Задача - Контнольная работа по основам энергосбережений и энергетическому менеджменту

Конденсат «глухого» пара от теплотехнологических аппаратов, использующих водяной пар как теплоноситель в количестве Мк (т/ч), поступает в закрытый теплоизолированный конденсатосборный бак с температурой t1',°С. Возврат конденсата в котельную производится с температурой t1" = 80°С. Определить возможный выход ВЭР от утилизация тепла конденсата в утилизационном водоводяном теплообменнике для подогрева воды. Температура воды на входе в теплообменник - утилизатор t2',°С, на выходе t2" ,°С, коэффициент теплопередачи К (Вт/м2·град). Рассчитать экономию условного топлива от использования ВЭР, если КПД, учитывающий потери тепла теплообменником и на тракте между источникам ВЭР и потребителем, равен ηут = 0,92, действительный фонд времени работы основного оборудования  (ч), коэффициент несоответствия режима и числа часов работы основного и утилизационного оборудования равен β.

Определить также массовый расход горячей воды, поверхность нагрева водаводяного теплообменника-утилизатора,  заводскую эффективность использования тепла ВЭР (прирост чистой прибыли за счет экономии условного топлива) и срок окупаемости капиталовложений. Теплоемкость воды  cр = 4,19 (кДж/кг·град). Капитальные вложения в установку, включая затраты на проектные, строительные работы, оборудование и монтажные работы Кут (у.е.), нормативный коэффициент капиталовложений Ен = 0,15, годовые эксплуатационные расходы (издержки) Суcт (у.е.).

Дано:                

1. Возможная выработка тепла в утилизационной установке за счет использования ВЭР определяется по формуле:

                 (кДж),                                                                   (1)

где Q – возможный выход ВЭР (кДж), cр – теплоемкости смеси, (кДж/кг·град), β – коэффициент несоответствия режима и числа часов работы утилизационной установки и основного оборудования; η – КПД утилизационной установки,   – действительный фонд времени работы основного оборудования (ч), =V·р – выход ВЭР от теплотехнологических аппаратов (кг/ч)= Мк –  количество теплоносителя (кг/ч)

 =100000 · 4,19 · (130 – 80) · 0,8 · 0,92 · 5200 = 8,0180 ·1010 кДж

2. Заводскую эффективность использования тепла от внедрения и  использования ВЭР можно определить по упрощенному выражению и определяется:

Пзат = Ен·Куст+Суст, (у.е.)                                                                         (2)

где: Куст – капиталовложения в утилизационную установку ВЭР (у.е.); Суст – годовые эксплуатационные расходы (у.е.); Ен = 0,15 – годовые эксплуатационные расходы (у.е.); Пзат = Ен·Куст+Суст = 0,15·220000 + 50000  = 83000 у.е.

3. Экономия условного топлива от использования ВЭР определяется:

 =  (кг),  ΔЭ = Ву.т. · ву.т. (у.е.)                                                                  (3)

 = = 2,737 · 106 (кг)              

где Q – возможный выход ВЭР в (кДж); ву.т. = 45 у.е./т – цена 1т. условного топлива

ΔЭ = Ву.т. · ву.т. = 2,737 · 103 · 45 = 123165 у.е.         

4. Срок окупаемости капиталовложений определяется:

Т =  =  = 3,007=3 года                                    (4)

5. Массовый расход горячей воды определяется из уравнения теплового баланса теплообменника-утилизатора:

 (кДЖ/ч),                                  (5)

 = 19,2·106 кДж/ч=5,3 Дж/с

 = = 7,64 ·104 кг/ч                                          (6)

6. Поверхность нагрева теплообменника находится из уравнения теплопередачи:

 (кВт)                                                                                           (7)

   ,                                                                                       (8)

Поверхность нагрева теплообменника находится из уравнения теплопередачи (формула 8)

Поверхность нагрева теплообменника:

F =                                                                                                                   (9)

где  К - коэффициент теплопередачи,

, - больший и меньший перепад температур теплоносителей.

°С

°С

 = 65 °С

F =  = = 1,599 ·105 м2

 Ответ: