Термодинамічний аналіз теплотехнологічного комплексу цукрового виробництва: енергетичні та ентропійні характеристики підприємства
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.205148Ключові слова:
цукрове виробництво, термодинамічний аналіз, ентропійний метод, енергетична ефективність, ресурсозбережні заходиАнотація
Представлено апробацію методики термодинамічного аналізу теплотехнологічного комплексу цукрового виробництва на прикладі аналізу підприємства типової конфігурації.
На сьогодні термодинамічний аналіз систем цукрового виробництва переважно реалізований на основі класичного енергетичного методу. Незначні спроби використати потенціал другого закону термодинаміки у вигляді адаптації ексергетичного методу не набули системного характеру.
В основі застосованої методики спільний аналіз загальних синтетичних і аналітичних балансів маси, енергії та ентропії. Така методика дозволяє кількісно оцінювати рівень досконалості існуючих та пропонованих теплових схем. Також вплив на їх досконалість заходів з підвищення енергетичної ефективності і може бути застосована як для оптимізації енергетичних характеристик діючих, так і під час проектування нових підприємств цукрової промисловості.
Показано, що термодинамічний аналіз теплотехнологічного комплексу цукрового виробництва як єдиної системи дозволяє аналізувати основні фактори впливу на енергетичну ефективність комплексу безвідносно до перебігу процесів, що реалізуються в ньому. Такий підхід також можна ефективно використовувати для швидкої оцінки термодинамічної досконалості підприємства та визначення його «енергозберігаючого потенціалу».
За результатами енергетичного аналізу встановлено взаємозв’язки між підведеними до системи паливно-енергетичними ресурсами та джерелами їх втрат і запропоновано комплекс заходів зі зменшення впливу кожного з цих факторів на витрату ресурсів.
Ентропійний аналіз виявив внутрішні та зовнішні причини необоротності процесів, а принцип «енергетичної компенсації необоротності» дозволив скласти рейтинг основних недосконалостей і визначити оптимальну послідовність реалізації ресурсозбережних заходів.
Результати аналізу підтвердили ефективність методики, що забезпечує комплексне дослідження, оперуючи лише фундаментальними законами та принципами класичної термодинаміки на відміну від методик, в основі яких енергетично-ексергетичні характеристики
Посилання
- Vasilenko, S., Samiilenko, S., Bondar, V., Bilyk, O. (2020). Complex thermodynamic analysis of the heat-technological complex of sugar production: analysis method. Technology Audit and Production Reserves, 2 (1 (52)), 4–11. doi: https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.202026
- Sama, D. A. (1995). The Use of the Second Law of Thermodynamics in Process Design. Journal of Energy Resources Technology, 117 (3), 179–185. doi: https://doi.org/10.1115/1.2835338
- Kaushik, S. C., Reddy, V. S., Tyagi, S. K. (2011). Energy and exergy analyses of thermal power plants: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15 (4), 1857–1872. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.12.007
- Borsukiewicz-Gozdur, A. (2013). Exergy analysis for maximizing power of organic Rankine cycle power plant driven by open type energy source. Energy, 62, 73–81. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2013.03.096
- Liao, G., E, J., Zhang, F., Chen, J., Leng, E. (2020). Advanced exergy analysis for Organic Rankine Cycle-based layout to recover waste heat of flue gas. Applied Energy, 266, 114891. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114891
- Karellas, S., Braimakis, K. (2016). Energy–exergy analysis and economic investigation of a cogeneration and trigeneration ORC–VCC hybrid system utilizing biomass fuel and solar power. Energy Conversion and Management, 107, 103–113. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.06.080
- Kamate, S. C., Gangavati, P. B. (2009). Exergy analysis of cogeneration power plants in sugar industries. Applied Thermal Engineering, 29 (5-6), 1187–1194. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2008.06.016
- Taner, T., Sivrioglu, M. (2015). Energy–exergy analysis and optimisation of a model sugar factory in Turkey. Energy, 93, 641–654. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.09.007
- Taner, T., Sivrioglu, M. (2015). Data on energy, exergy analysis and optimisation for a sugar factory. Data in Brief, 5, 408–410. doi: https://doi.org/10.1016/j.dib.2015.09.028
- Tekin, T., Bayramoğlu, M. (1998). Exergy Loss Minimization Analysis of Sugar Production Process from Sugar Beet. Food and Bioproducts Processing, 76 (3), 149–154. doi: https://doi.org/10.1205/096030898531963
- Dogbe, E. S., Mandegari, M. A., Görgens, J. F. (2018). Exergetic diagnosis and performance analysis of a typical sugar mill based on Aspen Plus® simulation of the process. Energy, 145, 614–625. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.12.134
- Samiylenko, S., Vasylenko, S., Buliandra, O., Shtanheev, K., Shutyuk, V. (2012). Methodological principles of thermodynamic analysis of heat-exchange systems of sugar production. Part 2. Naukovi pratsi Natsionalnoho universytetu kharchovykh tekhnolohiy, 45, 43–52.
- Albdoor, A. K., Ma, Z., Cooper, P., Ren, H., Al-Ghazzawi, F. (2020). Thermodynamic analysis and design optimisation of a cross flow air to air membrane enthalpy exchanger. Energy, 202, 117691. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117691
- Zagrodskiy, S. (1984) Teplovoe hozyaystvo saharnyh zavodov. Moscow: Legkaya i pishchevaya promyshlenost', 128.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Sergii Vasilenko, Sergii Samiilenko, Vоlоdymyr Bondar, Olena Bilyk, Vitaliy Mokretskyy, Wlodzimierz Przybylski
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
