XLII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.06.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)
V Международная научная конференция "Science and Global Studies", 30 декабря 2020 (Прага, Чехия)

V Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Прага, Чехия), «28» декабря 2020 года

IV Международная научная конференция "Science and Global Studies", 30 ноября 2020 (Прага, Чехия)

IV Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Прага, Чехия), «27» ноября 2020 года

ІІІ Международная научная конференция "Science and Global Studies", 30 октября 2020 (г. Прага, Чехия)

ІIІ Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Братислава - Вена), «26» мая 2020 года

ІІ Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Братислава - Вена), «27» апреля 2020 года

Science and Global Studies, 31 марта 2020 (г. Братислава, Словакия)

Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Братислава - Вена), «25» марта 2020 года

Science and Global Studies, 30 декабря 2019 (г. Братислава, Словакия)

XLV Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 28.11.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLIV Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.10.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLIІI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 29.08.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLIІI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.07.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.06.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.05.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XL Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 28.03.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

МНПК "Цифровая трансформация и инновации в экономике, праве, государственном управлении, науке и образовательных процессах", 18-21.03.2019

XXXIX Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.02.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XIII Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 31.01.2019 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXVIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.01.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XXXVІI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.10.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXIV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.08.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 31.07.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХІ Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXIХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.04.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.03.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІІІ МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 19-22.03.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 28.02.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХVІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XІІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.12.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.09.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

X Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

"Тенденции развития национальных экономик: экономическое и правовое измерение" 18-19.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом и ККИБиП)

ХIX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.04.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.03.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 20–23.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.02.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.01.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 28.12.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.10.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.10.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конф. «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 30.09.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.09.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.08.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 29.07.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.06.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІX Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VI Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.05.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

V Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 29.04.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.04.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 31.03.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІI Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 30.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 21-24.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 26.02.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

II Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 20.02.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.12.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IV Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.12.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 29.10.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 28.10.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

III Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.09.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

III Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.08.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІІ Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 30.06.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

II Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.05.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы экономики и финансов, 29.04.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Научный диспут: вопросы экономики и финансов, 31.03.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы современной науки, 27.03.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

Глобальные проблемы экономики и финансов, 27.02.2015 (Совместная конференция с финансово-экономическим научным советом)



Актуальные проблемы современной науки: тезисы докладов XLIІ Международной научно-практической конференции (Санкт-Петербург – Астана – Киев – Вена, 27 июня 2019)


Отрасль науки: Технические науки
Скачать статью (pdf)

Section: Technical Sciences

Fialko Natalia

Doctor of Technical Sciences, Professor,

 Corresponding Member of NAS of Ukraine,

Honored Worker of Science and Technology of Ukraine,

Department Head

Institute of Engineering Thermophysics of

National Academy of Sciences of Ukraine

Kyiv, Ukraine

Stepanova Alla

Candidate of Technical Science

Institute of Engineering Thermophysics of the

National Academy of Sciences of Ukraine

Kyiv, Ukraine

Navrodska Raisa

Candidate of Technical Sciences (PhD),

Senior Scientific Researcher, Leading Researcher

Institute of Engineering Thermophysics of

National Academy of Sciences of Ukraine

Kyiv, Ukraine

Presich Georgiy

Candidate of Technical Sciences (PhD),

Senior Scientific Researcher, Senior Researcher

Department of Thermophysics of Energy Efficient Heat Technologies

 Institute of Engineering Thermophysics of

National Academy of Sciences of Ukraine

Kyiv, Ukraine

APPLICATION OF COMPLEX APPROACHES TO STUDY THE EFFICIENCY OF THE AIR HEATER FOR THE HEAT-RECOVERY SYSTEM

The development of high-quality heat-recovery equipment for power plants of various types involves the use of integrated methods for studying the effectiveness and optimization of heat recovery systems based on modern approaches to solving this problem. Methods of exergic analysis can be used to analyze the efficiency of power plants of different types [1; 2]. However, the lack of an appropriate formal procedure [3] significantly limits the breadth of application of these methods. In the present work, methods of exergic analysis are used within the framework of a complex methodology, which also includes methods of thermodynamics of irreversible processes. The method allows to establish the causes of the exergy losses and the areas of their localization in the air heater of the heat recovery system of the boiler plant, as well as to determine the values ​​of parameters within which the minimum level of exergic losses is ensured.

Exergetic losses are one of the reasons for the decrease in the efficiency of heat recovery systems and their individual elements. Such losses are associated with hydrodynamic resistance during the motion of heat transfer agents, with irreversible processes during heat transfer of the coolants, with processes of heat conductivity. Using a complex technique based on the methods of exergy analysis and thermodynamics of irreversible processes, the loss of exergy power in the air heater of the heat-recovery system of a boiler installation for the VK-21-M2 boiler has been investigated. Seven operation modes of the boiler were considered, while the load of the boiler changed from maximum to minimum in accordance with its change during the heating period.

Losses of exergetic power associated with irreversible processes during heat exchange between heat transfer agents, with heat conduction processes and with hydrodynamic resistance during the motion of heat transfer fluids, were characterized by the corresponding exergy dissipators:

Here G is the mass flow rate of the coolant, kg/s; Q - thermal power, kW; T - temperature, K; Tw1 (Tw2) - wall temperature on the flue gas (air) side, K; αfg - heat transfer coefficient from flue gases to the wall, kW/m2 K; αair - heat transfer coefficient from the wall to the air, kW/m2 K; δ - wall thickness, m; λ - thermal conductivity coefficient, kW/mK; ξ - hydraulic resistance coefficient; ρ - density. Lower indices: fg-flue gases; w - wall.

The results of calculations of exergy dissipators, total exergy dissipators and total exergy power losses in the air heater are shown in Table 1.

As can be seen from the table, the greatest exergy power losses in the air heater and, accordingly, the largest relative contribution K to the total losses Rsum, are due to heat transfer from the wall to the air, the smallest losses and contribution are due to hydrodynamic losses during air movement. These characteristics remain approximately constant when the heat productivity Q varies. The losses of exergic power in the air heater, characterized by the extraction dissipators Rαfg and Rαair, are greater 5-25 times than the losses characterized by the dissipators Rλ, RGfg, RGair for all modes of boiler operation. With a decrease in the boiler heat productivity, the exergy losses, determined by heat transfer from the wall to the air and heat transfer from the flue gases to the wall, are significantly reduced (by 3-5 kW), while the losses associated with the heat conductivity and the movement of heat carriers are insignificant. A comparative analysis of the total exergy losses associated with heat transfer processes and hydrodynamic losses, and the total losses in the air heater E tot allowed us to identify the exergy power losses which are inherent to the system of connecting pipelines. These losses ranged from 4% to 10%. Thus, the most effective for the overall reduction of exergy power losses in the air heater is to reduce the losses associated with heat transfer from the wall to the air. The laws of the effect on the exergy dissipators of the heat transfer coefficient from the wall to the air were studied (Fig.1,2).

Table 1

The results of calculations of exergy dissipators with different modes of operation of the boiler

Parameter

Boiler operation modes

1

2

3

4

5

6

7

Q, kW

71,5

59,1

46,3

35,4

52,9

39,5

23,8

Rαfg, kW

4,96

3,80

2,69

1,86

2,85

1,88

0,91

Rλ, kW

0,88

0,61

0,38

0,23

0,49

0,28

0,11

Rαair, kW

7,66

5,61

4,05

2,70

4,17

2,66

1,26

RGfg, kW

0,52

0,37

0,24

0,15

0,49

0,31

0,13

RGair, kW

0,28

0,20

0,14

0,09

0,30

0,20

0,08

KRαfg, %

34,6

35,8

35,8

36,9

34,3

35,25

36,7

KRλ, %

6,1

5,8

5,1

4,5

5,9

5,3

4,3

KRαair, %

53,5

53,0

54,0

53,7

50,2

49,9

50,4

KRGfg, %

3,6

3,5

3,2

3,0

5,9

5,8

5,2

KRGair, %

2,0

1,9

1,9

1,8

3,6

3,7

3,3

Rtot, kW

14,3

10,6

7,5

5,0

8,3

5,3

2,5

Ecom, kW

16,0

11,9

9,0

5,6

9,0

5,7

2,6

Fig. 1 The dependence of exergy dissipators R on the heat transfer coefficient on the air side αair for modes 1-4; 1 - Rαfg; 2 - Rαair; 3 - Rλ; 4 - RGfg; 5 – RGair

Fig. 2. The dependence of exergy dissipators R on the heat transfer coefficient on the air side αair for modes 5-7; 1 - Rαfg; 2 - Rαair; 3 - Rλ; 4 - RGfg; 5 – RGair

An increase in the heat transfer coefficient from the wall to the air leads to an increase in exergy losses. For heat transfer coefficient values 0.04-0.06 kW/m2K this growth is insignificant, a further increase in heat transfer coefficient leads to a more significant rise in losses. The area of ​​change of the heat transfer coefficient from the wall to the air was determined, within which the minimum level of exergy power loss is ensured. The optimal area of ​​change of the heat transfer coefficient from the wall to the air is 0.04-0.06 kW/m2K.

Conclusions

  1. The causes of the exergy losses and the areas of their localization in the air heater of the heat recovery system of the boiler plant have been established.
  2. The contribution of each of the exergy dissipators and the system of connecting pipelines to the exergy losses is determined.
  3. The laws of influence on the exergy dissipators of the heat transfer coefficient from the wall to the air were studied and the area of its change, with the minimum level of exergy losses was determined.

References

  1. Yuan Yuan Jian. Exergy Analysis of Boiler Based on the Temperature Gradient / Yuan Yuan Jian, Shao Xiang Zhou // Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference. 2010. Paper #11258018. PP. 4-10. doi.org/10.1109/APPEEC.2010.5449523.
  2. Fialko N. Efficiency of the air heater in a heat recovery system at different thermophysical parameters and operational modes of the boiler / N. Fialko, A. Stepanova, R. Navrodska, N. Meranova, J. Sherenkovskiy // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies . 2018. 6/8 (96). PP. 43-48.
  3. Tsatsaronis G. Advanced thermodynamic (exergetic) analysis / G.Tsatsaronis, T. Morosuk // Journal of Physics: Conference Series. 2012. V. 395. 012160. PP. 8-15. doi.org/10.1016/j.energy.2005.08.001.