Энергетическая эффективность бумагоделательной машины определяется технологией организации тепловых потоков в ее сушильной части. Сушка бумаги является наиболее энергетически затратным этапом производства бумажной продукции, так как наибольшее количество водяных паров выделяется именно в сушильной части БДМ.
Рациональное распределение потоков воздуха и паровоздушной смеси в сушильной части способствует повышению производительности и стабилизации работы машины.
Литературный обзор. Тепловой режим сушильной части обеспечивается входящей в еѐ состав пароконденсатной системой. Существующие системы теплоснабжения с каскадным распределением давления, в состав которых входят, как правило, двухступенчатые теплорекуперационные установки позволяют частично утилизировать низкопотенциальную теплоту отработавшего пара и сушильного воздуха.
Материалы и методы: Авторами были произведены расчеты сушильной части действующей бумагоделательной машины. Распределение энергии по функциональным частям БДМ в случае традиционной технологической схемы позволяет сделать следующий вывод: при незначительной доле удаляемой влаги в сушильной части БДМ (0,7 %), потребление энергии здесь максимально. Анализ приращений эксергии показывает, что практически все элементы теплового процесса сушки характеризуются низкими значениями эксергетических КПД. На основании эксергетического анализа в статье выделяются основные направления повышения степени термодинамического совершенства технологического процесса в сушильной части бумагоделательной машины.
Результаты и обсуждение: Предполагается, что глубокая внутренняя регенерация теплоты паровоздушной смеси для нагрева исходного воздуха позволит увеличить эксергетический КПД теплорекуперационной установки и снизить отвод теплоты в окружающую среду. Рассматривается эффективность разработки и реализации замкнутого цикла использования паровоздушной смеси в сушильной части. Организация замкнутого цикла предусматривает, что воздух, в основном, несет технологическую нагрузку, то есть является транспортным агентом в переносе влаги и теплоты по замкнутому контуру.
Выводы: Проведенные расчеты показывают, что эксергетический КПД процессов в рекуперационной установке сушильной части бумагоделательной машины действующих производств составляет 28,6 % против 66,29 % в предложенном способе. В целом, эксергетический КПД сушильной части БДМ в случае реализации замкнутого цикла паровоздушной смеси будет равен 72,4 %.
The energy efficiency of the drying section of paper machine is determined by the technology of heat flows arrangements in it. Paper drying is the most energy-consuming stage of paper production. The thermal mode of the drying section is provided by the steam condensate system which is a part of it. Analysis of exergy increments shows that almost all elements of the drying thermal process are characterized by low exergy efficiency. The main ways for increasing the degree of thermodynamic perfection of the processes occurring in the drying section of the paper machine are identified based on the exergy analysis. It is assumed that the deep internal heat recovery of the steam-air mixture for heating the source air will increase the exergy efficiency of the heat recovery plant and reduce heat removal to the environment. The effectiveness of development and implementation of a closed cycle use of steam-air mixture in the drying section was examined. Building a closed cycle provides that the air mainly has a process duty, that is, it is a transport agent for the transfer of moisture and heat along a closed circuit. The calculations show that the exergy efficiency of the processes in the recovery unit of the drying section of the paper machine of the existing production is 28.6% against 66.29% for the proposed method.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.