Використання водневої металогідридної системи для підвищення енергоефективності скловарного виробництва
Ключові слова:
скловарне виробництво, енерготехнологічний комплекс, водень, металогідридна система, тепломасообмінні процесиАнотація
Найбільш ефективним засобом використання енергетичного потенціалу вторинних енергоресурсів промислових підприємств сьогодні вважається застосування когенераційних утилізаційних систем. Це дає змогу отримати одночасно теплову та електричну енергію та значно зменшити теплові втрати. У роботі запропоновано для підприємства з виробництва листового скла використання додаткової утилізаційної системи для використання теплоти димових газів скловарних печей. Проаналізовано сучасний стан використання водню під час виробництва скломаси. Розроблено схему енерготехнологічного комплексу з водневою турбіною та металогідридною системою для комбінованого вироблення електричної та теплової енергії. Проведено розрахунково-теоретичне дослідження з метою визначення основних параметрів роботи водневої теплоутилізаційної системи в діапазоні температур димових газів від 523 до 673 К, а також ефективності її застосування. З використанням розробленої математичної моделі процесів тепломасообміну в гідридах металів отримані дані щодо режимних параметрів роботи термосорбційного компресора, що дозволили визначити конструктивні характеристики металогідридної системи в цілому. В результаті проведеного розрахункового дослідження отримані характеристики теплоносія в ключових точках водневого контуру, визначено потужність водневої турбоустановки. Електрична енергія, що виробляється у ній, може бути використана для електролізера водневої станції підприємства. Кисень, який утворюється під час процесу електролізу, додається до повітря горіння, що дасть змогу підвищити температуру горіння паливної суміші та збільшити продуктивність скловарної печі. Таким чином, комплекс запропонованих заходів з утилізації енергетичного потенціалу димових газів скловарних печей дасть змогу підвищити енергоефективність виробництва листового скла та конкурентоспроможність скловарних підприємств.Посилання
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).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Natalia A. Chorna
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи і передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензійного договору (угоди).
- Автори мають право самостійно укладати додаткові договори (угоди) з неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установи або на персональних веб-сайтах) рукопису роботи як до подачі цього рукопису в редакцію, так і під час її редакційної обробки, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії і позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
