Пинч-анализ - это метод, позволяющий обеспечить уже на ранней стадии проектирования один оптимальный путь решения поставленной задачи, был предложен профессором Б.Линнхоффом. Дальнейшее развитие метод получил в работах Б.Линнхоффа и профессора Р.Смита с сотрудниками (Манчестерский университет института науки и технологии, Великобритания). Применительно к холодильным машинам и установкам имеет смысл для анализа эффективности работы, в основном, теплообменных аппаратов. Приведем пример использования метода пинч-анализа применительно к нефтяной энергетической установке.
Начальная стадия метода заключается в формализации потоковой схемы технологического процесса в виде сеточной диаграммы (рисунки 4а и 4б). Рекуперативные теплообменники (в которых происходит теплообмен между технологическими потоками) представлены в виде соединенных попарно действующих кружков, которые расположены на соответствующих потоках, обменивающихся теплом. Теплообменники, в которых одна из сред является вспомогательной (пар со стороны, охлаждающая вода, воздух и т.п.), представлены в виде одного кружка. Он расположен на том технологическом потоке, который нагревается (с буквой «h » внутри) или охлаждается (с буквой «c » внутри).
Пользуясь сеточной диаграммой, всегда возможно построить составные кривые всех горячих и всех холодных потоков (рисунок 5). Горячие кривые всегда «горячее» холодных по крайней мере на DTmin (минимально возможная разность температур в данном технологическом процессе). На рисунке горячие утилиты - тепло, подводимое к данному технологическому процессу в печах, котлах, пароподогревателях и т.п., холодные утилиты - тепло, отводимое от процесса охлаждающей водой, воздухом и т.д. Составные кривые показывают суммарное энтальпийное изменение в системе потоков во всех интервалах температуры.
Таким образом, составные кривые относятся к внешним слоям концентрической диаграммы. Они построены на основе данных, которые описывают тепловой и материальный баланс процесса. Пространство между кривыми («перекрытие» кривых) показывает значение возможной утилизации тепла. Место наибольшего сближения кривых называется Пинчем. Если от горячих теплоносителей поступает тепла больше, чем могут принять технологические потоки выше Пинча, то излишек теплоты должен быть передан через Пинч (рисунок 6). То же можно сказать при увеличенном потреблении холодных энергоносителей.
Благодаря этому утверждению мы можем заменить трудоемкий процесс проектирования, осуществляемый перебором различных тепловых (рабочих) схем с целью оптимизации энергопотребления более простым «запрещением переноса» энергии через Пинч». Это достигается объединением потоков выше и ниже Пинча раздельно. В результате получается почти очевидный путь проектирования тепловых систем с минимальным потреблением энергии. Данный метод проектирования полностью основан на термодинамических законах и позволяет:
- - установить энергетические цели перед проектированием;
- - проектировать тепловые сети с минимальным потреблением энергии раздельно выше и ниже Пинча;
- - контролировать проект на каждом месте развития.
При модернизации существующих производств методы Пинч-анализа позволяют максимально использовать уже установленное оборудование, что снижает капитальные вложения на реконструкцию. Методами Пинч-анализа можно определить стоимостной компромисс между всеми поставленными целями и капитальными вложениями при заданном времени окупаемости, которому и должен удовлетворять окончательный проект.
За последние десять лет с применением Пинч-анализа выполнено более 1500 проектов для более чем 100 компаний-производителей в нефтепереработке, химической, металлургической, пищевой промышленности, энергетике и т.д.
Результаты выполнения некоторых проектов приведены в нижеследующих таблицах:
Таблица 1 - Результаты применения Пинч-технологии в «Union Carbide»
|
Тип проекта |
Экономия за счет энергетических затрат, $/год |
Капитальные вложения, $ |
Время окупаемости, мес. |
|
|
Нефтехимический |
||||
|
Специальной химии |
||||
|
Специальной химии |
||||
|
Лицензионная установка |
экономия |
|||
|
Органической объемной химии |
||||
|
Органической объемной химии |
||||
|
Органической объемной химии |
||||
|
Специальной химии |
Таблица 3 - Анализ применения Пинч-технологии в различных отраслях промышлености
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Домашнее задание
по дисциплине «Информационные технологии в энергосбережении»
Пинч-анализ
Вариант 6
Выполнил:
Василенко Н.П.
Студент гр. БЭ-310
Проверил: доц. каф. “Теплоэнергетика”
Январёв И.А.
Исходные данные:
|
Вид потока |
Начальная Т, |
Конечная Т, |
||||
|
Холодный |
||||||
|
Холодный |
||||||
|
Холодный |
В настоящее время снижение отходов одна из самых больших проблем, стоящих перед перерабатывающими отраслями промышленности. Сточные воды, которые являются самыми большими отходами, требуют наиболее пристального внимания для идентификации и создания лучших водных систем для многократного использования.
Пинч-анализ - математический метод, нашедший применение в промышленности более 20 лет назад, позволяет улучшать эффективное использование энергии, воды и сырья (водород), сократить потоки, направляемые на очистку и соответствующие затраты в различных отраслях промышленности, включая нефтепереработку.
За время его использования метод получил значительное развитие и стал предпочтительным для определения экономически эффективных способов наибольшего извлечения тепла и уменьшения спроса на внешние его источники (пар и охлаждающая вода). Он применим для определения экономии энергии как для самого процесса производства, так и для систем его обслуживания. Достижение экономии во многом зависит от задач, предусматриваемых проектом.
Пинч-технология (или пинч-анализ) является надежным, структурированным подходом для решения широкого ряда проблем, связанных с повышением эффективности основного технологического процесса и вспомогательных систем обслуживания. Принимая во внимание, что стоимость использования товара-продукта (энергия, вода, водород) есть функция его количества и качества, анализируются предложение и спрос (источники и сливы) энергии (энергетический пинч). Во всех случаях основным принципом является достижение соответствия между индивидуальным спросом на продукт и подходящими поставками. Это соответствие зависит от требуемого количества и предлагаемого качества продукта. Для тепла качеством является его температура, а для воды и водорода - чистота и давление. Максимизируя соответствие между поставками и спросом, минимизируется объем требуемых покупки продуктов.
Например, энергетический пинч определяет минимальную стоимость получения пригодного тепла, а также проекты, которые позволяют достичь этих целей на практике (или приблизиться к ним).
Вычерчивание составных кривых. Одним из основных механизмов пинч-анализа является графическое изображение составных кривых, которые используются для решения задачи минимального потребления энергии в данном процессе. Кривые представляют профили пригодности тепла (горячая составная кривая или кривая источника тепла) и спроса тепла (холодная составная кривая, или кривая слива тепла). Градус, в котором кривые ближе всего сходятся (накладываются), есть мера потенциала извлечения тепла.
Общая составная кривая для нескольких энергоисточников. В большинстве процессов нагрев и охлаждение происходят за счет использования нескольких источников различного уровня полезности (пар разного давления, контуры с горячим маслом, холодная вода, охладители и т.д.). Для минимизации стоимости энергии в проекте должно быть максимизировано использование более дешевых источников энергии и сокращено использование источников дорогой энергии (предпочтительно использование пара низкого давления вместо высокого, холодной воды вместо охлаждающих агентов).
Составные кривые обеспечивают решение общей энергетической задачи, но не дают ответа, сколько энергии должно быть поставлено различными источниками. Метод, используемый для урегулирования этой задачи, заключается в получении общей составной кривой, которая отмечает дефицит энергии (выше пинча) и ее избыток (ниже пинча) в зависимости от температур.
пинч технология кривая энергия
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Сущность и краткая характеристика видов энергии. Особенности использования солнечной и водородной энергии. Основные достоинства геотермальной энергии. История изобретения "ошейника" А. Стреляемым, принцип его работы и потребления энергии роста растений.
презентация , добавлен 20.12.2009
Доля альтернативных источников энергии в структуре потребления РФ. Производство биогаза из органических отходов. Технический потенциал малой гидроэнергетики. Использование низкопотенциальных геотермальных источников тепла в сочетании с теплонасосами.
курсовая работа , добавлен 20.08.2014
История развития энергетики как науки, общая и вторичная энергетика, понятие "энергия", пути решения энергетических проблем. Электроэнергетика как самостоятельная отрасль. Технологии, используемые в процессе получения, передачи и использования энергии.
курсовая работа , добавлен 03.02.2012
Изучение истории рождения энергетики. Использование электрической энергии в промышленности, на транспорте, в быту, в сельском хозяйстве. Основные единицы ее измерения выработки и потребления. Применение нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
презентация , добавлен 22.12.2014
Источники энергии Древнего мира, раннего Средневековья и Нового времени. Технологии, используемые в процессе получения, передачи и использования энергии. Тепловые двигатели, двигатели внутреннего сгорания, электрогенераторы. Развитие ядерной энергетики.
презентация , добавлен 15.05.2014
Проблемы утилизации промышленных, сельскохозяйственных и бытовых отходов. Переход от эры "ресурсной расточительности" к эпохе рационального потребления ресурсов: вторичные материальные ресурсы. Истощение земных недр, альтернативные источники энергии.
презентация , добавлен 19.01.2011
Пути и методики непосредственного использования световой энергии Солнца в промышленности и технике. Использование северного холода как источника энергии, его потенциал и возможности. Аккумулирование энергии и повышение коэффициента полезного действия.
реферат , добавлен 20.09.2009
Направления применения плазмы в технике и технологии. Управляемые термоядерные реакции, основные пути их осуществления. Принцип извлечения энергии из ядер легких элементов. Лазерный термояд. Получение электроэнергии из тепловой энергии плазменного потока.
реферат , добавлен 15.07.2014
Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов. Основные причины большого потребления топливно-энергетических ресурсов на предприятиях пищевой промышленности, пути сбережения тепловой энергии. Использование вторичных энергоресурсов.
реферат , добавлен 11.02.2013
География мировых природных ресурсов. Потребление энергии - проблема устойчивого развития. Статистика потребления мировой энергии. Виды нетрадиционных (альтернативных) источников энергии и их характеристика. Хранение отработавшего ядерного топлива.