热力系统分析

热力系统分析第一页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.3.4热电联产的节能效果对于抽汽式汽轮机组，抽汽部分相当于背压式，凝汽部分相当于凝汽机组，—抽汽供热蒸汽的发电量—汽轮机凝汽部分的动力循环效率—凝汽部分发电量第二页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.3.4热电联产的节能效果则热电分产时的燃料消耗量为：热电联产和热电分产相比的燃料节约量为：第三页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.3.4热电联产的节能效果对背压式机组可得：集中供热节煤效益热电联产节煤效益对抽汽式机组可得：第四页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.3.4热电联产的节能效果—凝汽式电厂发电煤耗率，—热电厂供热部分发电煤耗率，—热电厂凝汽部分发电煤耗率，第五页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.3.5热电联产的热平衡与平衡计算实例燃料消耗量的计算是否正确？第六页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.3.6热电联产的实际应用1、背压式机组3.04.055.06.07.08.010978611129.0电功率压力p0第七页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.3.6热电联产的实际应用2、抽汽冷凝式机组108246效率提高相对值×1009111315172090(a)抽汽压力1.2MPa效率提高相对值×10020109111315173772090(b)抽汽压力1.3MPa第八页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析工厂中低于300~400℃的烟气、废蒸汽、废热水以及地热资源。余热的利用方式大致有两种方式：一为热利用，二为动力利用。3.4.1变温热源的动力回收效率余热能级第九页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析在同样温度范围内工作的卡诺循环（恒温热源下）效率为：令第十页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析第十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析循环T-s图循环热效率第十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析实际系统中：第十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析3.4.2闪蒸发电系统压力越高，对应的沸点越高，压力越低，对应的沸点越低。闪蒸—高压热水如果突然扩容、降压，则一部分水会汽化成蒸汽。优点：1、不需要余热锅炉的汽包，换热器结构简化，且适宜长距离运输；2、余热回收率较余热锅炉高。第十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析第十五页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析在给定D和tR1的条件下，闪蒸压力越低，蒸汽量越大，但蒸汽的初参数越低。第十六页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析试算法求最佳闪蒸温度(tR2)opt第十七页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析两级闪蒸系统：实践证明，将温差(tR1-te)平均分配，确定两级蒸发温度，可以获得最好的热水利用效果。第十八页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析日本新日铁八幡钢铁厂回收烧结矿冷却机余热的热水发电系统：冷却机热水发生器热水贮罐透平透平扩容蒸发器第十九页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析第二十页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析闪蒸发电系统的效率：第二十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析3.4.3低沸点工质发电系统压力低，平均吸热温度低，温差大，损失大；压力高，热流体出口温度高，回收的热量少。当中、低温热源的温度水平较低时，水就不再适宜作为工质，因为水在低压时的汽化潜热很大。第二十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析第二十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析海洋温差(7~30℃)发电可选择氨、R12、R22等；120℃左右的地热资源，可用R114、丁烷等作为工质；200~500℃可用R85。第二十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析低沸点工质动力循环：与水蒸气的朗肯循环相似，由蒸发器、汽轮机、冷凝器和泵组成，只是用回收余热用的有机工质蒸发器代替了锅炉。第二十五页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析低沸点工质动力循环实例：装置效率与排气温度关系烧结矿显热回收能留图第二十六页，共四十九页，编辑于2023年，星期三3.4中低温余热动力回收的热力系统分析更低温度余热动力回收：第二十七页，共四十九页，编辑于2023年，星期三常用热泵系统地下深井水源热泵系统地下浅层水水源热泵系统地源热泵系统（土壤源热泵系统）污水水源热泵系统空气源热泵系统3.5热泵系统分析吸收式热泵压缩式热泵第二十八页，共四十九页，编辑于2023年，星期三压缩式热泵系统1-压缩机；2-冷凝器；3-膨胀阀；4-蒸发器第二十九页，共四十九页，编辑于2023年，星期三水源热泵供热/空调系统第三十页，共四十九页，编辑于2023年，星期三地源热泵供热/空调系统第三十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期三第三十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期三第三十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期三第三十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期三第三十五页，共四十九页，编辑于2023年，星期三第三十六页，共四十九页，编辑于2023年，星期三压缩式热泵热泵性能系数COP：第三十七页，共四十九页，编辑于2023年，星期三压缩式热泵分析Q2值：Q1值：损失系数：平衡：第三十八页，共四十九页，编辑于2023年，星期三吸收式热泵第三十九页，共四十九页，编辑于2023年，星期三吸收式热泵吸收式热泵系数：向热用户提供的热量与消耗的高位热能之比。第四十页，共四十九页，编辑于2023年，星期三吸收式热泵第四十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期三吸收式热泵第一类吸收式热泵，也称增热型热泵，是利用少量的高温热源，产生大量的中温有用热能。第一类吸收式热泵的性能系数大于1，一般为1.5～2.5。

冷凝器发生器蒸发器吸收器（浓）（稀）供热70℃废热30℃145℃57℃85℃

根据热能平衡：

致热系数：第四十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期三吸收式热泵第二类吸收式热泵，也称升温型热泵，是利用大量的中温热源产生少量的高温有用热能。第二类吸收式热泵性能系数总是小于1，一般为0.4～0.5。

根据热能平衡：

致热系数：第四十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期三热泵的应用1、供暖1）与电热相比：第四十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期三热泵的应用1、供暖2）与锅炉供暖相比：第四十五页，共四十九页，编辑于2023年，星期三热泵的应用2、干燥3、蒸发4、蒸馏第四十六页，共四十九页，编辑于2023年，星期三热泵系统的经济性分析额外投资回收年限法：如果采用热泵系统，额外投资将增加△K，每年带泪的节约燃料费用为△S，投资回收期τ是否超过允许的回收年限如果暂不考虑维修费的差别，则运行费的差别主要是能源费的差别，如热泵所需电能由本厂提供，能源费的差别可按节约的燃料费来计算：标准燃