Введение
Глава 1. Анализ состояния вопроса и постановка задачи 13
1.1 Анализ энергоэффективных технологий в высокотемпературных плавильных установках систем по производству стекла. Современное состояние вопроса. 13
1.2. Повышение энергоэффективности с использованием термохимической регенерации 16
1.2.1 .Термохимическая переработка углеводородных газов. 16
1.2.2. Процессы термохимической переработки природного газа, применяемые в промышленности 17
1.2.3. Перспективные и энергоэффективные технические решения, основанные на процессе паровой конверсии 20
1.2.4. Повышение энергоэффективности промышленных объектов с использованием термохимической регенерации 23
1.2.5. Энергоэффективные технические решения, основанные на конверсии углеводородного сырья 26
1.2.6. Анализ методов расчета процесса термохимической регенерации 28
1.3. Повышение энергоэффективности промышленных объектов путем предварительного подогрева технологического материала. Существующие способы подогрева технологического материала 30
1.4. Снижение тепловых потерь через наружные ограждения с помощью фильтруемой изоляции. Обзор различных вариантов подачи охладителя 31
1.5. Выводы по главе 32
Глава 2. Постановка задачи исследования объектов энергосбережения 33
2.1. Концептуальная модель системы термохимической регенерации 33
2.2. Математические модели системы ТХР и их программная реализация 41
2.2.1. Математическая модель прямоточного реакционного элемента 42
2.2.2. Двумерная математическая модель FLUENT 45
2.2.3. Математическая модель реакционного элемента реактора некаталитической паровой конверсии 46
2.2.4. Математическая модель реакционного элемента с двойной циркуляцией реагирующей среды 47
2.2.5. Особенности определения теплофизических свойств реагирующего газа 47
2.3. Концептуальная модель регенеративного подогревателя технологического материала 48
2.4. Математическая модель подогревателя технологического материала и её программная реализация 50
2.5. Модель фильтруемой изоляции стекловаренной печи 52
2.6. Выводы по главе 53
Глава 3. Тарировочные расчеты. Оценка пригодности предлагаемых математических моделей 55
3.1. Сравнение температур и состава смеси газов, полученных с помощью предложенной модели с распределенными параметрами, и полученных при помощи двумерной модели Fluent 55
3.2. Тарировка кинетической модели химических процессов 57
3.3. Тарировка расчета реакционного элемента с двойной циркуляцией газовой среды. Сравнение температуры смеси газов с результатами двумерной модели Fluent . 58
Глава 4 Параметрические расчеты системы термохимической регенерации 61
4.1. Шероховатости в каналах реакционного элемента 63
4.2. Повышение температуры стенки выше максимально допустимой по условию прочности 64
4.3. Оценка влияния химических и диффузионных процессов на теплообмен в реакционном элементе 67
4.4. Состав газа и степень завершения конверсии на выходе при различных режимах работы ТХР 70
4.4.1. Исследование зависимости состава конвертированного газа от соотношения пар таз в парогазовой смеси на входе 71
4.4.2. Исследование зависимости состава конвертированного газа от объемного расхода парогазовой смеси на входе 76
4.5. Температура РЭ при различных режимах работы ТХР. Влияние расхода природного газа и геометрических характеристик РЭ 81
Глава 5 Расчеты энергосберегающих мероприятий по разработанной методике 85
5.1. Расчеты системы термохимической рекуперации 86
5.2. Расчеты регенеративного подогревателя технологического материала 97
5.3. Расчеты фильтруемой изоляции наружных ограждений высокотемпературной плавильной установки 100
Глава 6 Оценка энергоэффективности предложенных схем стекловаренной установки 101
Заключение 111
Список литературы 113
Приложения 121
