Процессоры в измерительной цепи // Измерения. Контроль. Автоматизация – 1988. – №2.

  2. Патент РФ № 2305283. Способ измерения октанового числа бензинов / Астапов В.Н.; 2007. Бюл. №24.

  3. Патент № 2207557 РФ. Устройство для измерения октанового числа бензина / Астапов В.Н.; 2003. Бюл. №18.

Статья поступила в редакцию 27 августа 2009 г.


UDC 621.375


^ APPLICATION OF PROCESSOR MEASURING DEVICES IN

PHYSICOTECHNICAL RESEARCHES


V.N. Astapov, V.V. Pleshivcev


The analysis of carrying out of indirect, cumulative, joint and statistical measurements of entrance influences, namely data carriers about value of the measured size – octan-numbers (dielectric permeability, speed of ultrasound (US), temperature etc.) is considered.


Keywords: measurement process, intellectual devices, microprocessor, analogue-digital transformation, indirect, cumulative measurements, octanometr, linearization.

УДК 621.311.1.018


^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИИ ВОЛН ПРИ РАСЧЕТЕ

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ НА ОБОРУДОВАНИИ

ПОДСТАНЦИЙ


А.С. Гнеушев, А.С. Добросотских, Л.Г. Мигунова

Самарский государственный технический университет,

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская 244.

E-mail: dob_as@rambler.ru


Рассматриваются вопросы определения перенапряжений с учетом затуханий и деформации волн. Изложенный метод позволяет реализовать на ЭВМ определение деформации волн за счет влияния земли при распространении их по отрезкам линии, соединяющих узлы схемы подстанции.


Ключевые слова: перенапряжения, деформация волн, функция искажения, оригинал, интеграл Карсона.


При определении перенапряжений, возникающих на оборудовании подстанции при набегании с линии волн атмосферных перенапряжений, необходимо учитывать затухание и деформацию волн, образующихся как от влияния импульсной короны, так и от воздейтвия сопротивления земли и прово­дов. Влияние импульсной короны может быть учтено по методике, предложенной Шатиным [1], которая основана на приближенной замене отрезка коронирующей линии равным отрезком некоронирующей и ди­намической емкостью, зависящей от напряжения. Поэтому в настоящей работе рассматривается задача, связанная с учетом влияния сопротивления земли и проводов, поскольку при определении перенапряжений возникают затруднения, обусловленные многократными отражениями от узловых точек подстанции. Выражение для искаженной волны мо­жет быть представлено в виде

, (1)

где операторное изображение волны до и после пробега по линии длиной операторная функция.

При переходе к оригиналу с помощью интеграла Дюамеля

, (2)

где оригинал изображения волны, возникает необходимость интегрирования на каждом шаге по време­ни, так как под знаком интеграла находится функция с запаздывающим аргументом, что значительно затрудняет использование метода «шаг за шагом», нашедшего широкое применение при численных расчетах распространения волн в схемах подстанции. Это затруднение можно обойти, если подобрать для функции более простое приближенное выражение. В работе [2] в качестве такой прос­той функции предлагается передаточная функция соединения, состоящего из нескольких RC-звеньев (рис.1).

Считая, что волна распространяется по линии только с запаздыванием, включаем на её конце звенья искажения. Напряжения и могут быть определены последовательно на каждом шаге методом подкасательной или волновым методом [4].




Р и с. 1. RC-звенья, имитирующие искажение волны из-за влияния сопротивления
земли и проводов


Однако авторы [1, 2] не дают метода выбора параметров звеньев искажения. Это может быть сделано при использовании метода «мнимых частот», предложенного Орурком [4].

Напряжение при принятых условиях может быть записано в виде, аналогичном (1):

, (3)

где

, (3а)

, ,

где , корни приведенного полинома .

Нетрудно видеть, что операционному изображению (3а) соответствует оригинал

. (4)

Приравнивая и , полагаем ,,.

Выбираем при этом m из условия описания с необходимой точностью и . Это позволяет образовать систему из m условных уравнений:

, (5)

где неизвестными являются и .

Система нормальных уравнений может быть получена с помощью матричного преобразования [4], соответствующего обработке (5) по методу наименьших квадратов. Принимая матричное обозначение

,

где матрица, транспонированная по отношению к М,

, ,

можно записать:

, (6)

откуда получаем систему из двух уравнений с двумя неизвестными

. (7)

Здесь обозначения ясны из (6).

Решая (7) и подставляя полученные значения ,.и , в (3а), можно определить параметры цепочек, если предварительно принять для определенности ( – волновое сопротивление).

Практика расчетов на ЭВМ показывает, что определитель системы (7) часто бывает близок к нулю, что приводит к значительным ошибкам при её решении. Поэтому целесообразно производить уточнение вектора решения N с помощью алгоритмов уточнения [4].

Определение параметров звеньев искажения, являющихся элементами матричного экспоненциала , связано с вычислением при вещественных значениях оператора р интегральных выражений, учитывающих влияние сопротивления земли. С этой целью произведено табулирование интегралов Карсона при вещественных р. Учитывая то обстоятельство, что длины отрезков линий, соединяющих узлы подстанции, относитель­но невелики (в большинстве случаев не более 200-500 метров), можно пренебречь искажением в каналах, обладающих малым затуханием, считая, что волна в них запаздывает без искажения на время пробега по данному отрезку линии. При этих условиях параметры звеньев ис­кажения определяются только для земляного канала (три фазы – земля).

Изложенный метод позволяет удобно реализовать на ЭВМ определение деформации волн за счет влияния земли при распространении их по отрезкам линии, соединяющих узлы схемы подстанции. Однако необходимость численного определения параметров цепочек для кон­кретных условий и длин отрезков линий несколько затрудняет его применение. Формульное решение этой задачи можно получить при ис­пользовании приближенного выражения для функции искажения [3]

, (8)

где коэффициент для земляного канала трехпроводной линии. Для однопроводной линии можно воспользоваться выражением [1]

, (9)

где магнитная проницаемость, сопротивление земли (100-300 Ом/м), средняя высота подвеса.

Производя в (8) подстановку

, (10)

получим

, (11)

где

, а (12)

аргумент интеграла вероятности .

Т
Р и с. 2. Зависимость корня x1 от длины пробега x
еперь, используя метод «мнимых частот», определим параметры эквивалентной цепочки искажения для изображения . Формально в этом случае коэффициенты полинома ,и корни ,, определенные при решении (7), должны оставаться постоянными при любых и . Здесь следует учитывать, что функции иска­жения, определенные по формулам (8) и (11), дают несколько преувеличенную деформацию волны [1, 2]. Поэтому при расчете не­обходимо вводить соответствующую коррекцию, которая окончательно выражается в зависимости корня от длины пробега . График представлен на рис. 2. Практика расчетов показывает, что при этом может оставаться постоянным ().

Нетрудно заметить, что при применении для вычисления оригинала (3) метода подкасательной [4] можно использовать и в качестве смещения подкасательной, произведя предварительно пересчет для реальной длины отрезка линии по формулам, вытекающим из (10) и (12):

,

. (13)

С


равнение результатов показывает возможность использования описанной методики для приближенного определения деформации волн вследствие влияния сопротивления земли при расчётах перенапряжения непосредственно на подстанции. Следует заметить, что функция искажения рассчитывается для прямоугольной и единичной волн.


^ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК


  1. Кадомская К.П., Лавров Ю.А., Рейхердт А.А. Перенапряжения в электрических сетях различного назначения и защита от них. – Новосибирск: изд-во НГТУ, 2004 – 368 с. – (Серия «Учебники НГТУ».)

  2. Костенко М.В., Кадомская К.П., Левинштейн М.Л., Ефремов И.А. Перенапряжения и защита от них в воздушных и кабельных электропередачах высокого напряжения. – Ленинград: Наука, 1988. – 303 с.

  3. Костенко М.В., Ефимов Б.В., Зархи И.М., Гумерова Н.И. Анализ надежности грозозащиты подстанций. – Л.: Наука, 1981. – 126 с.

  4. Левинштейн М.Л. Операционное исчисление и его приложения к задачам электротехники. Изд. 2 доп., Л.: Энергия, 1972. – 360 с.

Статья поступила в редакцию 3 июня 2009 г.


UDC 621.311.1.018


^ DETERMINATION OF OVERVOLTAGES, APPEARS

ON SUBSTATION EQUIPMENT


А.S. Gneushev, А.S.Dobrosotskich, L.G.Migunova

Samara State Technical University

244, Molodogvardeyskaya str., Samara, 443100


Questions of overvoltages determination with taking into account the waves fading and deformation are considered. Worded method let realized on computer the waves deformation determination at the expense of earth influence with spread them on lines section, connecting circuit nodes of substation.


Key words: overvoltages, waves deformation, distortion function, original, Carson's Integral.


УДК 620.97


^ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ ТЕПЛОТЫ

В ОГНЕТЕХНИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ


Д.И. Пащенко

Самарский государственный технический университет,

443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244


Рассмотрен механизм термохимической регенерации теплоты в промышленных огнетехнических установках. Проведен анализ условий протекания процесса. Выполнен сравнительный анализ применения термохимической регенерации теплоты на примере методической печи.


Ключевые слова: конвертированный газ, равновесный состав, реактор-реформер, термохимическая регенерация, энергосбережение


В соответствии с Указом Президента Российской Федерации «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики» [1] необходимо осуществить снижение к 2020 году энергоёмкости валового внутреннего продукта Российской Федерации не менее чем на 40% по сравнению с 2007 годом, а также обеспечить рациональное и экологически ответственное использование энергии и ресурсов.

Прогнозные оценки специалистов показывают, что расчетная потребность в энергоресурсах в 2020 году достигнет значения 2,67 млрд т.у.т. Предполагаемые объемы добываемых энергоресурсов значительно меньше – всего около 1,265 млрд т.у.т. Выходом из ситуации является активное проведение энергосберегающей политики [2]. Наиболее быстро возрастают объемы потребления газового топлива. Его преимуществами являются высокие энергетические характеристики, доступность и экологическая чистота. Этот вид используется практически во всех огнетехнических промышленных установках, КПД которых зачастую не превышает 30-40%, в то время как КПД современных паровых и водогрейных котлов близок к своему максимуму.

Для большого числа огнетехнических установок представляет интерес утилизация теплоты высокотемпературных отходящих дымовых газов за счет термохимической регенерации (ТХР). Сущность ТХР тепла отходящих дымовых газов, как показал Семененко [3], заключается в использовании их физического тепла для предварительной эндотермической переработки исходного топлива, которое при этом получает больший запас химически связанного тепла. Процесс сопровождается реакциями парового (1) и углекислотного (2) риформинга метана, а также реакцией водяного газа (3).

СН4 + Н2О = СО + 3Н2 – 206300 кДж/кмоль; (1)

СН4 + CO2 = 2СО + 2Н2 – 247600 кДж/кмоль; (2)

СО + Н2О = CO2 + Н2 – 41100 кДж/кмоль. (3)

В общем виде протекающие в реакторе реакции описываются уравнением

СН4 + k(CO2 + 2Н2О + 7,52N2)=αСО + βН2 + γN2 + εCH4 – (1-ε)220300 кДж/кмоль. (4)

При условии полного окисления метана и стехиометрического расхода дымовых газов коэффициенты перед соответствующими компонентами реакции запишутся в виде

k=1/3; α=4/3; β=8/3; γ=2,51; ε=0. (5)

За счет использования термохимической регенерации теплоты предполагается увеличение КПД промышленных огнетехнических установок до 90-95%. Необходимым условием осуществимости процесса ТХР – температура отходящих дымовых газов должна быть не менее 700-800 0С. Продукты риформинга природного газа содержат горючие компоненты (СО, Н2, СН4), которые могут быть использованы как энергетическое топливо этой ОТУ, снижая при этом потребление исходного топлива. Кроме того, горючие компоненты могут быть использованы в химической технологии для производства аммония, метанола и других веществ органического синтеза, а также водорода.

Общая реакция риформинга природного газа (4) протекает с увеличением объема продуктов реакции, поэтому в соответствии с принципом Ле-Шателье увеличение давления снижает степень конверсии природного газа. Увеличение температуры реакции приводит к увеличению значений констант равновесия реакции паровой (1) и углекислотной (2) конверсии метана и снижению константы равновесия реакции водяного газа (3), что приводит к увеличению степени конверсии природного газа. Реакция (4) сильно эндотермична, температура на выходе из реактора-риформера обычно на 25-30 0С выше, чем равновесная. Анализ значений констант равновесия для реакций (1)-(3) показывает, что для обеспечения приемлемой степени конверсии природного газа в реакторе необходимо, чтобы температура дымовых газов была выше 700 0С.

В табл. 1 показан состав конвертированного газа (синтез-газа), полученного в реакторе-риформере при подаче в реактор 1 кмоль СН4 при стехиометрическом расходе дымовых газов () и при количестве дымовых газов, в два раза большем стехиометрического (), давление в реакторе считаем постоянным (р=0,098МПа). Общая масса входящей в риформер компонентной смеси равна Gвх1=66,1кг при и Gвх2=116,2кг при . В табл. 1 также представлены полная теплота сгорания конвертированного газа и коэффициент трансформации теплоты .

Т а б л и ц а 1

^ Равновесный состав конвертированного газа


Т,0С



Состав продуктов риформинга, %

,

МДж



Н2

СО

СН4

Н2О

СО2

N2

527

1,0

17,97

4,84

13,96

6,49

7,41

49,34

860,55

1,0726




2,0

14,57

3,21

6,92

9,48

8,81

57,00

878,54

1,0950

727

1,0

36,69

18,05

2,42

1,42

1,00

40,43

988,76

1,2324




2,0

26,72

12,36

0,27

6,20

4,11

50,34

1013,69

1,2634

927

1,0

40,43

20,24

0,28

0,20

0,08

38,78

1018,34

1,2692




2,0

26,07

13,84

0,01

7,20

2,80

50,08

1024,36

1,2768

1127

1,00

40,87

20,45

0,05

0,03

0,02

38,59

1022,01

1,2738




2,00

25,36

14,55

0,01

7,91

2,09

50,08

1027,29

1,2804

При риформинге природного газа, проводимом с участием пара и диоксида углерода, водорода образуется больше, чем монооксида углерода, поэтому при сжигании конвертированного газа снижаются выбросы диоксида углерода, в результате чего уменьшается загрязнение окружающей среды. Для численного определения снижения выбросов диоксида углерода необходимо провести анализ равновесного состава конвертированного газа и его энергетических характеристик, приведенных в табл. 1. Количество тепла, полученного при сжигании 1 кмоль метана, равно 802,33 МДж, при этом в атмосферу выбрасывается 44 кг диоксида углерода. При сжигании конвертированного газа с равновесным составом, полученным риформингом метана при Т=1127 0С, 44 кг диоксида образуются при сгорании 6,50 кмоль конвертированного газа, при этом выделяется 1027,29 МДж тепла. Таким образом, при сжигании реформированного газа при равном количестве выбрасываемого диоксида углерода возможно получение большего количества полезной теплоты. Другими словами, сжигание продуктов реакции, полученных при риформинге метана, снижает выбросы диоксида углерода в окружающую среду в сравнении со сжиганием метана на 19-21%.

Принципиальная схема использования термохимической регенерации для утилизации теплоты отходящих дымовых газов за методической нагревательной печью представлена на рисунке.



После методической нагревательной печи 2 дымовые газы а разделяют на два потока, первый поток g подают в термохимический реактор-риформер 3, активированный никельсодержащим катализатором, в который также подается природный газ е, где в результате протекания реакции (4) образуется конвертированный газ f с общим газовым составом СО, Н2, СО2, Н2О, СН4. Второй поток дымовых газов i направляют на поверхностный обогрев реактора. Остаточную теплоту второго потока дымовых газов утилизируют в воздухоподогревателе 1, в котором происходит нагрев холодного дутьевого воздуха с до температуры горячего воздуха d, в результате чего дымовые газы охлаждаются до температуры потока b.

В табл. 2 приведены результаты расчета технологических и энергетических параметров работы методической нагревательной печи с утилизацией теплоты: а) за счет использования термохимической регенерации; б) за счет физической утилизации теплоты (подогрев дутьевого воздуха до 500 0С); в) без утилизации. Здесь tотх – температура отходящих дымовых газов; Qпечи – тепловая нагрузка печи; Vотх – объем отходящих дымовых газов; Нотх – энтальпия отходящих дымовых газов; Qфиз – физическое тепло дутьевого воздуха; tгв – температура дутьевого воздуха; Qхим – химически связанное тепло; Qрек – общее количество рекуперированной теплоты; tух – температура уходящих дымовых газов; Нух – энтальпия уходящих дымовых газов; Р – коэффициент рекуперации теплоты; – КПД методической нагревательной печи.


Т а б л и ц а 2

^ Энергетические параметры методической нагревательной печи





Термохимическая

регенерация

Подогрев воздуха

Без утилизации

Вид топлива

Синтез-газ

Природный газ

Природный газ

tотх, 0С

800

1000

800

1000

800

1000

Qпечи, кДж/м3

50611,33

52076,17

42341,20

42341,20

35820,00

35820,00

Vотх, м33

14,03

14,03

10,52

10,52

10,52

10,52

Hотх, кДж/м3

16180,74

21479,73

12590,30

15616,20

12590,30

15616,20

Qфиз, кДж/м3

5941,36

6521,20

6521,20

6521,20

0,00

0,00

tгв, 0С

500

500

500

500

20

20

Qхим, кДж/м3

8849,97

9734,97

0,00

0,00

0,00

0,00

Qрек, кДж/м3

15253,33

16756,17

7021,20

7021,20

0,00

0,00

tух, 0С

91

353

411

593

800

1000

Нух, кДж/м3

1288,64

5223,76

6096,10

9095,00

12590,30

15616,20

P

0,943

0,780

0,511

0,417

0,000

0,000



0,961

0,854

0,830

0,746

0,649

0,564


Присутствие водорода в конвертированном газе способствует обеспечению гомогенности топливной смеси, в результате чего увеличивается эффективность рабочих процессов, протекающих в камере сгорания. Связано это, главным образом, с очень высокой скоростью распространения фронта горения этого газа. Низкая скорость распространения фронта горения угарного газа (41 см/с) компенсируется высоким значением этого параметра для водорода (250 см/с), тем самым обеспечивается устойчивое и полное сгорание конвертированного газа.

Внедрение систем утилизации теплоты отходящих дымовых газов на действующих огнетехнических установках будет сопровождаться увеличением объема дымовых газов, поступающих в газоход после рабочей камеры (см. табл. 2). Таким образом, при внедрении описанного способа утилизации необходимо предварительно произвести аэродинамический расчет газодымового тракта. Данный способ на вновь сооружаемых ОТУ следует также использовать после уточненного аэродинамического расчета. Это связано с тем, что объем дымовых газов в случае термохимической регенерации теплоты превышает аналогичный показатель для случая термической регенерации на ~40%.

Как видно из табл. 2, при использовании утилизации теплоты за счет термохимической регенерации значение КПД методической нагревательной печи значительно возрастает, что приводит к большей экономии топлива. Снижение выбросов диоксида углерода на 19-21% существенно улучшает экологические характеристики печи. Как показал Тапинасси [4], при сжигании конвертированного газа происходит существенное снижение выбросов оксидов азота NOх в атмосферу. Таким образом, применение термохимической регенерации не только приводит к увеличению энергетической эффективности работы печи, но и обеспечивает улучшение экологических показателей работы печи.

В заключение необходимо отметить следующие преимущества использования термохимической регенерации теплоты:

  • этот метод обеспечивает значительную экономию топлива в промышленных огнетехнических установках и позволяет получать практически полную рекуперацию теплоты отходящих дымовых газов;

  • для обеспечения приемлемой степени конверсии природного газа в реакторе-риформере необходимо, чтобы температура дымовых газов была выше 700 0С;

  • выбросы диоксида углерода снижаются на 19-21%, а также происходит значительное снижение выбросов NOx;

  • предложенный способ включения углекислого газа в технологический топливный цикл является перспективным направлением развития этого подхода, с которым связана возможность существенного расширения сырьевых ресурсов и значительного возврата СО2, в том числе и в горючую массу топлива;

  • реактор-риформер выполняет роль «химического трансформатора», т.е. обеспечивает трансформацию физической теплоты дымовых газов в химическую энергию конвертированного газа (синтез-газа).


^ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК


  1. Указ Президента Российской Федерации №889 от 4 июня 2008 года.

  2. Данилов О.Л. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. – М.: МЭИ, 2004. – 64 с.

  3. Семененко Н.А. Вторичные энергоресурсы промышленности и энерготехнологическое комбинирование. – М.: Энергия, 1983. – 278 с.

  4. Tapinassi L. Exergy analysis of the recuperative auto thermal reforming (R-ATR) and recuperative reforming (R-REF) power cycles with CO2 removal // Energy. – 2004. – №29. – P. 2003-2024.

Статья поступила в редакцию 30 июня 2009 г.


UDC 620.97





Скачать 373,01 Kb.
оставить комментарий
страница1/2
Дата25.11.2011
Размер373,01 Kb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх