становлено, що похибка при використанні цієї формули в діапазоні температур Т = 273-2500 До становить <3%, що допустимо для таких розрахунків. p> 7.1.2 Хімічна ексергія
Хімічна (Нульова) ексергія - це та максимальна робота, яка може бути отримана в результаті перетворення небудь речовини, тобто певного з'єднання хімічних елементів, в інші сполуки цих елементів, найбільш поширені в навколишньому середовищі і знаходяться з нею в рівновазі. Таке перетворення має здійснюватися в ході оборотної хімічної реакції при, з участю додаткових речовин (окислювача, каталізатора).
Наближено можна вважати, що хімічна ексергія являє собою теплоту реакції, взяту з протилежним знаком. Зокрема, для палива питоме значення її можна брати приблизно рівною вищої теплоті згоряння.
Для газоподібного палива, а також горючих газів, що відходять:
, (7.9)
де - Нижча теплота згоряння. p> 7.2 Ексергетичний баланс котла-утилізатора
Зміст ексергетичного аналізу становлять розрахунки складових ексергетичного балансу і ексергетичного ККД.
У відміну від балансу енергії, баланс ексергії для будь-якої установки може бути зведений лише умовно, якщо включити в число його складових ексергію, втрачену в процесах перетворення енергії. Баланс ексергії може бути записаний у двох формах, одна із яких має вигляд
, (7.10)
де - Сумарна ексергія, надходить в установку з потоками речовини та енергії; - сумарна ексергія, що йде з установки; - сума втрат ексергії в установці.
Сумарна ексергія, що надходить в котел-утилізатор складається з наступних складових:
, (7.11)
де - Хімічна ексергія суміші відведених газів з природним; - фізична ексергія потоку зазначених газів; - ексергія потоку повітря, що надходить в котел (на вході в воздухоподогреватель); - ексергія потоку живильної води, що надходить у котел (на вході в економайзер).
Величина хімічної ексергії суміші газів, що відходять з природним, що надходить за одиницю часу в котел-утилізатор, наближено обчислюється за формулою:
. (7.12)
Фізична ексергія суміші газів, що відходять з природним:
. (7.13)
Оскільки природний газ надходить з навколишнього середовища, його фізична ексергія дорівнює нулю. Тоді
, (7.14)
де br/>
; - ентальпії відхідних газів, відповідно, при й.
Ексергія повітря на вході в котел
, (7.15)
де ,, - Ентальпії повітря прі та . p> Ексергія живильної води, що надходить в котел, знаходиться у разі її попереднього підігріву як
, (7.16)
де , - Ентальпія і ентропія води при та заданому тиску в котлі (знаходяться по таблицями води і водяної пари);, - ентальпія і ентропія води при, . p> З достатнім ступенем точності і для води можуть бути обчислені за формулами і, де - теплоємність води: = 4,19 кДж/(кг Г— К).
Сумарний потік ексергії, що минає з установки, складається таким чином:
, (7.17)
де - Ексергія потоку перегрітої пари; - ексергія продуктів згоряння, що залишають котел (на виході з економайзера); - ексергія продуктів неповного окислення (хімічний недожог) суміші відхідних та природного газів в топці котла; - ексергія несгоревшего (фізичний недожог) палива (для газоподібних горючих = 0); - ексергія потоку теплоти, що втрачається через стінки котла у навколишнє середовище.
Ексергія потоку перегрітої пари
, (7.18)
де , - Ентальпія і ентропія перегрітого пару;, - ентальпія і ентропія води за умов навколишнього середовища.
Ексергія потоку йдуть з казана продуктів згоряння
, (7.19)
де br/>
.
Ексергія продуктів неповного окислення
. (7.20)
Ексергія потоку теплоти в навколишнє середовище
, (7.21)
де br/>
.
Втрати ексергії обумовлені необоротністю процесів горіння, теплообміну, тертя та ін, причому найбільший внесок вносять і, тому можна прийняти:
. (7.22)
Втрати ексергії через незворотності процесу горіння
, (7.23)
або
, (7.24)
де - ексергія продуктів згоряння в топці при адіабатної температурі горіння:
. (7.25)
Тут
.
Втрати ексергії-за кінцевої різниці температур при теплообміні
між продуктами згоряння, з одного боку, і водою, парою, повітрям, з іншого
. (7.26)
7.3 Ексергетичний ККД котла-утилізатора
Ексергетичний ККД характеризує частку корисно використаної ексергії
, (7.27)
де , - Відповідно витрачена і використана ексергії; p> - транзитна ексергія, тобто ексергія, яка проходить від входу в установку до виходу з неї, не беручи участь в процесах перетворення ене...
