Термоекономічний аналіз когенераційної установки на основі теорії ексергетичної вартості

Abstract

Сучасні когенераційні системи являють собою складні енерготехнологічні комплекси з високою ступеню рекуперації енергії. Передпроектний аналіз цих систем повинен враховувати як економічну, так і термодинамічну складові процесу перетворення енергії. Найбільш науково обґрунтованою базою щодо розробки рекомендацій для проектування агрегатів системи когенерації є сучасний метод термоекономічного аналізу. На основі теорії ексергетичної вартості побудовано термоекономічну модель когенераційної установки, яка враховує нееквівалентність ексергетичних втрат, що пов’язана зі структурно-топологічними особливостями її технологічної схеми. Термоекономична модель має ієрархічну структуру, до якої входять термодинамічна модель, що необхідна для визначення ексергій потоків, а також ексерго-топологічна модель, яка встановлює за допомогою потокових графів взаємозв’язки між ексергетичними потоками в установці. Для візуалізації термоекономічної моделі запропоновано функціональну ексергетичну потокову діаграму когенераційної установки, яка допомагає здійснити поділ потоків за якісною ознакою «паливо» - «продукт» елемента. З метою подальшої сумісної оцінки ексергетичних та економічних показників системи до загальної термоекономічної моделі можуть бути залучені функції капітальної вартості елементів. На основі чисельної реалізації термоекономічної моделі в технологічній схемі установки визначені ділянки, що мають надлишкове питоме споживання ексергії, а також аномалії та дисфункції у кожному елементі схеми. Із залученням методів теорії планування експерименту побудовано регресійні моделі ексергетичного ККД установки у залежності від визначальних факторів, виконано факторний аналіз та визначений взаємопов’язаний їх вплив на ексергетичну ефективність установки.