Повышение эффективности рудничных компрессорных установок за счет утилизации вторичных энергоресурсов

• Автор: Жаткин, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 177 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ.
Введение.
1. Аналитический обзор системы утилизации вторичных энергоресурсов рудничных компрессорных установок.

1.1.Общая характеристика вторичных энергоресурсов

1.2.Вторичные энергоресурсы рудничных компрессорных установок

1.3.Тепловые насосы в системе утилизации ВЭР РКУ

1.4. Анализ современного состояния производства и использования парокомпрессорных тепловых насосов
1.5. Влияние параметров окружающей среды на эффективность работы теплового насоса совместно РКУ

1.6. Способы повышения эффективности тепловых насосов

1.6.1 Использование современных рабочих агентов

1.6.2. Действительный цикл ТНУ и способы его реализации

1.6.3. Математическое моделирование ТНУ
1.7. Обоснование выбора задачи исследования
2. Аналитические исследования утилизации тепловой энергии.
2.1. Влияние параметров ТНУ на ее эффективность
2.2. Оценка влияний потерь в элементах ТНУ
2.2.1. Анализ внешних потерь в ТНУ
2.2.2. Анализ внутренних потерь в ТНУ
2.3. Влияние типа применяемого рабочего агента в ТНУ
2.4. Влияние разности температур между ВЭР и теплопотребителем
2.5. Влияние переохлаждения рабочего агента
2.6. Влияние двухступенчатого сжатия в компрессоре ТНУ на его характеристики
2.6.1. Методика расчета ТНУ с двухступенчатым сжатием
2.6.2.. Влияние применения двухступенчатого сжатия рабочего агента на
характеристики ТНУ
Выводы по второй главе
3. Моделирование и аналитическое исследование работы ТНУ при утилизации ВЭР РКУ.
3.1. Математическая модель парокомпрессионной ТНУ
3.1.1 Постановка задачи для математического моделирования ТНУ
3.1.2. Математическая модель компрессора ТНУ
3.1.3 Математическая модель конденсатора ТНУ
3.1.4. Математическая модель испарителя ТНУ
3.1.5. Базовые уравнения математической модели ТНУ
3.1.6. Исходные данные расчёта параметров режима совместной работы элементов ТНУ
3.2. Анализ работы ТНУ в составе РКУ
3.2.1. Определение тепловых потерь с поверхностей отапливаемых
зданий с учетом влияния скорости ветра
3.2.2 Методика расчета комбинированной ТНУ с учетом влияния скорости ветра
3.3. Анализ эффективности применения ТНУ с целью утилизации
ВЭР РКУ

3.3.1. Анализ традиционной схемы подогрева сетевой воды
3.3.2 Методика расчета традиционной схемы подогрева сетевой воды
на ТЭЦ
3.3.3.Тепловой расчёт традиционной схемы подогрева сетевой воды
3.3.4. Анализ схемы подогрева сетевой воды ТНУ с ВЭР РКУ на новых рабочих агентах
Выводы по третьей главе
4. Технико-экономическая оптимизация ТНУ с учетом переменных нагрузок и вариантов утилизации ВЭР РКУ.
4.1. Постановка задачи технико-экономического обоснования
4.2. Исходные данные для технико-экономических исследований ТНУ с утилизацией ВЭР РКУ
4.3. Результаты оптимизации ТНУ использующей в качестве источника низкопотенциального тепла ВЭР РКУ
4.4. Экономическая эффективность использования ТНУ в схемах утилизации ВЭР РКУ
Выводы по четвертой главе
5. Определение технико-экономических показателей и разработка процесса утилизации ВЭР РКУ подземного рудника ОАО «Гайский ГОК».
5.1. Исходные данные для определения ТЭП
5.2. Анализ ТЭП ТНУ для вариантов теплоснабжения подземного рудника ОАО «Гайский ГОК»
5.3. Мониторинг системы утилизации ВЭР РКУ для подземного рудника ОАО «Гайский ГОК»
5.3.1 Реализация задачи утилизации ВЭР РКУ

В среднетемпературных ТНУ с температурой tK=80°C и ниже используются хладоны: R134a, R152a, смеси хладонов R22 и R142b, а в низкотемпературных - хладоны R22, R407, R600a с с температурой конденсации ниже 55°С.
В зарубежных ТНУ в основном используются хладоны: в
среднетемпературных - R134a, в низкотемпературных - R22 и R407c. Высокотемпературные ТНУ, в связи с отсутствием необходимости нагрева теплоносителей для отопления и ГВС свыше 60°С, не применяются.
Прежде чем рассматривать свойства хладонов, остановимся на основных требованиях, предъявляемых к ним. Требования к хладонам подразделяются на следующие группы:
-экологические - озонобезопасность, низкий потенциал глобального потепления, негорючесть и нетоксичность;
-термодинамические - большая объемная холодопроизводительность; низкая температура кипения при атмосферном давлении; невысокое давление конденсации; хорошая теплопроводность; малые плотность и вязкость хладона, обеспечивающие сокращение гидравлических потерь на трение и местные сопротивления при его транспортировке; максимальная приближенность к заменяемым хладонам (для альтернативных озонобезопасных хладонов) по давлениям, температурам, удельной объемной холодопроизводительности и холодильному коэффициенту; -эксплуатационные - термохимическая стабильность, химическая совместимость с материалами и холодильными маслами, достаточная взаимная растворимость с маслом для обеспечения его циркуляции, технологичность применения; негорючесть и не взрывоопасность; способность растворять воду; незначительная текучесть; наличие запаха, цвет и т. д.;
-экономические - наличие товарного производства, доступные (низкие) цены.
Хладоны, отвечающие перечисленным требованиям, найти практически
невозможно, поэтому в каждом отдельном случае выбирают хладон с учетом