Підвищення ефективності використання вторинних енергоресурсів суднових енергетичних установок у рибомучному виробництві

Більшого теплового коефіцієнта можливо досягнути, якщо здійснювати регенерацію теплоти одночасно з інтенсифікацією теплопередачі у випарнику. Відвід парорідинної суміші з випарника доцільно здійснювати до настання дисперсного режиму течії. Довипаровування дисперсної суміші проводиться в РТО2 (рис. 13, а). Приріст  забезпечується за рахунок зменшення температурного напору  у випарнику з відповідним підвищенням температури кипіння t0 при незмінних параметрах середовища, що охолоджується

Підвищити енергетичну ефективність ЕХМ можна шляхом двоступінчастого ежектування (рис. 13, б), що забезпечує збільшення степені підвищення тиску в ежекторі. Коефіцієнти U і  двоступінчастої ЕХМ вище аналогічних показників одноступінчастої при tк > 35 oC, а при tк = 40 oC перевищення становить 25...30 % (рис. 12), що особливо важливо при вкрай низьких значеннях теплового коефіцієнта базового варіанта:  = 0,10...0,15. 

Перегрів пари за двоступінчастим ежектором досить високий і досягає 25...30 oC, що зумовлене тим, що вже на всмоктуванні в ежектор другого ступеню пара перегріта на 15...20 oC. Це розширює резерви регенерації теплоти на лінії всмоктування перед генератором пари (РТО1), дозволяє повністю виключити з генератора зону підігріву рідкого холодоагенту і підвищити тепловий коефіцієнт  ЕХМ на 30...35 % проти 25 % для одноступінчастого ежектування.

У схемі на рис. 13, в проміжне охолодження пари між ступенями ежектора здійснюється з відводом теплоти на довипаровування дисперсної суміші, що виходить із випарника. При цьому хоча й втрачається частина корисної холодопродуктивності -q0, все ж приріст коефіцієнта ежекції U забезпечує збільшення теплового коефіцієнта  на 5 % в порівнянні з ЕХМ із двоступінчастим ежектором.

Розроблені методики теплогідродинамічного розрахунку та математичні моделі основних елементів тепловикористовуючих контурів РМУ  конденсаторів пари, охолоджувачів повітря, були реалізовані у вигляді комп’ютерного розрахункового комплексу (рис. 14), який використовується АТВТ "Завод "Екватор", м. Миколаїв, при проектуванні та виготовленні суднових парових нагрівачів повітря ВНПМ, ВНПМС, ВНПК і хладонових повітроохолоджувачів, а також Укррибфлотом, м. Севастополь, при переведенні на рециркуляцію пари вторинного скипання рибомучних установок А1-ИЖР на рибопереробних суднах типу "Антарктида". 

 

 

1. Недостатньо висока ефективність використання вторинних енергоресурсів СЕУ викликана значними втратами теплоти з парою вторинного скипання від випарних апаратів РМУ, на які подається пара від утилізаційних котлів, та "пролітною" парою, що надходить від РМУ до холодильників забортної води. Такі значні втрати, що сягають 20...30 % теплоспоживання РМУ, зумовлені відсутністю технічних рішень, які забезпечували б комплексне використанням теплоти для виробництва як пари, так і холоду, розробка яких неможлива без створення надійної теоретичної бази проектування теплогідродинамічно вдосконалених тепловикористовуючих ежекторних паро- та холодовиробляючих контурів. 

2. У дисертації вирішено важливу для суднової енергетики науково-прикладну задачу створення теплогідродинамічно вдосконалених ежекторних паро- та холодовиробляючих контурів суднових РМУ та теоретичної бази їхнього раціонального проектування, що забезпечує комплексне використання вторинних енергоресурсів СЕУ і, як наслідок, ефективне споживання паливно-енергетичних ресурсів рибопромисловим судном у цілому.

3. Задачу підвищення ефективності використання вторинних енергоресурсів СЕУ вирішено в комплексній постановці  із використанням теплоти пари вторинного скипання та "пролітної" пари для виробництва пари і холоду, що забезпечує зменшення споживання пари самими РМУ та електроенергії системами кондиціонування для охолодження рибної муки. 

4. Розроблено методику теплогідродинамічного розрахунку та математичну модель тепловикористовуючих ежекторних паро- та холодовиробляючих контурів суднових РМУ, що становлять теоретичну базу раціонального проектування контурів. Створений програмний комплекс дозволяє моделювати теплогідродинамічні процеси в ежекторних холодовиробляючих контурах на розрахунковому та часткових режимах, визначати оптимальні параметри роботи контурів та їх теплообмінних апаратів. 

5. Виявлено резерви підвищення енергетичної ефективності ежекторних холодовиробляючих контурів РМУ, які пов’язані з інтенсифікацією теплообміну в конденсаторах і випарниках шляхом їх переходу на неповний фазовий перехід або рециркуляцію та забезпечують приріст теплових коефіцієнтів на 20...40 % і відповідно скорочення споживання пари та палива судновими РМУ порівняно з традиційною роботою. Встановлено, що застосування в ежекторних паро- та холодовиробляючих контурах двоступінчастого ежектування забезпечує скорочення споживання пари та палива судновими РМУ на 10…20 % порівняно з одноступінчастим. 

6. Розроблено раціональні схемні рішення тепловикористовуючих ежекторних контурів РМУ. Встановлено, що проста регенеративна схема забезпечує приріст теплового коефіцієнта на 20 %, а з подвійною регенерацією – 30 % порівняно з циклом без регенерації.

7. Вперше виявлено закономірності впливу інтенсивності теплообміну у випарниках і конденсаторах ежекторних тепловикористовуючих холодильних контурів суднових РМУ та двоступінчастого ежектування на енергетичну ефективність контурів. Встановлено, що з підвищенням температури конденсації (температури забортної води) абсолютний приріст теплових коефіцієнтів ежекторних контурів, зумовлений інтенсифікацією теплообміну в апаратах шляхом їх переведення на неповний фазовий перехід, дещо зменшується, а приріст завдяки двоступінчастому ежектуванню, навпаки, зростає, сягаючи 30...50 % порівняно з традиційним одноступінчастим. Отже з погіршенням умов експлуатації суднових систем кондиціонування (підвищенням температури забортної води) доцільний перехід на двоступінчасте ежектування. 

8. Розроблено та реалізовано у схемно-конструктивних рішеннях раціональні принципи утилізації теплоти вторинних енергоресурсів. Встановлено, що ступінчасте ежектування з проміжним охолодженням забезпечує скорочення витрат палива на РПС на 1…2 %. 

9. Окрім суднової енергетики, отримані результати можуть бути використані в стаціонарній енергетиці, а також в тепловикористовуючих контурах випарних установок підприємств хімічної, рибної, цукрової, переробної та інших галузей промисловості.