Лекция 15.4: Эксергетический баланс топливосжигающего устройства

Эксергия (работоспособность) – максимальная работа, которую может совершать система в обратимом процессе при переходе от данного состояния до равновесия с окружающей средой, кДж/кг

                                                                 (33)

В общем случае эксергию подразделяют на физическую и химическую.

Физическая  эксергия вещества не равна нулю, если параметры его состояния (р  и Т) отличаются от параметров окружающей среды (р0  и Т0 ).

Химическая эксергия вещества с параметрами (р и Т) определяется работой,  которая может быть получена в обратимом  процессе установления равновесия  компонентов  вещества с соответствующими компонентами окружающей среды.

Эксергия топлива (химическая) – максимальная работа, получаемая в обратимом  процессе,  в  котором принимают участие горючие элементы топлива с кислородом воздуха. Продукты сгорания при этом должны находится в состоянии термодинамического равновесия с окружающей средой, и водяные пары в продуктах сгорания будут сконденсированы и иметь нулевую эксергию.

            Для многих топлив численное значение эксергии практически совпадает с высшей теплотой сгорания.

Эксергия теплоты – максимальная работа, которая может быть получена  от  теплоты Q,  переданной горячим источником с температурой Т  окружающей среде с температурой Т0  и численно равная работе обратного цикла Карно, осуществленного в интервале температур Т1 – Т0, кВт:

                                                                            (34)

Эксергетический баланс котельного агрегата – соотношение, оценивающее качество вырабатываемой теплоты, по отношению к параметрам окружающей среды, включающее, как в тепловом балансе, слагаемые: химическую эксергию топлива Эхт, физическую эксергию топлива Эфт и воздуха Эфв, эксергию получаемого теплоносителя (пара или горячей воды) Эпол и эксергии составляющих потерь теплоты SЭq и потерь эксергии  вследствие необратимости процесса горения Эгор, необратимости теплообмена Этепл и смешения потоков Эсм, кВт:

, или                                                             (35)

        (36)

Величины составляющих эксергетического баланса в первую очередь зависят от превышения температуры теплоносителя над температурой окружающей среды.

 Эксергетический КПД – отношение полезноусвоенной эксергии Эпол к эксергии Эзатр, затраченной на выработку теплоты, %:

                               (37)

Как правило, эксергетический КПД  не превышает половины теплового КПД. Это связано с тем,  что при высокой температуре горения    топлива, равной 1800…2200 0С,  и  образовании  продуктов сгорания высокого  теплового  потенциала, получаемый в котельном агрегате теплоноситель-водяной пар имеет значительно  меньшую температуру – 460 – 500 0С,  что снижает его энергетическую ценность

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *