余热资源品质的热力学可用势评价方法研究

摘要

我国当前的能源形势相当严峻，节能减排、降低能耗、提高能源综合利用效率是解决我国能源问题的必然选择。工业作为主要耗能领域，提高工业部门的能源利用效率和余热回收利用水平，遵循“温度对口，梯级利用”的科学用能原则，合理评价和充分利用余热余压资源，尤其是中低温余热资源，对于实现我国节能减排的战略目标具有非常重要的意义。
　　热力学可用势e是一个状态量，可用于表征循环工质在某一状态下做可用功的最大能力，其单位量纲与内能、焓、火用相同，因而其对能量品质的定量评价较之“温度”更为直观，能够较为全面地评价余热余压资源的品质，特别是包含潜热热量和压力能的余热资源。因此余热资源的可用势e评价是对温度评价的有效补充，对科学评价余热资源能源品质、充分利用工业余热资源具有非常重要的指导意义。本文对水蒸气、工业烟气等典型工业余热资源的热力学可用势e进行研究计算，评价资源品质的高低和余热资源的回收价值大小，可用势e越大，则该余热余压资源所具有的做功能力越强，资源品位越高，回收潜力越大。
　　热力学可用势e还可作为工业余热资源品位评价的定量化指标，用于构建工业余热利用定量化原则与工业余热资源品质定量评价体系。本文通过对余热资源的回收成本及回收价值进行定量计算，研究了工业余热回收的热力学经济性分析，为今后采用热力学势分析方法构建工业余热梯级利用定量化标准的工作提供借鉴方法。
　　热力学可用势e还对有机朗肯循环所用工质选择有一定指导意义。本文设计一套有机朗肯循环研究性实验示范装置，以期对可用势e的工质选择指导原则、工业余热梯级利用的可用势理论分析方法和余热回收装置的热力性能等研究内容进行实验验证，获取可靠的基础数据。

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1 绪论

1.1 概述

1.2 国内外研究综述

1.3本文研究内容

2 余热资源的科学分类及余热资源回收利用方式的研究

2.1 余热资源的科学分类

2.2 热力学可用势对余热资源回收利用方式的指导意义

2.3 本章小结

3 可用势用于典型工业余热资源品质评价的探讨

3.1 可用势对水蒸气能源品质的评价

3.2 可用势对工业烟气能源品质的评价

3.3 可用势对工业余热回收价值与节能潜力的评估

3.4 本章小结

4 工业余热回收的热力学经济性分析

4.1 “温度对口、梯级利用”科学用能原则下的余热利用定量化原则

4.2 余热回收经济性分析方法介绍

4.3 冷凝式燃气锅炉的经济性分析

4.4 本章小结

5 有机朗肯循环系统实验台设计

5.1 有机朗肯循环原理简介

5.2 有机朗肯循环实验装置研究内容

5.3 有机朗肯循环实验设计计算

5.3 有机朗肯循环实验主要设备

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录1 作者攻读硕士学位期间参加的学术会议

附录2 作者攻读硕士学位期间参与的科研项目