CC BY
14
тент на промышленный образец №87114, Рос. Федерация, МКПО9 02-02, №2012502342, заявл. 11.07.2012, опубл. 16.12.13.
6. Данилова С.А., Растегаева А.А., Будникова О.В., Козлитина Н.В., Белоусова И.Л. Маскарадный костюм «Леди Винтаж». Патент на промышленный образец №91682, Рос. Федерация, МКПО10 02-02, №2013503317, заявл. 27.08.2013, опубл. 16.02.2015.
7. Данилова С.А., Йылмаз Г.Б., Конотопцева Н.Ю. Комплект детской одежды. Патент на промышленный образец №88067, Рос. Федерация, МКПО10 0202, №2012504379, заявл. 14.12.2012, опубл. 16.03.14.
8. Данилова С.А., Йылмаз Г.Б., Конотопцева Н.Ю. Комплект детской одежды. Патент на промышленный образец №88068, Рос. Федерация, МКПО10 0202, №2012504389, заявл. 14.12.2012, опубл. 16.03.14.
9. Данилова С.А., Йылмаз Г.Б., Конотопцева Н.Ю. Комплект детской одежды. Патент на промышленный образец №88070, Рос. Федерация, МКПО10 0202, №2012504392, заявл. 14.12.2012, опубл. 16.03.14.
10. Данилова С.А., Йылмаз Г.Б., Конотопцева Н.Ю. Комплект детской одежды. Патент на промышленный образец №88069, Рос. Федерация, МКПО10 0202, №2012504391, заявл. 14.12.2012, опубл. 16.03.14.
11. Данилова С.А., Йылмаз Г.Б., Конотопцева Н.Ю. Комплект детской одежды. Патент на промышленный образец №88071, Рос. Федерация, МКПО10 02-
02, №2012504501, заявл. 12.12.2012, опубл. 16.03.14.
12. Данилова С.А., Йылмаз Г.Б., Конотопцева Н.Ю. Комплект детской одежды. Патент на промышленный образец №88358, Рос. Федерация, МКПО10 0202, №2012504378, заявл. 14.12.2012, опубл. 16.04.14.
13. Данилова С.А., Йылмаз Г.Б., Конотопцева Н.Ю. Комплект детской одежды. Патент на промышленный образец №88359, Рос. Федерация, МКПО10 0202, №2012504390, заявл. 14.12.2012, опубл. 16.04.14.
14. Данилова С.А., Йылмаз Г.Б., Конотопцева Н.Ю. Комплект детской одежды. Патент на промышленный образец №89187, Рос. Федерация, МКПО10 0202, №2012503096, заявл. 03.09.2012, опубл.
16.07.14.
15. Данилова С.А., Йылмаз Г.Б., Конотопцева Н.Ю. Комплект детской одежды. Патент на промышленный образец №91725, Рос. Федерация, МКПО10 0202, №2013504808, заявл. 16.12.2013, опубл.
16.02.15.
16. Данилова С.А., Кретова Т.А. Школьная форма для девочек. Патент на промышленный образец №91688, Рос. Федерация, МКПО10 02-02, №2013502728, заявл. 15.07.2013, опубл. 16.02.2015.
17. Шепель В.М. Имиджелогия. Как нравиться людям. М.: Народное образование, 2002.
ХОЛОДОГЕНЕРИРУЮЩИЕ УСТАНОВКИ В СИСТЕМАХ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ
ПРЕДПРИЯТИЙ ГАЗОПЕРЕРАБОТКИ
Долотовский Игорь Владимирович
канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник Саратовского государственного технического университета имени
Гагарина Ю.А.
Ларин Евгений Александрович
канд. техн. наук, профессор Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А.
Долотовская Надежда Васильевна канд. техн. наук, доцент Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А.
АННОТАЦИЯ
Приведены теоретические положения энергетического и технико-экономического анализа холодогенерирующих установок с машинами компрессионного, абсорбционного и пароэжекторного типов, использующих вторичные энергоресурсы предприятий газопереработки. Определены рациональные типы установок в системах энергообеспечения предприятий газопереработки, обеспечивающие высокий термодинамический КПД и оптимальные эксплуатационные затраты.
ABSTRACT
Proposed the theoretical position of the energy andfeasibility analysis systems generate cold. In systems using secondary energy resources gas processing plants. Considered by compression refrigeration machine, absorption and steam jet refrigeration machine. Grounded the rational types of facilities that provide high thermodynamic efficiency and optimal operating costs
Ключевые слова: вторичные энергоресурсы, холодильные установки, моделирование, энергетическая эффективность, технико-экономический анализ
Key words: secondary energy resources, refrigeration systems, modeling, energy efficiency, feasibility analysis
Основное количество вторичных энергоресурсов (ВЭР) на предприятиях газоперерабатывающего профиля (ПГП) сосредоточено в паровом конденсате после кипятильников ректификационных колонн, паре вторичного вскипания, факельных сбросах, газах дегазации, дымовых газах трубчатых технологических печей и дожига сброс-
ных газов, отходящих газах компрессорных агрегатов с газотурбинным приводом. Структура перечисленных видов ВЭР и их температурный уровень зависят от технологической топологии ПГП, состава перерабатываемого сырья, номенклатуры выпускаемой продукции. Например, на предприятиях по переработке газа и газового конденсата
[1] наибольшую тепловую мощность ВЭР имеют продукты и полупродукты технологического производства и низкопотенциальный пар теплоэнергетической системы, %:
- дымовые газы технологических печей 8 - 9
- технологические горючие газы производств 2 - 3
- технологические потоки производств 63 - 65
- отработанный пар турбин 24 - 25
- паровой конденсат 3 - 4
Повышение эффективности потребления и генерации энергоресурсов на ПГП, несмотря на все многообразие технологических процессов, достигается в основном, за счет рекуперации теплоты, использования низкопотенциальной теплоты в системах обеспечения жизнедеятельности, утилизации ВЭР в тепло- холодо- и электрогенери-рующих установках внутрипроизводственных систем энергообеспечения.
Для выбора наиболее рациональных направлений утилизации ВЭР на конкретном предприятии разработаны методики и моделирующие алгоритмы расчета альтернативных вариантов схемных и параметрических решений с использованием стратегии системного анализа сложного
энерготехнологического комплекса [2]. Программно-методическое обеспечение интегрировано в информационно-аналитическую систему управления потреблением энергоресурсов [3]. Математическое моделирование установок утилизации ВЭР с выработкой холода заключается в представлении объекта как сложной взаимодействующей трехуровневой иерархической системы (рисунок 1) с последующим качественным анализом ее структуры, разработкой математического описания элементов и оценкой критериев эффективности.
На первом уровне блочно-иерархической структуры системы утилизации теплоты ПГП находятся агрегаты-источники ВЭР: охлаждаемые реакторы производств, котлы-утилизаторы за технологическими трубчатыми печами, высокотемпературное водоохлаждаемое теплообменное оборудование испарительного типа и другие аппараты-генераторы низкопотенциального пара.
Второй уровень объединяет оборудование холодо-генерирующего комплекса - холодильные машины компрессионного (КХМ), абсорбционного (АХМ) или паро-эжекторного типа (ПЭХМ) и систему оборотного водоснабжения.
Хт (а, я, 2, е,Ж , г)
ч
Технологическая система
1 Источник ВЭР
Ут (о, А^ст)
Х
2 Холодо-
генерирующий
комплекс
_ I
У X ^ )
±
Холодопотребляющая система
' Х XC
3 Потребитель холода
У XC
I
Х У
'' ' - вектор входных и выходных параметров и переменных ьго элемента системы; S, Z - влияющие факторы: технологические, климатические, конструктивные; E - удельное потребление энергоресурсов; W - водопотребление; t - время эксплуатации; G, D, Wст, VВЭР ^ВЭР) - расходы технологического продукта, вырабатываемого пара, сточных вод, низкопотенциального пара (тепловых ВЭР); QХ - выработка холода Рисунок 1. Блочно-иерархическая структура взаимосвязей элементов
Структура второго уровня зависит от множества влияющих технико-экономических, режимных, климатических и других факторов.
Третий уровень - потребитель холода, представлен, в основном, теплообменными аппаратами различного типа технологических производств или систем кондиционирования воздуха.
Такой блочно-иерархический подход к проблеме повышения эффективности утилизации тепловых В ЭР в системах холодоснабжения позволяет разделить описание отдельных элементов по степени детализации отображаемых свойств и характеристик объекта.
При разработке математической модели использован нисходяще-восходящий принцип с более подробной детализацией описания системы на втором иерархическом уровне и сформулированными требованиями со стороны элементов первого и третьего уровня - известными векторами выходных параметров УВЭР и УХС. Вектор УВЭР включает расход и параметры утилизируемого низкопотенциального пара, а вектор УХС - количество и параметры потребляемого холода в соответствующих режимах эксплуатации системы.
Принято также, что состав оборудования элементов второго иерархического уровня - холодильных машин (ХМ) и системы оборотного водоснабжения (СОВ) формируется из унифицированного типоразмерного ряда.
Математическое описание элементов второго иерархического уровня представлено функциями
У (бх, тх) = / X (п, z, Е, Ж, г), У ВЭР (0ВЭР ))
где количество вырабатываемого холода (ОХ) и его температура (ТХ) приняты одинаковыми для рассматриваемых холодильных машин.
Разработанные модели включают два взаимосвязанных блока. Первый позволяет выполнить расчет параметров холодильного цикла каждого типа установок с определением конструктивных характеристик оборудования и расходных показателей локальной системы оборотного водоснабжения и эжекционного водоохладителя. Во втором - определяются энергетические и интегральные технико-экономические показатели элементов холодоге-нерирующего комплекса.
Энергетическая эффективность холодильных установок определяется известными показателями, приведенными в таблице, в которой приняты следующие обозначения:
Ч°» Чт, Я.^ Чк - удельное количество теплоты, переданное в испарителе, генераторе, абсорбере, дефлегматоре, кДж/кг; Н - удельная работа сжатия компрессора,
I , I , I
кДж/кг; р н к - соответственно энтальпия рабочего пара, пара после испарителя и конденсата после конденсатора кДж/кг; и - коэффициент инжекции.
Расчетные зависимости для показателей энергоэффективности холодильных машин
Таблица
Показатель, обозначение КХМ АХМ ПЭХМ
Холодильный коэффициент, £ ч0/ /н Ч0/ /Чг и (н " 'к V .4 /(?р " 'к )
Удельные затраты подведенной энергии на выработку холода, э V /Ч ч,/ /Ч0 1 'р - 'к и к - К
Полезный энергетический эффект, ^ У^ + Ч0 ) Ч0/ /(Чг + Ча + Чя )
Энергетическое сравнение КХМ и АХМ на первичных энергоносителях выполнено по холодильному коэффициенту с учетом затрат первичного топлива на выработку электрической и тепловой энергии:
_0>/ ■ , _Оь
£КхМ / N ' £АхМ у б
б
(1)
где о - количество выработанного холода; к - рас-
бТ
ход электроэнергии на привод компрессоров; - затраты теплоты в генераторе.
Удельный расход условного топлива (первичного энергоресурса) на выработку единицы холода в КХМ
N.
к
Ькхм
£
(1 + Рк )
кхм , (2)
ЬЭ
где Э - удельный расход условного топлива в энергосистеме на отпуск электроэнергии, составляющий в среднем
для современных энергосистем 0,34 - 0,36 кг/(кВт-ч); - коэффициент расхода на собственные нужды вспомогательного оборудования (насосов, вентиляторов), с помощью которого теплота от конденсаторов КХМ отводится в окружающую среду (0,05 - 0,07).
Удельный расход условного топлива на выработку единицы холода в АХМ
ЬАХМ
Ь
(1 + Рл )
"АХМ
, (3)
Ьт
где т - удельный расход условного топлива на единицу отпускаемой теплоты; эта величина зависит от источника
обеспечения (котельная, ТЭС); ^л - коэффициент расхода на собственные нужды вспомогательного оборудования (насосов, вентиляторов), с помощью которого теплота от конденсаторов, абсорберов и дефлегматоров отводится в окружающую среду (0,1 - 0,15).
Совместное решение (2) и (3) дает условие одинаковой энергетической эффективности КХМ и АХМ на первичных источниках энергии
£АХМ = ЬТ (1 + Рл ) £кхм ЬЭ (1 + Рк )
£
>
При
£
Ьт (1 + Рл) Ьэ (1 + Рк)
(4)
энергетически эффективнее абсорбционные холодильные установки. При обратном знаке неравенства выгоднее компрессионные установки на первичных энергоносителях.
Аналогичная методика сравнения двух типов установок использована и при условии их обеспечения энергоносителями, выработанными в утилизационной системе. Эффективность установки зависит в этом случае от
совершенства парового привода КХМ и соотношения коэффициентов расхода энергии на собственные нужды КХМ и АХМ.
С использованием показателей энергетической эффективности определены удельные расходы условного топлива для холодильных установок различного типа на
первичных и вторичных источниках энергии. Расчеты выполнены для установки холодопроизводительностью 990 кВт, вырабатывающей холод зоны кондиционирования с изотермой 280 К. В результате получены следующие значения удельных расходов, т у. т.:
Первичные энергоресурсы ВЭР
АХМ 0,355 0,306
КХМ 0,296 0,264
ПЭХМ 0,417 0,257
Анализ приведенных данных показывает, что при использовании первичных энергоресурсов наиболее эффективным вариантом является система с КХМ. Система с использованием ВЭР наиболее эффективна с холодильной установкой пароэжекторного типа.
Наиболее полно оценить эффективность всех типов холодильных установок и обеспечивающей водооборот-ной системы можно по величине эксергетического КПД, значения которого для системы утилизации ВЭР с рассмотренными типами машин холодопроизводительно-стью 990 кВт, вырабатывающей холод зоны кондиционирования с изотермой 280 К составляют: ПЭХМ - 0,415; КХМ - 0,370; АХМ - 0,272. Это позволяет сделать вывод, что что с термодинамической точки зрения в системах утилизации ВЭР при работе холодильных машин в зоне кондиционирования холода наибольшую эффективность имеют пароэжекторные установки.
В качестве обобщенного критерия технико-экономической эффективности приняты затраты за расчетный период времени 1, включающие затраты на электроэнергию, водообеспечение, платежи за загрязнение окружающей среды, отчисления на амортизацию и ремонт оборудования системы
X, = а Цв + Э, Цэ + ^ Ц в + ^ Цст + АКа
где
а Це -
(5)
потребление тепловой энергии (пара) и стоимость тепловой энергии; Э - суммарное потребление электроэнергии в ХМ, системах водоснабжения и водоот-
ведения; Цэ - тариф на электроэнергию; Ц в - стоимость воды от внешнего источника или стоимость подготовки
воды в СОВ; Цст - удельная стоимость стоков в пределах
допустимых концентраций; ЛК, аа°г - капитальные затраты на оборудование и коэффициент, учитывающий отчисления от этих затрат на амортизацию и обслуживание в расчетный период времени.
По критерию (5) системы выработки холода на первичных и вторичных энергоресурсах для рассмотренных ХМ характеризуются следующими показателями:
Для системы утилизации ВЭР с КХМ зависимость годовых эксплуатационных затрат (в относительных единицах) от изотермы генерируемого холода приведена на рисунке 2.
КХМ АХМ ПЭХМ
Годовые эксплуатационные затраты
- первичные энергоресурсы 1,0 1,28 1,21
- ВЭР 1,0 1,10 0,98
Эквивалентные затраты топлива, т у. т./год
- первичные энергоресурсы 439 263 227
- ВЭР 209 256 220
Рисунок 2. Зависимость эксплуатационных затрат в КХМ от температуры холода
Анализ полученных результатов показывает, что в траты на 11% меньше по сравнению с аналогичным ком-системах утилизации ВЭР ПГП с холодогенерирующим плексом на базе АХМ и на 2-2,5% - по сравнению с КХМ. комплексом на базе ПЭХМ годовые эксплуатационные за- Это обстоятельство позволяет рекомендовать теплоутили-
2. Долотовский И.В., Ларин Е.А., Долотовская Н.В. Системный анализ энергетического комплекса предприятий подготовки и переработки газа. - Саратов: Буква, 2014. - 326 с.
3. Патент РФ № 2465639, 27.10.2012.
4. Ларин Е.А., Долотовский И.В., Долотовская Н.В. Система «Энергоресурс»: программа для ЭВМ № 2010615353. 2010.
5. Долотовский И.В., Долотовская Н.В. Компрессионная холодильная установка: программа для ЭВМ №2014660407. 2014.
зационные ПЭХМ для выработки холода зоны кондиционирования как наиболее рациональные холодильные машины. В условиях выработки холода зоны умеренных температур, когда ПЭХМ имеют ограничения по применяемому хладагенту, наиболее рациональным вариантом является холодильный комплекс на базе КХМ с приводом компрессора от паровой винтовой машины. При этом достигается также наибольшая системная экономия энергоресурсов.
Список литературы 1. Ларин Е.А., Долотовский И.В., Долотовская Н.В. Энергетический комплекс газоперерабатывающих предприятий. Системный анализ, моделирование, нормирование. - М.: Энергоатомиздат, 2008. -440 с.
Работа выполнена в рамках госзадания при финансовой поддержке Минобрнауки РФ.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОРТОВ ПШЕНИЦЫ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ БЕЛКА
Дудко Мария Андреевна
Магистрант кафедры технологии хранения и переработки растениеводческой продукции, г. Краснодар
Сокол Наталья Викторовна
Д-р техн. Наук, профессор кафедры технологии хранения и переработки растениеводческой продукции, г. Краснодар
Анализ структуры питания населения России показал, что хлеб и хлебобулочные изделия прочно занимают лидирующее место в питании. Это обусловлено с одной стороны уровнем жизни основных групп населения и характером питания, а с другой тем, что продукты хлебной группы самые доступные и наиболее распространенные из массовых продуктов питания. Однако хлебобулочные изделия характеризуются недостаточной пищевой и биологической ценностью, поэтому необходим поиск путей их обогащения [4, с. 111].
Известно, что о качестве хлеба можно говорить задолго до его выпечки - оно закладывается еще при выращивании зерна, а потом при производстве муки и выпечке хлеба. Поэтому проблема качества хлеба и его пищевой и биологической ценности должна решаться на всех этапах его производства [2, с. 14].
Фракционный состав
Анализ состояния и тенденции в развитии современных технологий производства хлеба показали, что существуют большие резервы по повышению пищевой и биологической ценности хлеба [3, с. 16]. Одним из основных путей решения обозначенной проблемы является внедрение в производство высококачественных сортов пшеницы, формирующих зерно с повышенным содержанием белка [1, с. 31]. Поэтому представляло интерес изучение сорта Веда, селекции Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко формирующего высокое содержание белка, наряду с высоким урожаем в сравнении с сортом Соратница.
Муку для проведения исследований получали путем размола на лабораторной мельнице «Бюллер» с выходом 70%. Фракционный состав белков пшеничной муки определяли по Осборну. Результаты эксперимента. представлены в таблице 1.
Таблица 1
Сорт зерна Содержание белка, %
В одорастворимая фракция Солераствори-мая фракция Спиртовая фракция Щелоче растворимая фракция Небелковый азот Общий белок
Веда 2,31 1,72 3,21 4,57 2,69 14,5
Соратница 1,87 1,41 2,58 3,74 2,40 12,0
Исследованиями установлено, что повышение белка приводит к увеличению доли водо- и солераствори-мой фракций белка, которые наиболее полноценны по аминокислотному составу лизином, триптофаном, треонином и метионином. Это означает, что путем селекции за счет повышения общего белка в зерне пшеницы, можно увеличить количество лимитируемых незаменимых аминокислот в хлебе и повысить его биологическую ценность.
В муке изучаемых сортов определяли также показатели: массовую долю клейковины, качество на приборе ИДК и физические свойства теста на пенетрометре таблица 2.
Исследования показали, что сорт Веда по содержанию клейковины, превосходит сорт Соратница на 7,4%.
По показателю качества клейковины сорта почти не отличались.
Наилучшие физические свойства теста проявил сорт Веда с высоким содержанием белка, что можно объяснить более высокой водопоглотительной способностью за счет более высокого содержания проламиновой фракции.
В тесте, из муки сортов пшеницы Соратница и Веда, было определено количество дрожжевых клеток через один и два часа после начала брожения. Микроскопи-рование образцов проводили при помощи микроскопа проходящего света для медико-биологических исследований серии «Axio Imegen>.
Данные о динамике роста дрожжевых клеток в тесте из муки образцов пшеницы сортов Соратница и Веда представлены в таблице 3.
