Разработка тепловой схемы газоконтактной опреснительной установки и анализ условий ее применения
В.М. Лапшова, М.В. Козлова, А.В. Банников, С.А. Банникова, В.А. Горбунов
Вестник ИГЭУ, 2024 г. выпуск 6, сс. 5—14
Скачать PDF
Состояние вопроса. Дымовые газы, покидающие различные энергетические установки, широко используются в качестве греющей среды в котлах-утилизаторах, контактных теплообменных аппаратах с активной насадкой, рекуперативных теплообменниках. Одним из перспективных направлений использования теплоты дымовых газов является их применение в процессе получения обессоленной воды. Уходящие газы в большинстве существующих опреснительных установок используются только для подогрева опресняемой воды, при этом данный процесс осуществляется в поверхностных теплообменных аппаратах, однако организация контактного теплообмена позволяет повысить эффективность процесса опреснения. Продукты сгорания содержат в себе парниковые газы, которые оказывают негативное влияние на окружающую среду, но обладают при этом энергетическим потенциалом, который может быть полезно использован. В этой связи актуальными являются задачи, связанные с разработкой технологий, позволяющих утилизировать теплоту уходящих газов, а также осуществлять их очистку.
Материалы и методы. При разработке методики расчета тепловой схемы опреснительной установки и оценке эффективности процесса опреснения использованы методы балансовых расчетов.
Результаты. Разработана тепловая схема газоконтактной опреснительной установки с адиабатическим увлажнением дымовых газов. Определено влияние температуры дымовых газов и солености морской воды на эффективность работы опреснительной установки.
Выводы. Использование дымовых газов в процессе получения обессоленной воды в контактных опреснителях позволяет не только получать пресную воду, пригодную для технических нужд, но и осуществлять очистку продуктов сгорания. В результате проведенного исследования установлено, что изменение температуры уходящих газов при адиабатическом увлажнении с 365 до 120 оС приводит к снижению производительности установок газоконтактного типа в 2,62 раза, а увеличение солености морской воды, поступающей в установку, с 10 до 90 г/л приводит к увеличению ее расхода на 8–10 %.
1. Кальметова А.Г., Кулешов О.Ю. Энергоэффективные проектные решения котельных с глубокой утилизацией теплоты дымовых газов // Математические методы в технике и технологиях – ММТТ. – 2014. – № 13(70). – С. 127–129.
2. Хамидуллин Р.Н. Рекуперация тепла дымовых газов контактным теплообменом // Вестник Технологического университета. – 2016. – Т. 19, № 2. – С. 88–90.
3. Чехранов С.В., Симашов Р.Р., Ханькович И.Н. Развитие теплоутилизационных технологий в судовой энергетике // Морские интеллектуальные технологии. – 2017. – № 3-2(37). – С. 107–111.
4. Алиева О.О. Технология утилизационного опреснения морской воды // Вестник науки и образования. – 2022. – № 1-1(121). – С. 36–41.
5. Слесаренко В.Н. Дистилляционные опреснительные установки. – М.: Энергия, 1980. – 248 с.
6. Наими А., Рассохин В.А. Эффективность газотурбинного цикла с впрыском пара и анализ его взаимодействия с опреснительной установкой // Вестник Брянского государственного технического университета. – 2017. – № 2(55). – С. 58–68.
7. Ковалев О.П. Тепломассообмен в контактных пленочных аппаратах судовой утилизационной опреснительной установки на дымовых газах (разработка методики теплового расчета): дис. … канд. техн. наук. – Владивосток, 1984. – 171 с.
8. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024666115 Российская Федерация. Расчет тепловой схемы газоконтактной опреснительной установки / М.В. Козлова, А.В. Банников, В.М. Лапшова; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». – № 2024664340: заявл. 24.06.2024; опубл. 10.07.2024.
9. Козлова М.В., Банников А.В., Банникова С.А. Исследование работы термической опреснительной установки с контактным испарителем и компрессией паровоздушной смеси // Вестник ИГЭУ. – 2024. – Вып. 5. – С. 21–30.
10. Козлова М.В., Соколов П.С., Банников А.В. Исследование влияния реальных физических свойств влажного воздуха на точность расчета тепломассообменных процессов // Вестник ИГЭУ. – 2020. – Вып. 4. – С. 5–13.