Показатели энергоэкономичности агрегатов

С точки зрения оценки энергоэкономичности энергетический ба­ланс агрегата (технологической операции) можно представить в виде следующего простого уравнения (Рис. 4.4):

W_подв. = W_пол. + W_пот. (4.2)

где W_подв. - подведенная к агрегату энергия;

W_пол. - полезная энергия:

W_пот. - потери энергии в агрегате.

Ранее уже было сказано, что энергетические балансы всегда относятся к определенной производительности агрегата и к конкретным условиям его работы. При изменении этих параметров изменяются как абсолютные значения всех величин в уравнении (4.2), так и соотно­шение междуними. Следовательно, при работе агрегата с постоянной нагрузкой (производительностью) в неизменных условиях производства уравнение баланса энергии (4.2) может быть заменено уравнением ба­ланса мощности:

P_подв. = P_пол. + P_пот. (4.3)

где P_подв. - подведенная к агрегату мощность;

P_пол. - полезная модность агрегата;

P_пот. - потерянная в агрегате мощность.

Таким образом, оценка энергетической экономичности работы аг­регатов в постоянном режиме их нагрузки может быть основана на со­поставлении величин, входящих в уравнение баланса мощности (4.3). Такая оценка производится путем определения текущих значений коэф­фициента полезного действия и коэффициента удельных потерь, кото­рые вычисляются по следующим зависимостям:

(4.4)

Очевидно, что оба эти коэффициента являются безразмерными величи­нами. Однако, несмотря на простоту зависимостей (4.4), определить фактические значения указанных коэффициентов зачастую бывает не­легко, поскольку в технологических операциях величины P_пол. и P_потне могут быть измерены непосредственно по приборам. В связи с этим оценку энергетической экономичности работы энергоиспользу­ющих агрегатов чаще осуществляют с помощью величины удельного рас­хода энергии. Текущее значение этого показателя представляет собой отношение подведенной к агрегату мощности к его производительнос­ти (А), т.е. к выпуску продукции в единицу времени:

(4.5)

Нетрудно заметить, что по своему содержанию удельный расход энергии представляет собой величину, обратную коэффициенту полезного действия агрегата.

В процессах передачи и преобразования параметров одного и то­го же вида энергии продукцией является соответственно переданная или преобразованная энергия. Поэтому удельный расход энергии для таких установок также является величиной безразмерной, как и к.п.д. или коэффициент удельных потерь. Для генерирующих установок продукцией также является выработанная энергия. Однако, здесь еди­ницы измерения подведенной и выработанной энергии, как правило, не совпадают. Поэтому для генераторов удельный расход энергии предс­тавляет собой размерную величину, также как и для энергоиспользующих агрегатов.

При работе агрегатов с переменной нагрузкой оценка энергоэко­номичности их работы должна основываться на средних значениях по­казателей, входящих в уравнение баланса энергии (4.2) и рассчиты­ваемых за некоторый отрезок времени Т:

(4.6)

В соответствии с (4.6) показатели энергоэкономичностиагрегатов, работающих с переменной нагрузкой, определяются на основании следующих зависимостей:

(4.7)

Работа многих энергоустановок бывает связана с потреблением энергии на собственные нужды (т.е. во вспомогательных элементах оборудования). Расходы энергии на собственные нужды агрегатов яв­ляются, по существу, потерями энергии. Покрытие потерь энергии на собственные нужды агрегатов может осуществляться за счет:

- подведенной к агрегату энергии;

- полезной энергии, вырабатываемой самим агрегатом (например, в генераторах электрической энергии);

- энергии, вырабатываемой агрегатами на следующей стадии про­изводства (например, котельная установка получает часть энергии, вырабатываемой генератором электроэнергии);

- энергии независимого источника.

При наличии ответвления от основного энергопотока на собст­венные нужды агрегатов, следует различать подведенные мощность и энергию брутто и нетто, а также полезную энергию брутто и нетто (Рис. 4.5). Эти показатели связаны между собой следующими равенст­вами:

Р_{подв. бр.} = Р_{подв. нет.} + Р_{пот. с.н.}

W_{подв. бр.} = W_{подв. нет.} + W_{пот. с.н.}

Р_{пол. бр.} = Р_{пол. нет.} + Р_{пол. с.н.} (4.8)

W_{пол. бр.} = W_{пол. нет.} + W_{пол. с.н.}

где Р_{пот. с.н.} и W_{пот. с.н.} – мощность и энергия, ответвленные на собственные нужны от подведенной мощности и энергии.

Р_{пол. с.н.} и W_{пол. с.н.} - мощность и энергия на собственные нужды агрегата, ответвленные от полезной мощности и энергии.

В соответствии с (4.8) различают и показатели энергоэкономичности агрегатов брутто и нетто. Причем, наиболее полную оценку энергетической экономичности работы агрегата дает показатели брут­то, в случае обеспечения расхода энергии на собственные нужды за счет подведенной энергии, и показатели нетто, при условии обеспе­чения указанных расходов энергии за счет полезной энергии агрега­та.