Ресурсосбережение при проектировании и эксплуатации технологического оборудования энергетических систем
А. П. Картошкин, Д. С. Агапов
Ресурсосбережение при проектировании и эксплуатации технологического оборудования энергетических систем / А. П. Картошкин, Д. С. Агапов - СПб. : Проспект Науки, 2021. - 312 с.
Цена: 2800 рублей
Описана концепция термодинамического и термоэкономического совершенствования технических систем, их структурной и параметрической оптимизации на всех этапах существования (проект, создание, эксплуатация и утилизация). Разработан критерий степени интеграции тепловых процессов. Предложены обобщенный критерий оценки термодинамического совершенства технических систем и усовершенствованный эвристический алгоритм структурной оптимизации теплообменных связей. Сформирован программный код для автоматизированного проектирования сети теплообменников, позволяющий учитывать экспертные рекомендации. Выведены дополнительные уравнения термоэкономического анализа энергопреобразующих технических систем. Приведены конкретные рекомендации по интеграции нестационарных теплообменных процессов в технических системах, структурной и параметрической оптимизации существующих технических систем, их термодинамическому совершенствованию.
Предназначено для специалистов в области теплоэнергетики, в том числе инженеров, научных работников и преподавателей вузов. Представляет интерес для аспирантов технических вузов.
Об авторах:
Картошкин Александр Петрович ─ доктор технических наук, профессор
Агапов Дмитрий Станиславович ─ кандидат технических наук, доцент
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. КОНЦЕПЦИЯ РАБОТЫ. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА
1.1. Специфика функционирования теплотехнического и технологического оборудования в различных отраслях производства
1.1.1. Характер объектов производств и конечной продукции
1.1.2. Цикличность производственных процессов
1.1.3. Интенсификация производства
1.1.4. Непрерывность функционирования производств
1.1.5. Климатические особенности
1.1.6. Экологические ограничения функционирования
2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ЭНТАЛЬПИЙНОГО ПОДХОДА
2.1. КПД группы тепловых двигателей с параллельной и секвентальной внутренней структурой
2.2. Теоретические основы разработки способа подвода теплоты к рабочему телу ДВС при температурно-динамических ограничениях
2.3. Система предпусковой тепловой подготовки дизелей с использованием аккумулированной энергии
2.4. Подбор оборудования на основе энергетического баланса
2.5. Управление энергетическими системами на основе энергетического баланса
3. ОЦЕНКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СЛОЖНЫХ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ЭКСЕРГЕТИЧЕСКОГО И ЭНТРОПИЙНОГО ПОДХОДОВ
3.1. Сравнение и выбор методов термодинамической оптимизации систем
3.2. Оценка термодинамического совершенства теплотехнического и теплового технологического оборудования систем на основе эксергетического подхода
3.2.1. Эксергетические балансы различных теплоэнергетических систем
3.2.2. Эксергетическая функция теплоты и термический КПД энергоустановок при переменной температуре
3.2.3. Оценка совершенства теплового двигателя на основе эксергетического подхода
3.3. Совершенствование тепловых двигателей энтропийным методом на основе положений неравновесной термодинамики
3.3.1. Исследование внутрицилиндровых процессов подвода теплоты к рабочему телу в цикле ДВС
3.3.2. Результаты экспериментальных исследований и их анализ
3.3.3. Оценка достоверности разности результатов исследования
4. СТРУКТУРНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПУТЕМ ИНТЕГРАЦИИ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ НА ОСНОВЕ ПИНЧ-ТЕХНОЛОГИИ
4.1. Структурная оптимизация систем путем интеграции теплоты на основе пинч-анализа
4.2. Критерии и показатели термодинамического совершенства теплотехнического и технологического оборудования
4.3. Определение оптимального минимума разности температур между композитными кривыми при проведении пинч-анализа энергетических систем
4.4. Определение нагрузок на теплообменные аппараты
4.4.1. Определение возможной теплоты для передачи между двумя различными стационарными тепловыми потоками
4.4.2. Частные случаи определение теплоты для передачи для каждого возможного варианта интеграции
4.5. Алгоритмы интеграции
4.5.1. Выбор алгоритма
4.5.2. Совершенствование алгоритма выбора эвристик для синтеза теплообменной сети структурно оптимизируемой технической системы
4.6. Снижение энергетических затрат систем путем глубокой интеграции тепловых процессов
4.7. Интеграция нестационарных тепловых потоков
4.8. Синтез и дизайн теплообменных сетей энергопреобразующих технических систем
4.8.1. Совершенствование конструкции тепловых двигателей на основе пинч-технологии с учетом особенностей функционирования
4.8.2. Улучшение теплообменной сети утилизационного модуля когенерационных установок
5. ТЕРМОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
5.1. Проблемы термоэкономической оценки систем с двумя и более конечными продуктами
5.2. Предлагаемая методика термоэкономической оценки конечной, промежуточной продукции и потерь
5.2.1.Определение капитальных вложений
5.2.2. Остаточный ресурс оборудования
5.3. Параметрическая оптимизация теплоэнергетических систем
6. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ВНОВЬ ПРОЕКТИРУЕМЫХ И СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ИНТЕГРАЦИЯ В НИХ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
6.1. Термодинамическое совершенствование проектируемых систем
6.1.1. Структурная оптимизация технологии получения сахара с интеграцией газотурбинной установки
6.1.2. Структурная оптимизация бензинового теплового двигателя
6.2. Термодинамическое совершенствование существующих технических систем
6.2.1. Структурная и параметрическая оптимизация газопоршневой когенерационной установки с тепловым двигателем на примере МТЭС 100/150
6.2.2. Пример структурной оптимизации пищевой технологии при интеграции в нее тепловых двигателей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
