Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ состояния проблемы модернизации крупных абсорбционных водоаммиачных холодильных машин (АХМ) на основе изучения опыта эксплуатации и перспектив использования в химических технологиях . 10
1.1. Перспективы развития ОАО «Азот» Российской Федерации .10
1.2. Схема синтеза аммиака из природного газа .11
1.3. Роль абсорбционной холодильной установки (АХУ) в составе системы синтеза аммиака .15
1.4. Направление технической модернизации и совершенствования АХУ ОАО «Невинномысский Азот» 17
1.5. Тенденции повышения эффективности абсорбера АХМ с использованием поверхностно-активных веществ .19
1.6. Выводы 30
Глава 2. Объекты и методы исследования 31
2.1. Схема холодильной установки. Основные задачи устойчивой технической эксплуатации .31
2.2. Экспериментальное исследование. Натурный производственный эксперимент. Обработка и анализ результатов 34
2.3. Оценка степени термодинамического совершенства на основе термодинамического анализа 42
2.4. Выводы 45
Глава 3. Схема технической модернизации АХУ. Термодинамическая оценка эффективности схемы .47
3.1.Разработана энергосберегающая система на базе АХУ с
двухступенчатой абсорбцией в привязке к действующей схеме синтеза аммиака, позволяющая добиться улучшения технических характеристик системы с наименьшими затратами .47
3.2. Методика расчёта цикла АХМ с двухступенчатой абсорбцией 50
3.3. Результаты расчётов и их анализ 53
3.4. Эксергетический анализ АХУ с двухступенчатой абсорбцией 57
3.5. Выводы 62
Глава 4. Моделирование работы холодильной станции до и после модернизации .. 64
4.1. Обоснование выбора вида моделирования. Исходные данные для моделирования .64
4.2. Разработка программы 70
4.3. Численный эксперимент с использованием разработанной модели для оптимального режима действующей и модернизированной АХУ. Оценка адекватности модели 70
4.4. Обработка результатов численного эксперимента 74
4.5. Выводы 77
Глава 5. Тенденции повышения эффективности абсорбера АХМ в составе системы синтеза аммиака с использованием ПАВ .78
5.1. Методика прогнозирования концентрации крепкого раствора с использованием ПАВ в плёночном абсорбере 78
5.2. Реализация методики расчета для июля 2014 79
5.3. Сравнение результатов оценочных расчетов действующей абсорбционной водоаммиачной холодильной машины и АХМ с применением ПАВ 83
5.4. Условия циркуляции и выведения ПАВ из системы 85
5.5. Выводы .86
Глава 6. Экономическая оценка технического совершенствования абсорбционной водоаммиачной холодильной машины 87
6.1. Расчет абсорбера высокой ступени .87
6.2. Оценка эффективности инвестиционного проекта 88
6.3. Выводы .95
Заключение .96
Список литературы
- Тенденции повышения эффективности абсорбера АХМ с использованием поверхностно-активных веществ
- Оценка степени термодинамического совершенства на основе термодинамического анализа
- Методика расчёта цикла АХМ с двухступенчатой абсорбцией
- Численный эксперимент с использованием разработанной модели для оптимального режима действующей и модернизированной АХУ. Оценка адекватности модели
Тенденции повышения эффективности абсорбера АХМ с использованием поверхностно-активных веществ
Иначе обстоит дело с молекулой В, расположенной в поверхностном слое жидкости. В отличие от молекул в глубине жидкости, молекулы поверхностного слоя не окружены молекулами той же жидкости со всех сторон. Часть соседей поверхностных молекул являются частицами второй среды, с которой жидкость граничит. Число частиц в единице объема этой второй среды и их природа могут отличаться от аналогичных свойств жидкости. Поэтому и молекулярные взаимодействия между пограничными молекулами и молекулами второй среды в общем случае могут отличаться от сил взаимодействия внутри самой жидкости. По этой причине равнодействующая всех сил, действующих на молекулу поверхностного слоя, не равна нулю. В зависимости от природы граничащих сред на поверхностную молекулу В будет действовать некоторая равнодействующая сила, направленная либо вглубь жидкости, либо в сторону объема граничащей с ней среды. В том случае, когда жидкость граничит со своим собственным паром, равнодействующая сила, действующая на молекулу В, направлена внутрь жидкости, поскольку число молекул в единице объема жидкости во много раз больше, чем их число в граничащем с ней паре.
Наличие равнодействующей силы, стремящейся втянуть молекулу внутрь жидкости, приводит к тому, что молекула, попадающая в поверхностный слой, должна совершить работу против этой силы. Совершенная при этом работа определяет дополнительный запас потенциальной энергии молекул поверхностного слоя. Очевидно, что чем больше свободная поверхность жидкости, тем большее число ее молекул обладают избыточной потенциальной энергией. Известно, что любая система в природе стремится к минимуму потенциальной энергии. Следовательно, в поверхностном слое жидкости должна действовать сила, стремящаяся сократить ее свободную поверхность. Эта сила и есть сила поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение - это стремление вещества уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе раздела с другой фазой (поверхностную энергию). Поверхностное натяжение измеряется поверхностной энергией, отнесенной к площади поверхности, и выражается в Дж/м2 или Н/м:
Равнодействующая этих сил, приложенная к единице длины контура, ограничивающего поверхность жидкости, обозначается через и называется коэффициентом поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение зависит не только от свойств самой жидкости, но и от свойств той среды, с которой она граничит. В справочниках обычно приводится значение коэффициента поверхностного натяжения на границе жидкости с воздухом и ее паром[94].
В Санкт-Петербургском государственном университете низкотемпературных и пищевых технологий (СПбГУНиПТ), ныне университет ИТМО, исследованы способы уменьшения поверхностного натяжения путём использования поверхностно активных веществ (ПАВ). Были исследованы различные ПАВ с определением их основных свойств [8,10]. Сделан вывод, что спирты с достаточно большой молекулярной массой – первичные, вторичные, третичные, фторсодержащие не изменяют свойств раствора. Наличие небольшого количества спирта в паровой фазе практически не влияет на величины давления над раствором или водой. В местах действия ПАВ возникают зоны с очень низкими значениями поверхностного натяжения. Это проявляется в появлении на поверхностном слое волн, ряби, конвективных потоков, приводит к увеличению поверхности контакта фаз при абсорбции, а также к более быстрому обновлению поверхности. Увеличивается поток массы переносимого вещества, а вследствие взаимосвязанности тепломассопереноса при абсорбции, и поток теплоты.
Введение ПАВ в водный раствор бромида лития при испытании абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов (АБПТ) приводит к интенсификации процессов тепломассопереноса в абсорбере и конденсаторе. Результаты исследования представлены в работах [8,10,12,13,14]. Установлено, что холодопроизводительность АБПТ увеличивается на 20-30% [6,74,86] при небольших затратах, т.к.концентрация ПАВ в растворе не превышает 0,1-0,2 %. Абсорбция ПАВ на межфазных поверхностях жидкость – пар в абсорбере и теплообменная поверхность-жидкость в конденсаторе изменяет гидродинамику стекающей плёнки раствора в первом аппарате и приводит к переходу от плёночной формы конденсации к капельной во втором, что значительно интенсифицирует тепломассоперенос [48,69]. В работе [40] приведены данные о влиянии добавок различных третичных спиртов на повышение коэффициента теплопередачи в абсорбере. Наличие основной массы исследованных спиртов в растворе в пределах концентраций 0,05 -0,3 % приводит к значительному увеличению коэффициента теплопередачи в пределах от 44% до 90%.
В теоретическом решении задачи о гидродинамике стекающей пленки в присутствии ПАВ получено, что возникающее поверхностное натяжение способствует увеличению скорости течения пленки. При этом, при одних и тех же плотностях орошения в присутствии ПАВ толщина пленки жидкости будет меньше. Эти факторы интенсифицируют тепломассоперенос при пленочной абсорбции пара. В генераторе АБПТ при кипении водного раствора бромида лития с добавкой ПАВ образуется смесь, содержащая водяной пар и ПАВ. Образовавшаяся смесь указанных веществ поступает в конденсатор. При определенных условиях может возникнуть капельная конденсация, которая интенсифицирует теплоперенос. При увеличении концентрации ПАВ теплообменная поверхность полностью покрывается пленкой при ее минимальной толщине. Этому соответствует наименьшее значение термического сопротивления пленки, причем режим не пленочной конденсации наблюдается на всей поверхности при максимальной интенсивности процесса.
Переход от пленочной формы конденсации к капельной при введении интенсифицирующей добавки ПАВ приводит к увеличению коэффициента теплопередачи в 1,47 раза. Увеличение коэффициента теплопередачи с помощью добавок, приводящее к изменению поверхностного натяжения, может привести к межфазной турбулентности конвекции Марангони.
Оценка степени термодинамического совершенства на основе термодинамического анализа
Иначе обстоит дело с молекулой В, расположенной в поверхностном слое жидкости. В отличие от молекул в глубине жидкости, молекулы поверхностного слоя не окружены молекулами той же жидкости со всех сторон. Часть соседей поверхностных молекул являются частицами второй среды, с которой жидкость граничит. Число частиц в единице объема этой второй среды и их природа могут отличаться от аналогичных свойств жидкости. Поэтому и молекулярные взаимодействия между пограничными молекулами и молекулами второй среды в общем случае могут отличаться от сил взаимодействия внутри самой жидкости. По этой причине равнодействующая всех сил, действующих на молекулу поверхностного слоя, не равна нулю. В зависимости от природы граничащих сред на поверхностную молекулу В будет действовать некоторая равнодействующая сила, направленная либо вглубь жидкости, либо в сторону объема граничащей с ней среды. В том случае, когда жидкость граничит со своим собственным паром, равнодействующая сила, действующая на молекулу В, направлена внутрь жидкости, поскольку число молекул в единице объема жидкости во много раз больше, чем их число в граничащем с ней паре.
Наличие равнодействующей силы, стремящейся втянуть молекулу внутрь жидкости, приводит к тому, что молекула, попадающая в поверхностный слой, должна совершить работу против этой силы. Совершенная при этом работа определяет дополнительный запас потенциальной энергии молекул поверхностного слоя. Очевидно, что чем больше свободная поверхность жидкости, тем большее число ее молекул обладают избыточной потенциальной энергией. Известно, что любая система в природе стремится к минимуму потенциальной энергии. Следовательно, в поверхностном слое жидкости должна действовать сила, стремящаяся сократить ее свободную поверхность. Эта сила и есть сила поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение - это стремление вещества уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе раздела с другой фазой (поверхностную энергию). Поверхностное натяжение измеряется поверхностной энергией, отнесенной к площади поверхности, и выражается в Дж/м2 или Н/м:
Равнодействующая этих сил, приложенная к единице длины контура, ограничивающего поверхность жидкости, обозначается через и называется коэффициентом поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение зависит не только от свойств самой жидкости, но и от свойств той среды, с которой она граничит. В справочниках обычно приводится значение коэффициента поверхностного натяжения на границе жидкости с воздухом и ее паром[94].
В Санкт-Петербургском государственном университете низкотемпературных и пищевых технологий (СПбГУНиПТ), ныне университет ИТМО, исследованы способы уменьшения поверхностного натяжения путём использования поверхностно активных веществ (ПАВ). Были исследованы различные ПАВ с определением их основных свойств [8,10]. Сделан вывод, что спирты с достаточно большой молекулярной массой – первичные, вторичные, третичные, фторсодержащие не изменяют свойств раствора. Наличие небольшого количества спирта в паровой фазе практически не влияет на величины давления над раствором или водой. В местах действия ПАВ возникают зоны с очень низкими значениями поверхностного натяжения. Это проявляется в появлении на поверхностном слое волн, ряби, конвективных потоков, приводит к увеличению поверхности контакта фаз при абсорбции, а также к более быстрому обновлению поверхности. Увеличивается поток массы переносимого вещества, а вследствие взаимосвязанности тепломассопереноса при абсорбции, и поток теплоты.
Введение ПАВ в водный раствор бромида лития при испытании абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов (АБПТ) приводит к интенсификации процессов тепломассопереноса в абсорбере и конденсаторе. Результаты исследования представлены в работах [8,10,12,13,14]. Установлено, что холодопроизводительность АБПТ увеличивается на 20-30% [6,74,86] при небольших затратах, т.к.концентрация ПАВ в растворе не превышает 0,1-0,2 %. Абсорбция ПАВ на межфазных поверхностях жидкость – пар в абсорбере и теплообменная поверхность-жидкость в конденсаторе изменяет гидродинамику стекающей плёнки раствора в первом аппарате и приводит к переходу от плёночной формы конденсации к капельной во втором, что значительно интенсифицирует тепломассоперенос [48,69]. В работе [40] приведены данные о влиянии добавок различных третичных спиртов на повышение коэффициента теплопередачи в абсорбере. Наличие основной массы исследованных спиртов в растворе в пределах концентраций 0,05 -0,3 % приводит к значительному увеличению коэффициента теплопередачи в пределах от 44% до 90%.
В теоретическом решении задачи о гидродинамике стекающей пленки в присутствии ПАВ получено, что возникающее поверхностное натяжение способствует увеличению скорости течения пленки. При этом, при одних и тех же плотностях орошения в присутствии ПАВ толщина пленки жидкости будет меньше. Эти факторы интенсифицируют тепломассоперенос при пленочной абсорбции пара. В генераторе АБПТ при кипении водного раствора бромида лития с добавкой ПАВ образуется смесь, содержащая водяной пар и ПАВ. Образовавшаяся смесь указанных веществ поступает в конденсатор. При определенных условиях может возникнуть капельная конденсация, которая интенсифицирует теплоперенос. При увеличении концентрации ПАВ теплообменная поверхность полностью покрывается пленкой при ее минимальной толщине. Этому соответствует наименьшее значение термического сопротивления пленки, причем режим не пленочной конденсации наблюдается на всей поверхности при максимальной интенсивности процесса.
Переход от пленочной формы конденсации к капельной при введении интенсифицирующей добавки ПАВ приводит к увеличению коэффициента теплопередачи в 1,47 раза. Увеличение коэффициента теплопередачи с помощью добавок, приводящее к изменению поверхностного натяжения, может привести к межфазной турбулентности конвекции Марангони.
Обеспечение работы схемы с двухступенчатой абсорбцией происходит благодаря наличию двух абсорберов, работающих при различных давлениях и подключенных в схему раствора последовательно. В частном случае охлаждение абсорберов низкой и высокой ступеней производится водой одинаковой температуры параллельно. Раствор с большим содержанием легкокипящего компонента, образующийся в абсорбере ступени высокого давления (11), поступает в ресивер (13), а затем в насос (14) при давлении кипения, где его давление повышается до давления конденсации. За счет работы насоса к раствору подводится тепло. Концентрация раствора при этом не изменяется. Из-за несжимаемости жидкости энтальпия раствора до и после насоса остается постоянной. Далее раствор поступает в дефлегматор (2), где охлаждает пары водоаммиачной смеси и конденсирует из нее пары воды. В теплообменнике растворов (4) раствор подогревается и с неизменной концентрацией подается в генератор-ректификатор (1). В генераторе при подводе тепла от греющего источника раствор кипит, его концентрация по легкокипящему компоненту уменьшается. Образующийся пар подвергается очистке в процессе ректификации, происходящей в специально предусмотренной для этого части генератора.
Пар из генератора, пройдя дефлегматор, направляется в конденсатор (6), где сжижается и попадает в ресивер жидкого аммиака (9). Затем жидкость охлаждается в газовом переохладителе (7) и дросселируется в регулирующем вентиле. При этом давление снижается до промежуточного. Процесс дросселирования происходит при постоянной энтальпии и концентрации. Далее холодильный агент попадает в отделитель жидкости (12), откуда газообразный аммиак поступает в абсорбер ступени высокого давления, а жидкий холодильный агент дросселируется в регулирующем вентиле и попадает в испаритель (8), где кипит при подводе тепла от охлаждаемого объекта. Поток пара из испарителя, пройдя газовый переохладитель, направляется в абсорбер ступени низкого давления (3). Туда же поступает раствор из генератора после охлаждения в теплообменнике и дросселирования в регулирующем вентиле. В абсорбере ступени низкого давления происходит поглощение пара раствором при отводе тепла. Концентрация по легкокипящему компоненту повышается. Далее раствор попадает в ресивер (10), откуда насосом (5) откачивается в абсорбер ступени высокого давления, и на этом цикл замыкается.
Особенностью разработанной схемы является то, что в абсорбер высокой ступени поступает пар, образовавшийся в результате дросселирования потока жидкости от давления конденсации до промежуточного давления. В результате проведённых предварительных расчётов было установлено, что промежуточное давление может быть определено как среднее геометрическое между давлением конденсации и кипения и уточнено с учётом соблюдения материального баланса абсорбера высокой ступени. Усредненные параметры результатов производственного эксперимента АХМ
Методика расчёта цикла АХМ с двухступенчатой абсорбцией
Давление конденсации считается постоянным за счёт регулирования величины поверхности конденсатора. Для построения линий процессов в диаграмме -i использованы данные таблицы 3.1. Расчёт: Давление конденсации, Рк - снимается путем замеров. Давление кипения, Р0, определялось по манометру и уточнялось по температуре кипения. Величина промежуточного давления, Рт, определена как среднее геометрическое между значениями давления конденсации и давления в абсорбере низкой ступени с уточнением по условию соблюдения материального баланса абсорбера высокой ступени методом последовательных приближений. Концентрация а определена по температуре слабого раствора на выходе из генератора, tг; температура tз - состояние слабого раствора на входе в абсорбер низкого давления; Концентрации r, на выходе из абсорбера низкого и высокого давления определены по температуре крепкого раствора t4 , т.к. подача охлаждающей воды в абсорберы производится параллельно. Концентрация определена по температуре пара, 15, выходящего из дефлегматора. По температуре пара выходящего из дефлегматора и давлению в конденсаторе для всего расчетного периода средняя концентрация =0,996. При расчете по диаграмме принято =1. При этом материальный баланс абсорбера высокой ступени имеет вид: (/- ).+ ! = /, 1-, где / - — - кратность циркуляции растворного цикла; х = 7 - 710 : - удельная масса пара, выделившаяся при первом дросселировании. Ч Ч\о Точка 6(7) определяет состояние жидкого холодильного агента после дросселирования до промежуточного давления; жидкость состояния 710 дросселируется до давления Р0; пар 7 отводится в абсорбер высокого давления. Жидкий холодильный агент в состоянии 710 с концентрацией d поступает в испаритель, где образуется пар 1Х .
Состояние крепкого раствора, поступающего в генератор, определяется из уравнения теплового баланса теплообменника растворов: І1 = i4 +(i2 -i3 )(f -l)/ f В результате смешения крепкого раствора после насоса при давлении Рт с паром (т.7) в верхней части абсорбера высокой ступени образуется раствор состояния 3 .
Таким образом, в результате построения основные процессы в диаграмме представляются следующим образом: 1-2 - кипение в генераторе; 2-3- охлаждение слабого раствора в теплообменнике; 3-4 - процесс в абсорбере низкого давления; 3 - 4 - процесс в абсорбере высокого давления; 4 -1 - подогрев крепкого раствора в теплообменнике; 5-6- процесс в конденсаторе и переохладителе; 7і -7ю - кипение в испарителе. Определение удельных тепловых нагрузок по аппаратам АХМ: - удельная массовая холодопроизводительность испарителя, кДж/кг, q0 = (1-х) (7і -7ю); - удельная массовая тепловая нагрузка на конденсатор, кДж/кг, qk = (is - іб) - удельная массовая тепловая нагрузка на генератор, кДж/кг, qh = i5+(f-l)i2-fii - удельная массовая тепловая нагрузка на абсорбер высокой ступени, кДж/кг, qa =x7 +(f-x)i4-fi4 - удельная массовая тепловая нагрузка на абсорбер низкой ступени, кДж/кг, qa = (f-l)i3+(l-x) 7i -(f-x)i4 - уравнение теплового баланса, кДж/кг, qh + qo = qk +qa + qa Для определения полных тепловых нагрузок аппаратов используется масса циркулирующего холодильного агента, полученная в результате поверочного расчёта воздушного конденсатора с учётом подержания заданного давления в конденсаторе [51]. Расчет проведен для теплого времени года, когда в установке создается наиболее сложный режим работы.
В результате теплового расчёта определены значения удельного теплового потока, qf, далее по величине полной поверхности установленного в системе конденсатора определены общие тепловые нагрузки Qk и с учётом значений qk, определённых по диаграмме, для каждого режима рассчитаны значения массового расхода холодильного агента и полные тепловые нагрузки аппаратов АХМ.
Результаты расчётов одноступенчатой АХМ и с двухступенчатой абсорбцией приведены в таблицах 3.2 и 3.3. Предварительный анализ результатов расчётов показал, что в качестве расчётного для исследования модернизированной холодильной машины должен быть принят тёплый период года, когда наблюдаются наибольшие отклонения от режимных параметров.
С целью проведения сравнения результаты расчётов представлены в виде графических зависимостей на рис.3.3-3.7. Рисунок 3.3. Графики изменения холодопроизводительности для действующей и модернизированной АХМ Как видно на графике, характер изменения холодопроизводительности закономерен – с повышением температуры окружающей среды холодопроизводительность снижается. Повышение значения холодопроизводительности модернизированной АХМ объясняется двухступенчатым дросселированием холодильного агента с отводом промежуточного пара. Средее повышение холодопроизводительности составляет 8%. 55 Рисунок 3.4. Графики изменения тепловой нагрузки на генератор Характер изменения тепловой нагрузки на генератор одноступенчатой АХМ объясняется тем, что в мае месяце наблюдается наиболее высокая температура слабого раствора, выходящего из генератора, в сравнении с остальными месяцами, в результате чего на 10% повысилось давление в абсорбере, что привело к увеличению интервала дегазации и снижению тепловой нагрузки на генератор. Для остальных месяцев характер изменения тепловой нагрузки на генератор закономерен. В целом, из-за увеличения интервала дегазации тепловая нагрузка на генератор модернизированной АХМ понизилась на 22,5 % Рисунок 3.5. Графики изменения тепловой нагрузки на конденсатор
Численный эксперимент с использованием разработанной модели для оптимального режима действующей и модернизированной АХУ. Оценка адекватности модели
Разработанная программа позволяет производить оценку эффективности действующей и модернизированной системы при любом сочетании режимных параметров, что обеспечивает возможность ее применения для установок синтеза аммиака данного типа, эксплуатируемых в различных регионах страны. В качестве примера по разработанной программе проведены расчёты оптимального режима работы АХУ, установленного И.С.Бадылькесом и Р.Л.Даниловым [4]. Температура кипения -100С принята по регламенту установки. Значения температуры конденсации и основных точек цикла определены с использованием оптимальных температурных перепадов при протекании процессов в аппаратах с учётом состояния окружающей среды. При этом исключается сезонное переключение конденсатора и, в связи с этим, нарушение режима в переходном периоде.
Результаты расчётов по программе представлены в виде интерфейсов (Приложение 2). Определение основных технических характеристик в численном эксперименте проводилось в зависимости от температуры наружного воздуха, которая определена как фактор, в значительной степени влияющий на работу холодильной машины, в частности, на работу воздушного конденсатора, абсорбера и в течение года изменяется в большом диапазоне.
Границы изменения температуры наружного воздуха взяты по среднемесячной температуре в г. Невинномысске из СНИП 23-01-99 «Строительные нормы и Правила Российской Федерации» Примеры интерфейсов действующей и модернизированной установки Рисунок 4.2. Расчёт действующей АВХМ (январь) приведены на рис.4.2.,4.3. 72 Особенностью программы является возможность проведения и результат графоаналитического расчёта воздушного конденсатора с нахождением величины удельного теплового потока и действительной температуры стенки для выбранного режима работы. Рисунок 4.3. Расчёт модернизированноё АХМ (январь) Результаты численного эксперимента приведены в таблицах 4.3., 4.4. Результаты расчётов по программе технических характеристик одноступенчатой АХМ
С целью установления адекватности разработанной программы были проведены расчёты по диаграмме с использованием MathCad для условий численного эксперимента. Результаты расчёта представлены в виде гистограмм Определение характера изменения основных технических характеристик в численном эксперименте проводилось в зависимости от изменения температуры наружного воздуха по месяцам года.
Сравнение значений интервала дегазации для рабочих условий системы и в зависимости от температуры окружающей среды по месяцам года показывает, что среднее значение оказывается выше за счёт снижения концентрации слабого раствора из - за уменьшения уточнённого по температуре окружающей среды давления конденсации и увеличения температуры раствора, выходящего из генератора. Увеличение интервала дегазации для модернизированной АХУ объясняется ростом концентрации крепкого раствора при наличии двухступенчатой абсорбции. Среднее возможное отклонение составляет + 47,3.%.
Повышение холодопроизводительности в модернизированной установке объясняется наличием двухступенчатого дросселирования с отводом пара промежуточного давления в абсорбер высокого давления. Как показывают результаты обработки, холодопроизводительность модернизированной АХМ возрастает в среднем на 5% от проектных значений холодопроизводительности АХМ до модернизации.
Тепловая нагрузка на генератор АХМ после модернизации значительно уменьшится. Это связано с расширением интервала дегазации, уменьшением кратности циркуляции. Средняя возможная величина отклонения составляет 17,8%.
Тепловая нагрузка на конденсатор не изменится после модернизации АХМ, т.к. расчёт расхода холодильного агента для модернизированной установки вели с учётом постоянства условиям работы действующего конденсатора. Таким образом, при соблюдении оптимального режима эксплуатации можно достигнуть улучшения технических характеристик без нарушения режима в переходный период, что может быть принято как способ модернизации на основе системного анализа.
1. Разработанная натурная модель и специальное программное обеспечение использовано для проведения модернизации на основе системного анализа. Получены результаты численного эксперимента с выходом на оптимальный режим работы;
2. Анализ результатов расчёта показал, что при обеспечении регламентной температуры кипения (-10С) и оптимальных температурных перепадов с учётом параметров окружающей среды можно обеспечить улучшение основных технических показателей системы без нарушений режима работы в переходный период;
3. В результате расчета оптимального режима АХМ определены основные технические характеристики одноступенчатой и модернизированной АХМ и проведено сравнение с регламентными значениями: интервал дегазации увеличился на 47,3%; холодопроизводительность - на 5%, полная тепловая нагрузка на генератор уменьшилась на 17,8%, полная тепловая нагрузка на конденсатор осталась постоянной, полная тепловая нагрузка на абсорбер ступени низкого и высокого давлений уменьшилась на 22,8%.