Здесь же топливо расходуется на выработанный 1 кВт/ч, по сравнению с выработкой электроэнергии по чисто конденсационному циклу, в три раза меньше, а ее себестоимость ниже цены электроэнергии, потребляемой из сети, в 3-7 раз (в зависимости от места расположения турбины).

Так же необходимо рассмотреть ситуацию, когда с целью максимальной выработки электроэнергии пар низких параметров вырабатывается в избытке. Тогда с помощью паро-струйных компрессоров возможно осуществлять корректировку баланса необходимых параметров пара.

3. Внедрение энергосберегающих технологий на базе термодинамического и эксергетического анализа

Термодинамический анализ процессов действующих производств с выполнением необходимых эксергетических расчетов является значительной частью обоснования энергосберегающих технологий.

На примере некоторого комплекса работ мы проиллюстрируем возможности такого подхода при решении задач энергосбережения.

Для многостадийных энергоемких производив особо важно выполнение эксергетических расчетов и на их базе разработка энергосберегающих технологий, коем является производство капролактама, поскольку проектные решения нынешних производств не всегда основывается на глубоком термодинамическом анализе технологической схемы и при их проектировании отдают предпочтение традициям и требованиям нормативной документации, чем логике энергосбережения.

Так, например, не практикуется использование тепла выходящих потоков ректификационных колонн для нагрева исходных продуктов, поступающих на ректификацию, часто не используется тепло, уносимое с продуктами реакции из химических реакторов, и так далее.

В конечном итоге теплообменных процессов основная часть теплоэнергии, поступающей на производство капролактама с паром, отводится оборотной водой и безвозвратно рассеивается в окружающей атмосфере.

Выделим, что хотя капролактам и является многотоннажным промышленным продуктом, данные о термодинамических свойствах полупродуктов его синтезаи немногочислены.

Благодаря этому были рассмотрены термодинамические свойства всех промежуточных (циклогексанол, циклогексанон, циклогексаноноксим, капролактам) и основных побочных (2-циклогексилциклогексанон,2-циклогексенилцик-логексанон,2 циклогексилиденциклогексанон, циклогексилацетат) продуктов синтеза капролактама.

Также для определения термодинамических свойств мы брали методы исследования равновесия реакций, определения энтальпий сгорания, энтальпий фазовых переходов, измерение теплоемкости веществ в интервале 5-500 К, давления насыщенного пара, методы статистической термодинамики и в комплексе с литературными сведениями создана база термодинамических данных для всех ключевых соединений производства. Эксергетический анализ был выполнен с использованием полученных данных отдельных стадий и определены основные направления снижения энергопотребления, часть которых реализуется в большом производстве.

Термодинамический анализ стадии дегидрирования циклогексанола говорит нам о отм, что процесс в промышленных условиях зачастую реализуется в условиях, близких к равновесным. Тогда целесообразно повышение объемных скоростей подачи исходного сырья, что не оказывает значимого влияния на степень конверсии и, что естественно, эксергетический КПД процесса, но приводит к довольно большому снижению содержания побочных продуктов в катализате.

Если рассматривать это с обратной стороны, осуществление процесса в термодинамически неблагоприятных условиях снижает эксергетический к.п.д. процесса из-за повышенных энергозатрат на стадии ректификации.

Моделирование с помощью математических методов тепло- и массообменных процессов, происходящих в трубчатом реакторе дегидрирования циклогексанола, показал, что конечная температура реакционной смеси в противоточном по отношению к теплоносителю режиме работы на 15 К больше, чем для прямоточного режима, что говорит о приросте концентраций циклогексанона на ~ 10% и, собственно, снижает энергозатраты на стадии выделения целевого продукта. На одном из производств капролак-тама благодаря полученным данным завершен перевод реакторов дегидрирования на противоточный режим работы.