Preview

Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Расширенный поиск

Моделирование конденсационной установки в среде ASPEN PLUS

https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-6-84-92

Полный текст:

Аннотация

В статье рассмотрена схема глубокой утилизации теплоты дымовых газов. Установлено, что в котельных агрегатах, работающих на природном газе, единственным путем существенного улучшения использования топлива является глубокое охлаждение продуктов сгорания до такой температуры, при которой удается сконденсировать максимально возможную часть паров, содержащихся в газах. Для анализа основных энергетических показателей конденсационной установки и оптимизации ее режимов работы было выполнено моделирование приоритетной схемы в среде Aspen Plus. В настоящей схеме присутствуют тройники, теплообменники и реактор (топка котла). Настройка тройников (смесителей) осуществляется путем задания расходов или долей двух потоков, входящих или выходящих из элемента. Топка котла моделируется в качестве реактора Гиббса, который рассчитывает химическое и термодинамическое равновесие за счет минимизации разницы энергии Гиббса продуктов и исходных веществ. С помощью компьютерной программы Aspen Plus было выполнено моделирование схемы конденсационной установки на котельном агрегате ПТВМ-100 с уточнением оптимальных режимных параметров материальных потоков и теплообменного оборудования. Проведенные расчет показывают, что при использовании конденсационного котла достигается тройной энергетический эффект: используется физическая теплота уходящих газов; используется выделяющаяся при конденсации скрытая теплоту парообразования; используется конденсат, выделяющийся из дымовых газов.

Об авторах

А. А. Михин
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Россия

Михин Антон Александрович – аспирант

г. Санкт-Петербург



В. В. Сергеев
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Россия

Сергеев Виталий Владимирович – д-р техн. наук, профессор, проректор по научной работе

г. Санкт-Петербург



Список литературы

1. Kovacevic.M., Lambic M., Radovanovic L, et al. Increasing the Efficiency by Retrofitting Gas Boilers into a Condensing Heat Exchanger, Energy Sources Pt B-Economics Planning and Policy. 2017. V.12 (5). pp. 470-479.

2. Vigants G, Galindoms G, Veidenbergs I, et al. Efficiency diagram for district heating system with gas condensing unit. Energy Procedia. 2015. V.7. pp. 119-26.

3. Sippula O., Hokkinen, J., Puustinen, H., et al. Particle emissions from small wood-fired district heating units. Energy & Fuels. 2009. N.23. pp. 2974-2982.

4. Grohn, A., Suonmaa, V., Auvinen, A., et al. Reduction of fine particle emissions from wood combustion with optimized condensing heat exchangers. Environmental Science and Technology. 2009. V.43. pp. 6269-6274.

5. EPSRC thermal management of Industrial processes // Review of Industrial Condensing Boilers Technology & Cost. 2010.

6. Burns, J.M., Tsou J. Modular steam condenser replacements using corrosion resistant high performance stainless steel tubing. 2018.

7. Che D., Liu Y., Gao C. Evaluation of retrofitting a conventional natural gas fired boiler into a condensing boiler. Energy Conversion & Management. 2004. V.45. pp. 3251-3266.

8. Hasan, A.; Kurnitski, J.; Jokiranta, K. A combined low temperature water heating system consisting of radiators and floor heating. Energy and Buildings. 2009. V.41. pp. 470-479.

9. Satyavada.H., Baldi S., Novel A. Modelling Approach for Condensing Boilers Based on Hybrid Dynamical Systems, Machines. 2016. V.4. N. 2 P.10.

10. Хачалов М.А., Юркина М.Ю. Энергосбережение в теплогенерирующих установках за счет глубокого охлаждения продуктов сгорания в конденсационных теплоутилизаторах. Сб. трудов НИУ «МЭИ», г. Москва, 2007. С. 311-316.

11. Шадек Е., Маршак Б., Крыкин И., и др. Конденсационный теплообменник-утилизатор – модернизация котельных установок // Промышленные и отопительные котельные и мини-ТЭЦ. 2014. № 3 (24).

12. Кудинов А. А., Зиганшина С. К. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. М.: Машиностроение, 2011. 374 C.

13. Lazzarin R. The importance of the modulation ratio in the boilers installed in refurbished buildings. Energy Build 2014. V.75. pp. 43–50.

14. Dan-Teodor Bălănescu, Vlad-Mario Homutescu Study on condensing boiler technology potential accounting various fuels. Procedia Manufacturing. 2019. V.32. pp.504-512.

15. Жигурс А., Церс А., Плискачев С. Опыт АО «Ригас Силтумс» в реконструкции водогрейных котлов КВГМ-50 и КВГМ-100 // Новости теплоснабжения. 2009, № 4. С. 34-39.

16. Mohammed Amer, Miao-Ru Chen, Uzair Sajjad, et al. For suitability of plastic heat exchangers for dehumidification applications. Applied Thermal Engineering. 2019. V.158. P. 113-827.

17. Kevin Michael Smith, Svend Svendsen Development of a plastic rotary heat exchanger for room-based ventilation in existing apartments. Energy and Buildings. 2015.V.107 .pp. 1-10.


Для цитирования:


Михин А.А., Сергеев В.В. Моделирование конденсационной установки в среде ASPEN PLUS. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2019;21(6):84-92. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-6-84-92

For citation:


Mikhin A.A., Sergeev V.V. Simulation of condensation unit in ASPEN PLUS. Power engineering: research, equipment, technology. 2019;21(6):84-92. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-6-84-92

Просмотров: 90


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-9903 (Print)
ISSN 2658-5456 (Online)