Теплотехнічний аналіз коксових печей

Ефективність роботи коксових печей оцінюється термічними й теплотехнічними коефіцієнтами корисної дії. Теплотехнічним коефіцієнтом корисної дії називається частка тепла, необхідного для процесу коксування, у загальній витраті тепла:

де Q_общ - загальна кількість тепла, підведеного до печі;

Q_п.г. - втрати тепла із продуктами, що відходять, горіння;

Q_пот - втрати тепла в навколишнє середовище.

Теплотехнічний коефіцієнт корисної дії робочих печей становить 72-76 %.

Термічний коефіцієнт корисної дії показує, яка частина підведеного до печі тепла теоретично може бути використана. Термічний ККД дорівнює відношенню кількості тепла, підведеного до печей, за винятком тепла що виноситься продуктами згоряння до кількості підведеного тепла, %:

Термічний коефіцієнт корисної дії вітчизняних печей перебуває в межах 81-84 %.

Для визначення теплотехнічного ККД використовують дані теплового балансу, складеного на 1000 кг шихти.

 

7 Ексегретичний аналіз коксових печей

Ексегретичний аналіз коксових печей заснований на визначенні втрат ексергій у кожному елементі аналізованої системи й кількісній оцінці причин недосконалості процесів, що протікають у них. Це дозволить знайти найбільш ефективні шляхи зменшення паливно-енергетичних витрат.

Для проведення ексергетичного аналізу доцільно представити коксову піч як термодинамічний осередок з набором вхідних і вихідних з нього теплових потоків без їхнього конкретного взаємозв'язку (модель «чорного ящика»).

Приймають температуру вхідних в осередок шихти t_ш, газу t_г й повітря t_п рівній температурі навколишнього середовища, тобто t_ш=t_г=t_п=t_о.

Отже, фізична ексергія цих теплових потоків дорівнює 0,тобто Е_ш=Е_г=Е_п=0.

Ексергію інших теплових потоків можна визначити за формулою, кДж:

де E_i - ексергія i-того теплового потоку;

Q_i - тепломісткість i-того теплового потоку;

T₀=285K;

T_i -температура в i-тому тепловому потоці на виході з термодинамічного осередку.

Енергію палива (коксового газів) звичайно приймають рівній його нижчій теплоті згоряння, кДж:

.

Втрати ексергії Д у коксовій печі розраховують як різницю вхідних статей та вихідних ексергетичного балансу.

На підставі даних розрахунку енергій теплових потоків складається ексергетичний баланс аналізованого об'єкта (табл.4).

 

Таблиця 4 - Ексергетичний баланс коксової печі

 

Прихід	Витрата
Найменування статті	Епр, кДж	Найменування статті	Евит, кДж
Ексергія вологої шихти Ексергія коксового газу Ексергія повітря Ексергія газу		Ексергія коксу Ексергія коксового газу Ексергія хімічних продуктів коксування Ексергія водяної пари Ексергія продуктів горіння Втрати ексергії у коксовій печі Втрати ексергії в навколишнє середовище	Д

 

Досконалість коксових печей буде тим вище, чим менше втрати ексергії. Ступінь досконалості даного теплотехнічного агрегату характеризує ексергетичний коефіцієнт корисної дії, % :

Зрозуміло, що при відсутності втрат на необоротність (втрат ексергії), . Показник сучасних коксових печей становить 60-62 %.

Перелік рекомендованої літератури

 

1 Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. В 2–х кн. –
М.: Химия, 1995.

2 Чечеткин А.В., Занемонец Н.А. Теплотехника : Учебник для хим.-технол. спец. вузов. – М.: Высшая школа, 1986. – 344 с.

3 Теплотехника: Учебник для вузов / А.П.Баскаков, Б.В.Берг, О.К.Витт и др. - М.:Энергоатомиздат, 1991.-224с.

4 В.И.Крутов, С.И.Исаев, А.И.Кожинов и др. Теплотехника -М.: Высшая школа, 1991.- 384с.

5 В.А.Кириллин, В.В.Сычев, Л.Е.Шейдлин. Техническая термодинамика. М.: Энергоатомиздат, 1983.- 416с.

6 Расчеты коксовых печей и процессов коксования на ЭВМ. Учебное пособие / И.В.Вирозуб, М.С.Ивницкая, Р.Е.Лейбович и др.- К.: Вища шк., 1989.- 303с.

7 Теплотехника: Учебник для студентов втузов / А.М.Архаров, С.И.Исаев, И.А.Кожинов и др.; Под общ. ред. В.И.Крутова.- М.: Машиностроение,1986.-432с.

8 Вторичные энергоресурсы и энерготехнологическое комбинирование в промышленности : Учебник для вузов / Н.А.Семененко, Л.И.Куперман, С.А.Романовский и др. - К.: Вища шк..1979.- 296с.

9 Вторичные энергетические ресурсы черной металлургии и их использование/ Ю.И.Розенгард, Б.И.Якобсон, З.А.Мурадова.-К.: Вища шк.,1988.-328с.

10 Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине "Энерготехнология химических производств" / Е.И.Збыковский, П.Л.Новицкий.- Донецк: ДПИ,1991.-26с.