基于单耗分析对热力学第二定律反平衡效率的研究

摘要

“单耗分析理论”是在(火用)分析的基础上推导出的能源利用的理论和方法，节能降耗的主要指标是产品的单耗，分析附加单耗的构成及其分布情况，为节能减排提供了理论基础。本文是在单耗分析理论的基础上进一步推导出了第二定律的反平衡效率。基于单耗分析理论我们可以计算能源利用中各个设备各个环节的不可逆损失的值以及附加燃料单耗和附加煤耗，根据反平衡热量法联想到燃料煤耗也可以使用反平衡计算方法，从而得到基于第二定律的反平衡效率。本文针对电厂锅炉进行单耗分析，得到了锅炉各项不可逆损失的计算方法和各个环节的附加燃料单耗的计算方法及锅炉第二定律反平衡效率。 锅炉的热力学模型的实质就是锅炉在燃烧和换热过程中的不可逆损失的计算方法的研究。研究发现锅炉的不可逆损失可以分为绝热燃烧不可逆损失、等压换热过程的不可逆损失、空预器的换热不可逆损失、散热不可逆损失和排烟损失。通过这些不可逆损失计算方法的得出，再通过单耗分析理论可以得到锅炉的第二定律反平衡效率。本文针对电厂锅炉进行单耗分析，得到了锅炉各项不可逆损失的计算方法和各个环节的附加燃料单耗的计算方法及锅炉第二定律反平衡效率。最后对某电厂1000MW超超临界机组进行案例分析，验证了第二定律反平衡效率的正确性。最后对某电厂1000MW超超临界机组进行案例分析，验证了第二定律反平衡效率的正确性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 国内外能源现状及趋势

1．2 我国发电机组的基本情况

1．3 选题背景和意义

1．4 论文的研究内容

第2章 单耗分析理论与基础热力学理论

2．1 单耗分析理论简介

2．2 一般换热过程的不可逆性分析

2．3 化学反应

2．3．1 化学反应的表示方法

2．3．2 化学反应的反应焓

2．3．3 化学反应的反应自由焓

2．3．4 化学反应的反应熵

2．4 几种典型的不可逆损失的计算方法

2．4．1 温差传热过程

2．4．2 绝热节流过程

2．4．3 摩擦与扰动

2．4．4 扩散现象

2．5 本章小结

第3章 热力学第二定律效率的反平衡计算方法

3．1 引言

3．2 热力学第一定律效率分析及其缺陷

3．3 能源利用的第二定律效率分析

3．3．1 第二定律效率的正平衡计算方法

3．3．2 第二定律效率的反平衡计算方法

3．4 案例分析

3．4．1 锅炉的热效率计算模型

3．4．2 锅炉第二定律正反平衡效率计算模型

3．5 结论

第4章 基于单耗分析理论的锅炉热力学模型

4．1 空气的比摩尔焓和比摩尔熵的计算方法

4．2 烟气的比摩尔焓和比摩尔熵的计算方法

4．3 绝热燃烧温度的计算方法

4．4 一般换热过程的不可逆性的计算方法

4．5 锅炉的热力学模型

4．5．1 只考虑排烟热损失的情况

4．5．2 考虑散热损失下锅炉的不可逆损失情况

4．6 案例分析

第5章 汽轮机发电系统的热力学模型

5．0 引言

5．1 发电厂原则性热力系统总体介绍

5．2 汽轮机系统的不可逆损失计算方法

5．2．1 汽轮机膨胀过程的不可损失

5．2．3 凝汽器系统的不可逆损失计算方法

5．2．4 加热器机组的不可逆损失计算方法

5．2．5 其他不可逆损失

5．3 案例分析

5．3．1 汽轮机发电系统的不可逆损失的研究结果

5．4 结论

第6章 结论和展望

6．1 研究结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢