Использование водородной металлогидридной системы для повышения энергоэффективности стекловарного производства
Ключевые слова:
стекловарное производство, энерготехнологический комплекс, водород, металлогидридная система, тепломассообменные процессыАннотация
Наиболее эффективным способом использования энергетического потенциалу вторичных энергоресурсов промышленных предприятий сегодня считается применение когенерационных утилизационных систем. Это дает возможность получить одновременно тепловую и электрическую энергию и значительно уменьшить тепловые потери. В работе предложено для предприятия по производству листового стекла использование дополнительной утилизационной системы для использования теплоты дымовых газов стекловарных печей. Проанализировано современное состояние использования водорода во время производства стекломассы. Разработана схема энерготехнологического комплекса с водородной турбиной и металлогидридной системой для комбинированного производства электрической и тепловой энергии. Проведено расчетно-теоретическое исследование с целью определения основных параметров работы водородной теплоутилизационной системы в диапазоне температур дымовых газов от 523 до 673 К, а также эффективности ее применения. С использованием разработанной математической модели процессов тепломассообмена в гидридах металлов получены данные относительно режимных параметров работы термосорбционного компрессора, позволившие определить конструктивные характеристики металлогидридной системы в целом. В результате проведенного расчетного исследования получены характеристики теплоносителя в ключевых точках водородного контура, определена мощность водородной турбоустановки. Электрическая энергия, вырабатываемая в ней, может быть использована для электролизера водородной станции предприятия. Кислород, образовавшийся во время процесса электролиза, добавляется к воздуху горения, что даст возможность повысить температуру горения топливной смеси и увеличить производительность стекловарной печи. Таким образом, комплекс предложенных мероприятий по утилизации энергетического потенциала дымовых газов стекловарных печей даст возможность повысить энергоэффективность производства листового стекла и конкурентоспособность стекловарных предприятий.Библиографические ссылки
Solovei, V. V., Chorna, N. A., & Koshelnik, O. V. (2011). Rozrobka naukovo-tekhnichnykh pryntsypiv stvorennia teplovykorystovuiuchykh metalohidrydnykh system [Development of scientific and technical principes in making heat applying metal hydride systems]. Enerhozberezhennia. Enerhetyka. Enerhoaudyt – Energy saving. Power engineering. Energy audit , no. 7 (89). pp. 67–73 (in Ukrainian).
Koshelnik, O. V. & Chorna, N. A. (2012). Rozrobka ta analiz skhem vysokoefektyvnykh vodnevykh enerhoperetvoriuiuchykh ustanovok [Development and analysis of highly efficient hydrogen power installations circuits]. Visnyk NTU «KhPI». Ser.: Enerhetychni ta Teplotekhnichni Protsesy i Ustatkuvannya − Bulletin of the NTU "KhPI". Series: Power and Heat Engineering Processes and Equipment, no. 7, pp. 170–174 (in Ukrainian).
Matsevytyi, Yu. M., Rusanov, A. V., Solovei, V. V., & Koshelnik, О. V. (2015). Rozrobka termohazodynamichnykh osnov stvorennia vysokoefektyvnykh vodnevykh turboustanovok z termokhimichnym styskom robochoho tila [Development of thermodynamic bases for the creation of high-efficiency hydrogen turbines with thermochemical compression of the working fluid]. Voden v alternatyvnii enerhetytsi ta novitnikh tekhnolohiiakh [Hydrogen in alternative energy and new technologies (In V. V. Skorokhod, (Ed.)]. Kyiv: КІМ, pр. 261–267 (in Ukrainian).
Kondrashov, V. I. (Ed.) (2005). Proizvodstvo listovogo stekla float-sposobom [Production of sheet glass by float method]. Saratov: Saratovstroysteklo, 35 p. (in Russian).
Solovey, V. V., Shmalko, Yu. F., & Lototskiy, M. V. (1998). Metallogidridnyye tekhnologii. Problemy i perspektivy [Metal hydride technologies. Challenges and Prospects]. Problemy mashinostroyeniya – Journal of Mechanical Engineering, vol. 1, no. 1, pp. 115–132 (in Russian).
Chorna, N. A. (2013). Udoskonalennia matematychnoi modeli teplomasoobminnykh protsesiv u vodnevykh metalohidrydnykh systemakh [Improvement of mathematical model of heat and mass transfer processes in hydrogen metal hydride systems]. Problemy mashynobuduvannia – Journal of Mechanical Engineering, vol. 16, no. 3, pp. 68–72 (in Ukrainian).
Chorna, N. A. & Hanchyn, V. V. (2018). Modeling heat and mass exchange processes in metal-hydride installations. Journal of Mechanical Engineering, vol. 21, no. 4, pp. 63–70. https://doi.org/10.15407/pmach2018.04.063
Matsevityy, Yu. M. (2003). Obratnyye zadachi teploprovodnosti: v 2-kh t. T. 2. Prilozheniya [Inverse problems of heat conduction: in 2 vols. Vol. 2: Applications]. Kiyev: Nauk. dumka, 392 p. (in Russian).
Ivanovskiy, A. I., Popovich, V. A., Solovey, V. V., & Makarov A. A. (1987). Issledovaniye rezhimnykh kharakteristik metallogidridnykh termosorbtsionnykh kompressorov [Study of operational characteristics of metal hydride thermosorption compressors]. Voprosy atomnoy nauki i tekhniki. Seriya: Atomnaya vodorodnaya energetika i tekhnologiya – Problems of atomic science and technology. Series: Hydrogen atomic energy and technology, iss. 3, pp. 56–61 (in Russian).
Khzmalyan, D. M. & Kagan, Ya. A. (1976). Teoriya goreniya i topochnyye ustroystva [Combustion theory and furnace devices]. Moscow: Energiya, 248 p. (in Russian).
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2019 Natalia A. Chorna
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).
