大型加热炉能量利用的有效性分析

在某重型机械厂大型加热炉热能平衡测试的基础上应用热力学第二定律的(火用)分析方法对用能状况进行了有效性分析和计算,建立了(火用)平衡表。在分析讨论了燃烧温度、反应初始条件、传热等对(火用)损失的影响以后,提出了节能的方向和途径。     

压水堆燃料棒热力计算与(火用)分析

为了研究燃料棒核能转化为热能过程中的(火用)损,采用压水堆燃料棒稳态传热偏微分方程和热力学第一、第二定律,创新性地将(火用)分析方法与燃料棒温度场数值计算相结合,编制数值计算程序对燃料棒及传热通道进行模拟计算,并分析了核能转换为热能以及与冷却剂换热过程中温度分布、(火用)损的分布和能量的利用效率.结果表明:燃料棒(火用)损沿轴向先增大后减小,沿径向不断变大,在燃料芯块边缘处达到最大,(火用)损系数约为0.207;而对流换热过程中(火用)损主要与传热温差有关,(火用)损沿热通道先增大后减小,该过程累积(火用)损系数约为0.304.     

甘蔗糖厂的能平衡及其节能途径

本文介绍了广西甘蔗糖厂热能利用概况,并对一家日榨1000吨甘蔗的糖厂主要生产过程作出了热流图和(火用)流图。根据调查和测定数据对甘蔗糖厂节能提出了一些建议。     

燃气轮机总能系统热力学分析

通过对典型燃气轮机总能系统热力学分析,认为(火用)效率是各类燃气轮机总能系统具有可比性的热力学完善性指标,通过(火用)分析可查明(火用)损失分布。文中指出提高(火用)效率的主要途径是提高燃气透平进气温度,它是影响总能系统(火用)效率的主要因素,而余热的利用方式对其影响不大。从热能综合利用的角度来看,总能系统宜兼有高的热利率与(火用)效率,因此,对总能系统进行能分析仍属必要。     

(火用)效率和热效率

本文提出合理定义(火用)效率的原则,并给出(火用)效率的定义。在此基础上找到(火用)效率和热效率等之间的联系,导出12种最一般的(火用)效率计算公式及其与热效率等的关系式,从而为采用能量的质量分析,提高用能水平,降低能源消耗在分析计算上提供了方便。     

能量网络的传递规律与网络方程

为实现多种类型能源的综合利用,在深入探讨能量本质的基础上,建立了能量网络的基本理论。首先定义了由多条能量传递线(管)路相互连接形成的能量网络,传递不同形式能量的子网通过能量转换器(包括泵、换热器等)互相耦合。然后从能量在空间的普遍化传递方程出发,推导出能量在线(管)路中的普遍化传递方程,并深入分析了能量和火用在线(管)路中传递的变化规律。根据所提方法对电能、热能和压能实际传递过程的分析结果与传统方法相同,证明了其正确性。为建立能量网络方程,将电网络理论中的基尔霍夫定律推广至适合于能量网络建模的广义基尔霍夫定律,然后以能量(火用)在线(管)路中的传递特性方程为基础,推导出普遍化的集中参数等效传递方程,再将所得到的方程统一为能量网络方程组并论证了其可解性。通过对一个由电网络和流体网络组成的简单能量网络的实例计算结果表明,如果用户所需热量恒定不变,当电网络和流体网络分别向用户提供热量的比值不同时,该能量网络会有不同的能耗和火用损,而能耗与火用损并不成正比,因此需要寻求最优的比值,由此证明了所提模型和方法的有效性。比研究可为能量网络的建模、分析、运行与规划奠定了基础。     

基于高级(火用)分析的富气乙烷回收工艺改进

针对国内新开发的中高压富气板块原料气工况条件,发现部分干气循环(recycle split vapor process, RSV)工艺在进行乙烷回收时存在能耗高及(火用)效率低的问题。采用常规(火用)及高级(火用)方法对RSV工艺进行计算,找出原料气预冷冷箱、外输气压缩机、透平膨胀机膨胀段、丙烷制冷循环二级压缩机、脱甲烷塔、外输气空冷器等6个(火用)损较高的关键设备,分析产生各设备(火用)损的主要原因。然后以降低外输干气回流比、降低丙烷循环量作为改进方向,提出采用两级分离、增加冷流方式的部分干气再循环(recycle split vapor with liquid flashing process, RWLF)工艺,与RSV工艺对比发现RWLF工艺总压缩功耗及(火用)损分别降低了6.1%、9.34%,(火用)效率提高了23.23%。以上结果表明高级(火用)分析法可用于乙烷回收工艺优化,为现场乙烷回收工艺优化提供新思路。     

太阳能喷射式制冷系统能耗与经济性分析

选用大金的1P挂壁机FTXD25DV2C,对蒸气压缩式制冷循环(VCRC)和太阳能喷射式制冷循环(SERC)进行了能耗比较.能耗从火用和一次能源能效比(PEER)方面分析,SERC的(火用)效率为0.065,VCRC的火用效率可以达到0.392 1.SERC在集热器和喷射器中能源的利用率不高,(火用)损失最大.VCRC的一次能源能效比为2.60,而与此相比SERC的一次能源能效比为5.26.但是即使SERC的使用寿命是VCRC的3倍,SERC的初投资的年度化成本依然比VCRC高出三分之一.     

压气机压气过程的(火用)分析

对压气机压缩过程的(火用)损失和(火用)效率进行了分析.结论表明,(火用)损失和(火用)效率均与进气流量、进口温度、进口压力及冷却水流量有关.不同压缩过程(火用)损失和(火用)效率也不同.为了取得较高的(火用)效率,应合理选择上述参量使实际过程尽量趋近于等温压缩过程.     

建筑围护结构建造过程能源消耗火用分析评价

建筑围护结构所需的建材从生产制造阶段、运输阶段到现场施工建造阶段都将消耗大量的能源,针对这3个阶段,提出了围护结构建造过程能耗及火用耗的计算方法,并提出火用能比的概念用来评价建筑能源利用的可持续性.以湖南地区某研发中心为研究对象,对其围护结构建造过程能耗进行定量分析,结果表明:围护结构建造过程能耗主要来自于建材生产阶段,其中混凝土及其砌块单位建筑面积生产能耗最大,约占整个生产阶段能耗的44%,其次为钢材,占比约41%;钢材单位建筑面积生产火用耗最大,达到整个生产阶段火用耗的48%左右,混凝土及其砌块占比38%左右.从火用能比角度分析,钢材最大,为0.92,水泥最小,为0.59.整个围护结构建造过程火用能比为0.79.结果可为研究"烂尾楼"能耗现状提供参考.提出的火用分析评价方法可以应用于其他类似建筑,并为围护结构可持续建造提供参考.     

船用燃气轮机的(火用)分析

本文对船用燃气轮机进行了(火用)分析,考虑到流量的变化,对机组循环和各元件进行了(火用)损失和(火用)效率计算,指出了能量利用的薄弱环节,探讨了合理利用能量的方向和根本途径。     

CO2-O2/H2O混合气氛下煤气化过程的(火用)分析

应用ASPEN软件模拟CO2-O2/H2O混合气氛下的煤气化系统,采用炯分析法对系统的(火用)效率和(火用)损失状况进行了分析,考察了气化温度、气化剂中CO2的含量以及气化剂预热温度三种因素对气化系统(火用)效率的影响.结果表明:当气化温度从800℃升高到1400℃时,(火用)效率从76.31％提高到88.49％;随着气化剂中CO2含量提高,气化过程(火用)效率先降低后升高,当CO2含量提高至12％以后,气化过程(火用)效率持续升高,气化剂中CO2的含量为45％ ～48％时,气化煤气中有效气体含量达到最高值79.41％;气化剂的预热温度对炯效率的影响很小.     

LNG冷能利用与废旧橡胶低温粉碎的集成优化

为降低废旧橡胶低温粉碎生产精细胶粉的能耗,提出了集成利用LNG冷能的废旧橡胶液氮低温粉碎法和低温氮气粉碎法的模型,研究结果表明：⑴ 空分装置利用LNG冷能,可将液氮等液体空分产品的生产能耗降低60.2％,利用LNG冷能可节省用电244.3kW•h/t,冷能利用的火用效率达到60.7％,可为废旧橡胶低温粉碎装置提供廉价的液氮;⑵ 如果紧临LNG接收站建立废旧低温粉碎装置,直接空分副产的氮气和LNG冷能生产低温氮气用于废旧橡胶的冷冻和粉碎,相对空气涡轮膨胀机制冷法,利用1.0t LNG携带的冷能可节省用电342.9kWh,冷能利用的火用效率为63.4％。     

基于热分析和(火用)分析的氧化铝生产蒸发工序节能研究

阐述热分析和(火用)分析在氧化铝蒸发工序节能降耗中的意义,建立工序的热分析和(火用)分析模型,并以此对某厂蒸发工序进行热效率和(火用)效率的分析.研究结果表明:蒸发工序热效率仅为30.67％,(火用)效率仅为15.08％,热损失严重,用能水平低,节能潜力大;热分析确定的高耗能环节为冷凝水自蒸发器和末效蒸发器,(火用)分析确定的高耗能环节不仅为冷凝水自蒸发器和末效蒸发器,还有传热过程(火用)损失和流动过程(火用)损失.通过对蒸发工序进行热分析和(火用)分析,评价工序用能水平,确定耗能的主要环节、部位及节能潜力,指出蒸发工序的节能降耗途径.     

关于参数(火用)和(火无)的定义和物理意义的新见解

指出前人关于(火用)和(火无)定义中某些不足,提出(火用)和(火无)的新定义,并分析这两个量的物理意义,解释有关(火用)和(火无)的研究中存在的某些疑问。     

基于火用分析和生命周期评价的既有建筑围护结构节能改造

 为了定量系统地评价既有建筑改造的节能效果,提出了火用分析结合生命周期评价的方法。根据热力学第二定律,将能耗转换为火用,分析建筑生命周期中对能源、资源和环境影响较大的阶段,即建材的生产阶段和运行阶段。运用该方法对宁波建筑节能改造实例进行分析,结果表明,在建筑节能改造后的生命周期内,保温材料在生产阶段的能耗需要15年才能与运行阶段节约的能耗相等,CO2排放量需要16a才能与减排的CO2量相等,但对于保温材料,其在生产阶段消耗的火用,远大于其在运行阶段节约的火用。因此,对于既有建筑节能改造,新增保温材料在生产阶段的能耗和CO2排放量不能忽略。对于建造年代久远的建筑,在进行围护结构节能改造时,应当将改造后的节火用效果、节能效果和环境影响作为一个整体进行综合分析。     

SKS炼铅鼓风炉的能量分析和(火用)分析

为挖掘SKS炼铅系统的鼓风炉(SKS鼓风炉)的节能潜力,在现场测试数据的基础上,采用能量分析法和(火用)分析法分别对SKS鼓风炉的能量收支、(火用)量收支分布状况进行了衡算和分析.结果表明:SKS鼓风炉的热效率和(火用)效率分别为47.55％和38.88％.采取减少排烟损失、利用冷却水带走的能量、采用高铅渣直接还原新工...     

氧化铝生产蒸发工序的(火用)分析

为降低氧化铝生产蒸发工序的能耗,根据工业铝酸钠溶液的密度、比热容、各组分的活度因子和标准化学炯等性质,推导出工业铝酸钠溶液的(火用)计算式;对四效蒸发器一三级闪蒸器系统炯进行分析,计算蒸发系统及其各单元的(火用)效率和炯损系数.研究结果表明:蒸发系统的(火用)效率为13%19%;三级闪蒸器的(火用)效率较高,均超过了90%;四效蒸发器的炯效率较低,几乎都低于80%,其中第4效蒸发器的(火用)效率最低,为9%~12%;冷凝水和乏汽形式的外部(火用)损失和蒸发器内传热过程引起的内部(火用)损失是蒸发系统的2类主要炯损失,其(火用)损系数分别为0.273-4).301和0.291~0.329;虽然预热器的混合炯损系数仅为0.016-0.030,但其用能过程不合理,因此,建议加强冷凝水和乏汽的余热回收利用,优化蒸发系统的传热温差分布和操作参数,改进预热器的使用方式.     

工业炉(火用)分析方法初探

(火用)平衡是(火用)分析方法的基本手段,本文介绍了工业炉(窑)(火用)平衡所用的重要概念和基本思想,以及可能遇到的主要理论性问题,并给出进行连续加热(火用)平衡所采用的实用计算公式。 本文针对工业炉(窑)内部(火用)损分布的计算问题,对于内部存在燃烧与传热两大环节的炉型,将能质引入(火用)平衡计算,提出了可逆传热物理模型。该模型运用(火用)分析方法基本原理,结合炉子热工特点,利用热力学状态函数方法,建立衡量实际传热不可逆程度的可逆传热样板。模型的物理意义明确,可求得传热不可逆(火用)损的分配。 最后,作者根据在热平衡与(火用)平衡计算中所遇到的问题,提出将热平衡计算基准温度统一于(火用)平衡基准的建议。     

从(火用)平衡观点试论机立窑的节能裕度和途径

本文利用能量品质分析方法——(火用)平衡法,对照现行的热平衡法的测试结果,对机立窑的节能裕度和途径作了探讨,结果表明用(火用)平衡法对水泥热工过程的节能分析是比较科学、合理的。