Кафедри
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/35393
Переглянути
17 результатів
Результати пошуку
Документ Комплексна теплова інтеграція процесу ректифікації із використанням термокомпресії(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Рищенко, Ігор Михайлович; Биканов, Сергій Миколайович; Бабак, Тетяна Геннадіївна; Горбунов, Костянтин ОлександровичПроцес ректифікації знаходить широке розповсюдження в багатьох галузях промисловості і потребує значних витрат енергії. Пошук технологічних схем процесу ректифікації, яке забезпечує максимальне зниження енерговитрат, є актуальною задачею. Один з сучасних підходів до проектування технологічних схем, що спрямовані на забезпечення ресурсо- і енергозбереження, є пінч-аналіз. В даній роботі було вирішено застосувати методи пінч-аналізу і тепловий насос (термокомпресію) для комплексної теплової інтеграції процесу ректифікації суміші метанол-вода. На основі матеріального і теплового балансу ректифікаційної колони було розраховано характеристики основних технологічних потоків процесу ректифікації суміші метанол-вода: їх витрати, температури, питому теплоємність, потокову теплоємність та зміну потокової ентальпії (теплове навантаження). Сформовано потокову таблицю. Побудовано складені криві процесу для мінімальної різниці температур ΔТmin, визначено точку пінча і мінімальні значення потужності гарячих та холодних утиліт. На основі розрахованих даних побудовано сіткову діаграму і розташовано теплообмінники у відповідності із пінч-правилами, що дозволяє досягнути максимальної рекуперації тепла, яка відповідає обраному ΔТmin. For the use of heat pump (thermocompression), the required degree of steam compression in the P₂/P₁. Вона була обрана з урахуванням необхідної температури пари, яка достатня для обігріву куба колони. На основі цих розрахунків розроблено технологічну схему процесу ректифікації метанол-вода із тепловим насосом (термокомпресією) і тепловою інтеграцією основних технологічних потоків. Така схема дає значну економію гарячих та холодних утиліт у порівнянні із проведенням процесу ректифікації суміші метанол-вода за принциповою технологічною схемою.Документ Энергоэффективная теплообменная сеть блока вакуумной перегонки нефти(2019) Ведь, Валерий Евгеньевич; Ильченко, Мария Владимировна; Миронов, Антон НиколаевичРабота посвящена изучению возможности повышения энергетической эффективности работы теплообменной сети блока вакуумной перегонки нефти на установке замедленного коксования, а также применению механизма оценочного расчёта экономического эффекта от внедрения мероприятий по интеграционной модернизации предприятии. Цель работы состоит в увеличении рекуперации тепловой энергии в химико-технологической системе и уменьшении доли внешних теплоносителей в общей структуре энергопотребления нефтеперерабатывающего завода. Поставленная задача достигается путём применения проектировочных алгоритмов пинч-анализа, принадлежащего к группе широко известных методов интеграции химико-технологических процессов. Наиболее важным результатом работы является доказанная возможность снижения энергии внешних теплоносителей на 1,87 МВт и повышения величины рекуперации тепловой энергии в системе до 11,26 МВт. Значимость полученных результатов состоит в том, что разработанные интегрированные схемы теплообменных сетей могут быть использованы для фактической модернизации рассмотренного в работе производства, а представленные принципы – адаптированы инженерами промышленных предприятий любой другой перерабатывающей отрасли для совершенствования производственных установок и существенного снижения затрат на энергетические статьи внутреннего бюджета. Базовой методологической основой исследования является пинч-анализ. Для определения потенциала энергосбережения рассмотренной системы использовались инструменты построения составных кривых и сеточных диаграмм. Поиск оптимальной величины минимальной разницы температур производился посредством механизма построения стоимостных кривых. Результаты работы представлены в виде сеточной диаграммы интегрированной теплообменной системы блока вакуумной перегонки на установке замедленного коксования. Согласно данным экономической оценки эффективности внедрения разработанного проекта модернизации, срок его окупаемости при условии сохранения уровня закупочных цен на энергоносители для промышленных предприятий или монотонности изменения общей динамики энергетического рынка не превысит трёх лет.Документ Теплова інтеграція компресійної холодильної установки на молочних підприємствах(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Биканов, Сергій Миколайович; Бабак, Тетяна Геннадіївна; Стоцький, Роман СергійовичЗа допомогою методів пінч-аналізу проведено теплову інтеграцію аміачної компресійної холодильної установки, яка використовується на молочних виробництвах. За основу взята принципова схема з холодопродуктивністю 1000 кВт. Для даної холодопродуктивності було розраховано основні температури циклу, витрату холодоагенту, його питому теплоємність. На основі цих даних сформовано потокову таблицю, що включала гарячий потік холодоагенту – аміаку – і два холодних потоки: воду на хімводоочистку і воду на технологію. Гарячий потік аміаку було розбито на три потоки: охолодження парів аміаку, конденсація і переохолодження. Було визначено потокові теплоємкості і теплове навантаження (зміну тепловмісту) потоків. На основі техніко-економічних розрахунків для даної схеми визначено мінімальну різницю температур в теплообмінному обладнанні Tmin = 8С, для якої було побудовано складені криві потоків. За допомогою метода табличного алгоритму визначено температуру пінча для гарячих і для холодних потоків. Визначено мінімальні значення потужності гарячих та холодних утилітQHmin і QСmin та потужність рекуперації, яка склала 701,8 кВт. Побудовано сіткову діаграму і розташовано теплообмінники у відповідності із СР та N правилами. На основі сіткової діаграми запропоновано технологічну схему після реконструкції, яка включає встановлення трьох рекуперативних теплообмінників, одного охолоджувача та двох нагрівачів для досягнення цільових температур і витрати потоків. В якості теплообмінного обладнання запропоновано використання пластинчатих теплообмінників фірми Alfa Laval. Строк окупності запропонованого рішення складає приблизно два роки.Документ Оптимiзацiя енерговитрат процесу випарювання хлориду магнію(2020) Биканов, Сергій Миколайович; Бабак, Тетяна Геннадіївна; Данилов, Юрій Борисович; Рищенко, Ігор МихайловичПроведено теплову інтеграцію потоків процесу випарювання хлориду магнію з використанням методів пінч-аналізу. Проведено екстракцію даних, побудовано складені криві потоків процесу, визначено цільові значення потужності утиліт. Обґрунтовано рішення щодо переносу тепла через пінч, що призводить до корекції цільових значень потужності зовнішніх утиліт. Розташовано відповідне теплообмінне обладнання. Розраховано, що внаслідок теплової інтеграції, витрата гріючої пари зменшується на 23 %.Документ Підвищення енергоефективності процесу ректифікації суміші ацетон-бензол(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Бабак, Тетяна Геннадіївна; Демірський, Олексій В’ячеславович; Пономаренко, Євгенія Дмитрівна; Селіванов, Іван ЮрійовичРозглянуто сучасні підходи до енергозбереження в хіміко-технологічних системах. Обстежено ректифікаційну установку для розділення суміші ацетон-бензол, зроблено екстракцію даних технологічних потоків процесу, що досліджувався. За допомогою методів пінч-аналізу було показано недостатню ефективність організації рекуперації енергії, заниження необхідної мінімальної температурної різниці в рекуперативному теплообміннику, яка вказує на завищення площі поверхні теплообміну за потребою. Обґрунтовано вибір значення Tmin – для цього значення за методом складених кривих, знайдено цільові потужності зовнішніх утиліт та рекуперації. Використовуючи правила пінч-аналізу, отримано сіткову діаграму і запропоновано два варіанти розташування теплообмінного обладнання, що забезпечують досягнення енергетичних цілей. Підібрано сучасне пластинчате теплообмінне обладнання та обрано варіант, що пропонує менший об’єм капітальних вкладень – для нього проведено економічну оцінку: термін окупності не більше одного року.Документ Застосування методу пінч-аналізу при проведенні теплової інтеграції процесу випарювання хлориду магнію(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Биканов, Сергій Миколайович; Бабак, Тетяна Геннадіївна; Данилов, Юрій Борисович; Биканова, Вікторія ВалеріївнаПроведено теплову інтеграцію процесу випарювання хлориду магнію з використанням методу пінч-аналізу. Сформовано таблицю з потоковими даними для інтеграції процесу випарювання на основі розрахунків матеріального і теплового балансу процесу. Для проведення теплової інтеграції обрано п’ять гарячих і чотири холодних потоків. Гарячі потоки: конденсати з першого і другого корпусів, вторинні пари з першого і другого корпусів, упарений розчин. Холодні потоки: початковий розчин, розчин, що випаровується у першому і другому корпусах, вода на технічні потреби. Побудовано складені криві потоків, які отримані для обраного значення мінімальної різниці температур, визначено цільові енергетичні значення гарячих і холодних утиліт. Встановлено, що температура пінча гарячих потоків дорівнює 53 С, холодних 45 ºС. Отримано сіткову діаграму, на якій розташовано теплообмінники, користуючись N-правилами та СР-правилами. Виходячи з технологічних міркувань, а саме, з температурних обмежень для початкової суміші, температура якої має не наближуватися до температури кипіння в жодному з потоків, що з’явилися в результаті розщеплення, прийняте рішення щодо переносу тепла через пінч потужністю 50,87 кВт, що призводить до зміни потужності зовнішніх утиліт. Розраховано, що в результаті проведення теплової інтеграції, значен-ня споживання гарячих утиліт скоротились з початкових QН=2527,1 кВт до QНmin=1924 кВт, тобто на 603 кВт. Витрата гріючої пари, згідно розрахунків, зменшено на 23% у порівнянні з проведенням процесу за принциповою схемою. Показано, що теплове навантаження охолоджувача відповідає тепловому навантаженню барометричного конденсатора, яку отримано при розрахунках. Розраховано, що кількість тепла рекуперації збільшилась з QRЕC=1734 кВт до інтеграції до QRЕC=2337,03 кВт після проведення інтеграції. Встановлено, що для реалізації заданих цільових значень гарячих і холодних утиліт необхідно встановити вісім рекуперативних теплообмінників і один підігрівач. На основі сіткової діаграми отримано інтегровану технологічну схему випарювання хлориду магнію, яка забезпечує необхідну рекуперацію тепла.Документ Использование энергетического потенциала процесса ректификации смеси вода – уксусная кислота(Одеська національна академія харчових технологій, 2016) Рябова, Ирина Борисовна; Селихов, Юрий Анатольевич; Коцаренко, Виктор Алексеевич; Горбунов, Константин Александрович; Быканов, Сергей Николаевич; Бабак, Татьяна Геннадиевна; Сиренко, Е. В.; Горбунова, Ольга ВладимировнаВ работе рассмотрен процесс разделение однородной системы (вода – уксусная кислота) с целью сокращения энергозатрат. Для получения максимального энергосберегающего эффекта была проведена как внешняя так и внутренняя интеграция технологического процесса.Документ Интеграция теплового насоса в процесс разделения легких углеводородов(Одеська національна академія харчових технологій, 2016) Ульев, Леонид Михайлович; Зебешев, Т. З.; Рябова, Ирина Борисовна; Васильев, Михаил Анатольевич; Маатоук, АббассВ данной работе исследуется потенциал энергосбережения в процессах разделения широкой фракции углеводородов. На основании анализа технологической схемы и потоковых данных, с помощью метода пинч-анализа, спроектирована сеточная диаграмма интегрированной теплообменной системы. Построены составные кривые для ранее определенного оптимального значения оптимальной разности температур между теплоносителями на теплообменном оборудовании. Это дало возможность определить целевые значения полезной тепловой нагрузки процесса, количество теплоты, которое необходимо отвести от процесса, а также целевое значение мощности рекуперации тепловой энергии при использовании классических методов пинч-интеграции. Образ составных кривых говорит о том, что без изменения режима работы колонны дальнейшее увеличение энергоэффективности невозможно, а это ведет за собой изменение технологического режима работы оборудования, что является не приемлемым, так как это приведет к изменению качества получаемого продукта. Интеграция теплового насоса позволяет повысить температурный потенциал потока, не изменяя существующий технологический процесс. Для предлагаемого проекта реконструкции рассчитаны экономические параметры процесса. Проведена оценка численных значений энергопотребления, рекуперации в существующем и предполагаемом проекте. Применения пинч-анализа и интеграция теплового насоса позволили уменьшить потребление горячих утилит на 51,74%, холодных утилит на 46,52%. В статье показаны пути уменьшения потребления внешних энергоносителей в процессе разделения легких углеводородов, а также предложены пути пошаговой модернизации завода.Документ Process integration of sodium hypophosphite production(Elsevier Inc., 2010) Tovazhnyansky, L. L.; Kapustenko, P. O.; Ulyev, L. M.; Boldyryev, S.; Arsenyeva, O. P.The case study of flexible integrated flowsheet development for sodium hypophosphite production is presented. It is based on phosphoric sludge utilization process. The weight concentration of phosphorous in raw materials is equal to 30e50%. The reaction and separation parts of the system were designed based on detailed analysis of production stages. After that the process equipment was selected. Process modelling is made for annual production of hypophosphite equal to 2500 t. It permitted to extract process streams for heat energy integration and to define their parameters. The operating pinch procedure was used to estimate the consumption of hot and cold utilities for non-integrated process. The influence of utilities cost on minimal temperature difference is investigated. Analysis of heat system topology modification depending on energy prices is conducted. Optimal structure of heat recovery system and minimal temperature difference are determined. It is shown that optimal integrated process consumes 45% of hot and 30% of cold utilities required by non-integrated process.Документ Повышение энергоэффективности работы станции упаривания сахарного сиропа(НТУ "ХПІ", 2017) Бабак, Татьяна Геннадиевна; Голубкина, Ольга Александровна; Король, Дмитрий Сергеевич; Пономаренко, Евгения ДмитриевнаПроведен анализ современных подходов к энергосбережению в процессах многокорпусного выпаривания. Произведена экстракция данных выпарной станции концентрирования сахарного сиропа и выявлены недостатки в организации рекуперации энергии потоков системы. С помощью технологий пинч-анализа была проведена реконструкция существующей технологической схемы: для экономически обоснованного значения Tmin спланирована сеть теплообменников, обеспечивающая максимально возможную рекуперацию энергии в системе. Рассчитаны параметры теплообменного оборудования.