ТЕРМОДИНАМІЧНИЙ АНАЛІЗ СИСТЕМ ВИРОБНИЦТВА ЦУКРУ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2220-4784.2018.18.09Ключові слова:
системи виробництва цукру, енергозберігаючі опції, ексергетичні показники, термодинамічний аналізАнотація
Проведено термодинамічний аналіз систем виробництва цукру на основі застосування як першого закону термодинаміки (енергетичні показники), так і спільного застосування першого і другого закону термодинаміки (ексергетичні показники). На підставі цього аналізу сформовані три групи енергозберігаючих опцій: які використовують вторинні енергоресурси; що змінюють параметри енергоносіїв; такі, що засновані на конструктивних компонувальних рішеннях (структурні зміни системи). Показано, що виявлені потенціали енергозбереження можуть служити основою для подальшої оптимізації систем виробництва цукру, однак, остаточне рішення про застосування цих енергозберігаючих підходів передбачає проведення термоекономічної оцінки, оскільки реалізація більшості з енергозберігаючих опцій вимагає істотних капітальних вкладень. Розраховані основні ексергетичні показники типової схеми виробництва цукру продуктивністю 3000 т цукру/добу, аналіз яких показав, що основним джерелом ексергетичних втрат (понад 70 %) в цих системах є процеси варіння утфелю, що характеризуються також невисоким ступенем термодинамічної досконалості (0,54). Втрати ексергії як в цих процесах, так і в частині інших, обумовлені значними тепловими потоками і необоротністю процесів теплообміну при істотних температурних напору, а також дисипативними втратами процесів центрифугування, механічного поділу, дифузії і транспорту потоків. Проведений термодинамічний аналіз є основою для подальшої термоекономічної оптимізації систем виробництва цукру.Посилання
Shtangejev K.O. Vyparni ustanovky ta teplovi shemy cukrovyh zavodiv. [Evaporative installations and thermal schemes of sugar factories] Kyiv: JuNIDO Publ. 2015. 66 p.
Sapronov A.R., Sapronova L.A., Ermolaev S.V. Tehnologija sahara: uchebnik [Technology of sugar: a textbook]. St. Petersburg: ID «Professija» Publ. 2013. 296 p.
Slavjanskij A.A. Promyshlennoe proizvodstvo sahara: Uchebnoe posobie. [Industrial production of sugar: Tutorial]. Moscow: MGUTU im. K.G. Razumovskogo Publ. 2015. 255 p.
Sobczyński J. Ocena eksploatacji instalacji ekstraktora korytowego współpracującego z zaparzalnikiem w Cukrowni Miejska Górka [Evaluation of the operation of the extractor in the Miejska Górka Sugar Factory]. Gazeta Cukrownicza. 2010. no. 4, pp. 103–105.
Schulze T. A look at technological and technical tower extraction trends SUGAR INDUSTRY. Zuckerindustrie. 2015. vol. 140. no. 12, pp. 748–752.
Yousif Karm and Ahmed Rahamatalla. 2014. Previous Study of Elgunied Sugar Factory.
R. Deshmukh, A. Jacobson, D. Kammer. Thermal gasification or direct combustion? Comparison of advanced cogeneration systems in the sugarcane industry. Biomass Bioenerg. 2013.vol. 55, pp. 163–174. http://dx.doi.org/10.1016/j.biombioe.2013.01.033.
T. Taner, M. Sivrioglu, Data on energy, exergy analysis and optimization for a sugar factory. Data in Brief. 2015. no. 5, pp. 408–410. Journal homepage: www.elsevier.com/locate/dib
Tolga Taner, Mecit Sivrioglu. Energy exergy analysis and optimisation of a model sugar factory in Turkey. Energy. 2015. vol. 93, pp. 641–654.
Vuckovic G.D., Stojiljkovic M.M., Vukic M.C., Stefanovic G.M, Dedeic E.M. Advanced exergy analysis and exergoeconomic performance evaluation of thermal processes in an existing industrial plant, Energy Convers. Manag. 2014. vol. 85, pp. 655–662. http://dx.doi.org/10.1016/j.enconman.2014.03.049. 11.
Pellegrini, S. Oliviera Junior. Combined production of sugar, ethanol and electricity: Thermoeconomic and environmental analysis and optimization. Energy. 2011. vol. 36, pp. 3704–3715. http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2010.08.01.
Luiz Felipe Pellegrini, Silvio de Oliveira Junior. Combined production of sugar, ethanol and electricity: Thermoeconomic and environ mental analysis and optimization. Energy. 2011. vol. 36, pp. 3704–3715.
Mel'nik S.I., Nikul'shin V.R., Denisova A.E. Potencialy jenergosberezhenija v jenergotehnologicheskih sistemah proizvodstva sahara. [Potential of energy saving in energy technology systems of sugar production]. Praci VII Mizhnarod. konf. “Municypal'na energetyka: Problemy, rishennja”.[Municipal Energy: Problems, Solutions. Abstracts of the VII Int.Conf. 21-22 december 2017, Mikolaev]. Mykolai'v. 21–22 grudnja 2017, pp. 31–33.
Mel'nik S.I. Analiz proizvodstvennogo processa saharo-rafinadnogo proizvodstva s ispol'zovaniem jeksergotopologicheskih modelej na grafah [Analysis of a sugar production based on exergy-topological models]. Nauk. praci ONAHT. 2011. vol. 39. Tom 1, pp. 240–243.
