Энергосбережение в химико-технологических системах с низкопотенциальными вторичными энергоресурсами : на примере производства азотоводородной смеси для синтеза аммиака

• Автор: Аршиненко, Игорь Анатольевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Смоленск
• Количество страниц: 187 с. : ил.

1.1. Химикотехнологическая система как объект рассмотрения

1.2. Типовые задачи анализа и синтеза в химикотехнологических системах.

1.3. Математическое моделирование химикотехнологических и теплотехнологических систем

1.4. Расчет химикотехнологических систем

1.5. Методы решения систем нелинейных алгебраических уравнений. . . .

1.6. Постановка задачи анализа тепловых схем химикотехнологических систем промышленных предприятий

Выводы по главе

Глава 2. Общие принципы решения задач энергосбережения.

2.1. Пути энергосбережения в теплотехнологических и химикотехнологических системах.

2.2. Описание структуры разработанного программного обеспечения . . . .

Выводы по главе

Глава 3. Разработка энергосберегающих мероприятий для химикотехнологической системы конверсии метана при производстве азотоводородной смеси на ОАО Дорогобуж
3.1. Описание производства.
3.2. Утилизация теплого воздуха с межступенчатых охладителей компрессора воздуха
3.2.1. Оценка сроков окупаемости.
3.3. Подогрев первичного воздуха дымовыми газами.
3.3.1. Описание используемых математических моделей
3.3.2. Исходные данные и результаты расчета
3.3.3. Оценка сроков окупаемости.
3.4. Частичная утилизация теплого воздуха с межступенчатых охладителей компрессоров воздуха и синтез газа.
3.4.1. Описание используемых математических моделей
3.4.2. Исходные данные и результаты расчета
3.4.3. Оценка сроков окупаемости.
3.5. Подогрев теплого воздуха с межступенчатых охладителей
3.5.1. Описание используемых математических моделей.
3.5.2. Исходные данные и результаты расчета.
3.5.3. Оценка сроков окупаемости
3.6. Предварительный подогрев воздуха дымовыми газами.
3.6.1. Описание используемых математических моделей.
3.6.2. Исходные данные и результаты расчета.
3.6.3. Оценка сроков окупаемости
3.7. Утилизация теплого воздуха с межступенчатых охладителей
3.7.1. Описание используемых математических моделей.
3.7.2. Исходные данные и результаты расчета.
3.7.3. Оценка сроков окупаемости
3.8. Утилизация теплого воздуха с подогревом дымовыми газами трубчатой печи первичного риформинга.
3.8.1. Описание используемых математических моделей.
3.8.2. Исходные данные и результаты расчета.
3.8.3. Оценка сроков окупаемости
3.9. Утилизации теплого воздуха с подогревом дымовыми газами трубчатой печи и огневого подогревателя
3.9.1. Описание используемых математических моделей.
3.9.2. Исходные данные и результаты расчета.
3.9.3. Оценка сроков окупаемости
3 Обобщение полученных результатов
Выводы по главе.
Выводы по работе Литература Приложения
ВВЕДЕНИЕ


Хотя конкретные ХТС отличаются большой сложностью и разнообразием структур, практически все конкретные структуры могут быть при помощи декомпозиции или агрегации элементов сведены к небольшому числу типовых структур с характерным соотношением направлений соединяющих потоков. Структура ХТС имеет большое значение не только для организации данного конкретного технологического процесса, но и для расчта, оптимизации и управления им. ХТС промышленных предприятий на более высоком качественном уровне. Несмотря на большое разнообразие ХТС по структуре, типу функционирования, другим признакам, задачи, возникающие при исследовании, создании и управлении ими имеют много общего, что позволяет сделать некоторые обобщения. ХТС, как расходы, температуры и составы технологических потоков, к. ХТС и т. ХТС. Первые две группы задач связаны с проблемой разработки новых химикотехнологических и теплотехнологических систем. Автором предложена следующая формулировка задачи проектирования химикотехнологических и теплотехнологических систем определение структуры тепловой схемы, конструктивных и режимных параметров установки для выполнения производственных задач, обеспечивающих минимизацию максимизацию критерия эффективности при заданной системе ограничений. Техникоэкономическими критериями эффективности функционирования аппаратов и ХТС в целом являются капитальные, эксплуатационные и приведенные затраты, а также приведенный доход и прибыль 7, 8. Третья и четвертая группа задач связаны с проблемой повышения эффективности эксплуатации действующих систем. Б определение оптимальных режимных параметров эксплуатируемых систем. Решение указанных задач связано с переработкой большого количества информации, оценкой множества вариантов и требует использования специальной методологии. Сущность системного подхода к комплексной научнотехнической проблеме повышения эффективности теплообменных процессов и систем рассмотрена в работе 9. Химикотехнологические и теплотехнологические системы анализируют на основе комплексного использования методов термодинамики, теории теплои массообмена, экономики и др. Обычно на первом этапе используются термодинамические методы , , а на последующих этапах проводится анализ процессов гидродинамики, тепло и массопереноса . Ряд работ по анализу функционирования котлоагрегатов, паровых и газовых турбин, электростанций, объектов промышленной теплотехники основаны на использовании описанного подхода . Применительно к объектам химикотехнологических систем современные тенденции и методы анализа изложены в работах , 3, 4, 7, 9. В работах 7, , , , предложена методология автоматизированного синтеза высокоэффективных технологических систем выделены классы исходных задач синтеза, возникающие при проектировании производств обобщены, развиты и обоснованы специальные процедуры принятия решений в системах автоматизированного проектирования при синтезе структуры технологической системы с оптимальными удельными расходами материальных ресурсов. Широкое применение методы структурного анализа и изучения с помощью математического моделирования и вычислительной техники сложных систем используются не только в химической технологии, но также и в электроэнергетике, в автоматизированных системах управления и пр. В работе 9 рассматриваются принципы создания библиотеки модулей расчета стандартной теплообменной аппаратуры для анализа теплообменных систем. Эта библиотека использована в составе программноматематического обеспечения для автоматизированного проектирования технологических схем теплообменных систем. Аналогичные разработки были сделаны и другими авторами , . Основные аспекты современных системных методов анализа теплотехнических установок и систем излагаются в работах , 5 и др. В этих работах сделаны попытки использования численных методов и ЭВМ для оптимизации различных теплоэнергетических установок, рассмотрены и описаны математические модели установившихся и переходных процессов и алгоритмы их расчетов. Современные ХТСдостаточно сложные объекты. Поэтому анализ современных ХТС разумно проводить не в общей трудно обозримой сложности, а по частям. Следует пытаться выделить в ней подсистемы в их связи между собой, легче поддающиеся изучению и моделированию.