節(jié)能原理試題(另附參考答案)

1、節(jié)能原理試題1. 寫出控制體物質(zhì)平衡和能量平衡關(guān)系式，并簡單解釋其物理意義。=in-out (1-2)=+(hout+gzout)out-(hin+gzin)in+net (1-3)式中，=dQ/d,in=dmin/d,out=dmout /d,net=dWi/d。圖3.1 控制體的能量平衡圖這是經(jīng)典熱力學以集總參數(shù)思想建立的數(shù)學模型，對大多數(shù)熱力設(shè)備都是有效的。但對工質(zhì)所經(jīng)歷的非平衡的實際熱力過程本身而言，屬于黑箱模型?？刂企w結(jié)構(gòu)、工質(zhì)粘性等因素對熱力過程的影響，或在熱力學分析的結(jié)果中體現(xiàn)，或以經(jīng)驗數(shù)據(jù)的形式引入熱力學分析。比如，發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的熱力學分析中，對流動阻力造成的影響主要以二種形

2、式予以考察：(1)引起的額外動力消耗在發(fā)電廠的發(fā)、供電效率(或煤耗率)中以廠用電(率)的形式體現(xiàn)；(2)引起工質(zhì)狀態(tài)的改變則常以經(jīng)驗數(shù)據(jù)的形式引入熱力學分析。2. 熱力學第二定律的克勞修斯說法、開爾文說法和普朗克說法。熱力學第二定律有三種表述方法，分別由不同的科學家獨立提出。(1).克勞修斯說法(1850年)：不可能把熱從低溫物體傳至高溫物體而不引起其他變化。它指明了熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，反之的非自發(fā)過程并非不能實現(xiàn)，而是必須花費一定的代價。例如壓縮制冷裝置就是以花費機械能為代價，即以機械能變?yōu)闊崮苓@一自發(fā)過程作為實現(xiàn)熱從低溫物體轉(zhuǎn)移至高溫物體所必需的補償代價。(2).開爾文說

3、法(1851年)：不可能從單一熱源取熱使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響。這是從熱功轉(zhuǎn)換的角度表述的熱力學第二定律，不產(chǎn)生其它影響是這一表述不可缺少的部分。例如：理想氣體定溫膨脹過程進行的結(jié)果，就是從單一熱源取熱并將其全部變成了功，但與此同時，氣體的壓力降低，體積增大，即氣體的狀態(tài)發(fā)生了變化，或者說“產(chǎn)生了其它影響”。因此，并非熱不能完全變?yōu)楣?，而是必須有其它影響為代價才能實現(xiàn)。(3).普朗克說法：不可能制造一個機器，在循環(huán)動作中把一重物升高而同時使一個熱庫冷卻。這三種說法本質(zhì)上是等價的，它表明了能量過程進行的方向。3. 系統(tǒng)熵平衡的表達式，并解釋其物理意義。4. 控制體平衡關(guān)系式，并簡要解釋

4、其物理意義。的定義：熱力系統(tǒng)從任意狀態(tài)經(jīng)可逆過程達到與環(huán)境相平衡的狀態(tài)時所完成的最大功量或稱作功能力。表達式： e=h-T0s (1-7)對于如圖1.2所示的控制體，其平衡方程為：ein+eq=eout+w+I (1-8)式中，ein工質(zhì)進入系統(tǒng)的；eout工質(zhì)離開系統(tǒng)的；eq輸入熱流；w輸出技術(shù)功。圖1.2 控制體平衡圖5. 熱轉(zhuǎn)化為功的能力。（1.5.2 熱轉(zhuǎn)化為功的能力）顯然，一定溫度下的熱量的最大作功能力為 (1-12)如果低溫熱源溫度取值為環(huán)境溫度T0，即T2=T0，則上式表示相對于環(huán)境溫度T0，溫度T1下的熱量Q1轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ哪芰?，稱為熱流或熱量。事實上，根據(jù)熵的定義：ds =q/T

5、 (1-13)對如圖1.4所示的放熱過程，其放熱量為： (1-14)因此，放熱過程的熱力學平均溫度為： (1-15)狀態(tài)點1的值：e1=h1-T0s1 狀態(tài)點2的值：e2=h2-T0s212放熱過程的作功能力變化為：e12 =e2-e1=h2- h1-T0(s2-s1)=q12-T0(s2-s1)因此，12放熱過程作功能力的變化為： (1-16)12過程為放熱過程，q12為負值，因此熱力系統(tǒng)的作功能力減少。根據(jù)作功能力的定義，從上式中可以看出，在的熱力學平均溫度下，一定換熱量q=|q12|具有的值為： (1-17)對比式(1-12)，不難理解一定溫度下的熱量q具有的作功能力(熱流)等于其經(jīng)由工

6、作在熱力學平均溫度和環(huán)境溫度T0之間的卡諾循環(huán)的作功量。6. 有限溫差傳熱過程的不可逆損失。如圖1.5所示的換熱過程，熱流體放熱量等于冷流體吸熱量。即q34=-q12=q，或|q34|=|q12|=q。圖1.5 換熱過程方法一：由吸放熱過程中熱流計算。12放熱過程的作功能力： 34吸熱過程的作功能力：因此，換熱過程的損失(作功能力損失)為： (1-18)顯然，在相同換熱量的條件下，傳熱溫差越大，不可逆損失越大；換熱溫度水平越低，不可逆損失越大。換熱過程是最典型的不可逆過程，式1-18清晰地揭示了減小換熱過程不可逆損失的途徑。由熱力學平均溫度， ，可得： (1-19)方法二由狀態(tài)參數(shù)直接求取。對

7、圖1.5應(yīng)用式1-8的平衡方程，這時eq=0，w=0。進入加熱器的：ein=e1+e3= h1-T0s1+h3-T0s3離開加熱器的：eout=e2+e4= h2-T0s2+ h4-T0s4因此，由平衡方程，損失(作功能力損失)為：I =ein-eout=(e1+e3)-( e2+e4)=( h1-T0s1+h3-T0s3)-( h2-T0s2+ h4-T0s4)由熱平衡關(guān)系式：h1- h2= h4- h3，得：I =(-T0s1-T0s3)-(-T0s2-T0s4) (1-20)7. 絕熱節(jié)流過程的不可逆損失。（1.6.2 絕熱節(jié)流過程的損失）絕熱節(jié)流過程的焓值不變，而節(jié)流導致工質(zhì)的熵增大，

8、因此絕熱節(jié)流過程的損失為：I =e1- e2=( h1-T0s1)-( h2-T0s2)= h1- h2 T0(s1 -s2)= T0(s2 s1)=T0scr (1-21)對于理想氣體，其焓值是溫度的單值函數(shù)(dh=Cpdt)，節(jié)流過程含不變，其溫度亦不變，即理想氣體節(jié)流過程的不可逆損失可以用圖1.6表示。對于實際氣體，節(jié)流前后溫度有變化，其節(jié)流過程的不可逆損失可以用圖1.7表示。圖1.6 理想氣體節(jié)流過程的Ts圖 圖1.7 實際氣體節(jié)流過程的Ts圖值得注意的是，除了圖示中的節(jié)流冷效應(yīng)之外，工質(zhì)在某種狀態(tài)下還可能出現(xiàn)絕熱節(jié)流熱效應(yīng)，請參閱熱力學教材關(guān)于焦耳-湯姆孫效應(yīng)。由于工質(zhì)在節(jié)流前后的焓

9、不變，即h1=h2=h，而壓力由p1下降至 p2，即我們可以計算由狀態(tài)點(h1, p1)至狀態(tài)點(h2, p2)的某可逆過程的熵變。由可逆過程能量平衡方程： (1-22)由于dh=0，上式為，根據(jù)式(1-13)，ds =q/T，則 (1-23)or (1-24)顯然，節(jié)流導致壓力降低，dp0，因此熵產(chǎn)永遠是正定的；壓差越大，熵產(chǎn)越大；不僅如此，如果節(jié)流發(fā)生時，工質(zhì)的比容越大，溫度越低，熵產(chǎn)越大。在火電廠中，主蒸汽溫度和壓力高，蒸汽比容相對較低，因此相對而言可以允許更大的節(jié)流壓損。而在凝汽器，尤其是空冷機組凝汽器，溫度和壓力低，蒸汽比容很大，因此應(yīng)最大限度降低其流動過程的節(jié)流壓損。實際工程中除了

10、閥門、節(jié)流孔板流量計等存在節(jié)流過程之外，管道流動存在的阻力、汽輪機膨脹、壓縮機及水泵等升壓過程存在的摩阻等，都可以看成節(jié)流，利用式1-21或式1-24計算其不可逆損失。圖1.8和圖1.9分別表示汽輪機膨脹和壓縮機升壓過程的不可逆損失。 圖1.8 膨脹過程的不可逆損失 圖1.9 壓縮過程的不可逆損失8. 在ts和hs圖上畫出不可逆絕熱壓縮過程，闡述泵與風機系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計思路。 流動阻力是工程中需要嚴格進行分析計算的，其不可逆損失實質(zhì)是風機、水泵等動力提升設(shè)備所耗能量的一部分，一般是電機電量消耗，在系統(tǒng)分析中是單獨計量的，比如電廠廠用電。但是，由于出入口壓力變化必然導致熵值的變化，因此利用式1-18

11、時，計算結(jié)果中已經(jīng)包括了流動阻力導致的不可逆損失。顯然，要精確定量分析熱力系統(tǒng)，就必須考慮這一問題。(P7)9. 單耗分析模型的推導過程及其對節(jié)能技術(shù)研究的指導意義。(P8、9)不論是能源轉(zhuǎn)化，還是能源利用，從熱力學第二定律的角度，上述每一種產(chǎn)品相對于其環(huán)境參考態(tài)，都具有值，即作功能力或可用能。這些生產(chǎn)中的能源利用的平衡關(guān)系可以一般性地描述為燃料=產(chǎn)品+耗損，即： (2-1)式中，Ef為所消耗能源的值，稱為燃料；Ep為產(chǎn)品；Irj為實際生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)的不可逆性所導致的損耗。根據(jù)式2-1，任何的不可逆損耗的后果都是等價，都是產(chǎn)品的減少，如果產(chǎn)品品質(zhì)一定，即意味著產(chǎn)品產(chǎn)量的減少。不僅如此，生產(chǎn)

12、的環(huán)節(jié)越多，一般來講其不可逆損耗越大，產(chǎn)品必然越小。因此式2-1是能源利用系統(tǒng)分析、評價與優(yōu)化的基礎(chǔ)。根據(jù)熱力學基礎(chǔ)理論，任何實際熱力學過程都是不可逆的，都會產(chǎn)生熵產(chǎn)。不可逆的程度越嚴重，造成的熵產(chǎn)就越大。熵產(chǎn)與能的不可用性是直接相互聯(lián)系的，最后歸結(jié)為喪失作功的可能性。熱力學把由于不可逆現(xiàn)象所喪失的作功可能性，叫作過程的不可逆損失，不可逆損失與過程熵產(chǎn)的關(guān)系以Ir表示1。 (2-2) 式中T0為環(huán)境參考態(tài)的絕對溫度。熱力過程的不可逆性及其損失計算，是熱力學分析與計算的一個基本內(nèi)容。要降低不可逆損失，就應(yīng)想盡一切辦法減少熵產(chǎn)，應(yīng)關(guān)注不可逆性發(fā)生部位的熱力學參數(shù)條件，它對降低不可逆性至關(guān)重要，這是

13、系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵因素。根據(jù)式2-1，對于一定能源輸入，任何的不可逆損耗，總對應(yīng)著產(chǎn)品產(chǎn)量P的減少。假定某產(chǎn)品量P的生產(chǎn)，所消耗的燃料量為Bkg。如果以ef表示燃料的比，以ep表示產(chǎn)品的比。則式2-1可以寫成如下的形式： (2-3)對于一定品質(zhì)(ep)的產(chǎn)品，任何的不可逆損失的直接后果都是產(chǎn)品產(chǎn)量P的減少。故一定量的不可逆損失Iri對應(yīng)一定量的燃料： (2-4) 即， (2-5)因此，式2-3可以寫成： (2-6)上式兩邊同時除以Pef，即得任何產(chǎn)品生產(chǎn)的單耗分析模型3： (2-7)顯然， (2-8)（注：本題答案較多，建議從公式推導入手記憶。估計評分應(yīng)主要看公式推導。）10. 不可逆損失及其

14、所造成的附加燃料消耗計算式。（1）根據(jù)熱力學基礎(chǔ)理論，任何實際熱力學過程都是不可逆的，都會產(chǎn)生熵產(chǎn)。不可逆的程度越嚴重，造成的熵產(chǎn)就越大。熵產(chǎn)與能的不可用性是直接相互聯(lián)系的，最后歸結(jié)為喪失作功的可能性。熱力學把由于不可逆現(xiàn)象所喪失的作功可能性，叫作過程的不可逆損失，不可逆損失與過程熵產(chǎn)的關(guān)系以Ir表示1。 (2-2) 式中T0為環(huán)境參考態(tài)的絕對溫度。（2）根據(jù)燃料=產(chǎn)品+耗損，即： (2-1)對于一定能源輸入，任何的不可逆損耗，總對應(yīng)著產(chǎn)品產(chǎn)量P的減少。假定某產(chǎn)品量P的生產(chǎn)，所消耗的燃料量為Bkg。如果以ef表示燃料的比，以ep表示產(chǎn)品的比。則式2-1可以寫成如下的形式： (2-3)對于一定品

15、質(zhì)(ep)的產(chǎn)品，任何的不可逆損失的直接后果都是產(chǎn)品產(chǎn)量P的減少。故一定量的不可逆損失Iri對應(yīng)一定量的燃料： (2-4)即， 11. 附加燃料單耗的計算式。12. 熵產(chǎn)與不可逆損失的關(guān)系。（10題答案第一部分）（1012題答案均為9題的一部分）13. 寂態(tài)與物理寂態(tài)的概念。（課本P72）如果體系本身處于平衡態(tài)并與環(huán)境具有相同的溫度、相同的壓力，切體系中的 每一種組元均處于穩(wěn)定的相態(tài)并與環(huán)境中的相應(yīng)組元具有相同的化學勢，則稱體系與環(huán)境達到了“非約束性的平衡”，一旦體系與環(huán)境達到了非約束性平衡，就不再可能通過體系與環(huán)境的相互作用而取得功。與環(huán)境達到非約束性平衡時的體系狀態(tài)叫做體系的“寂態(tài)”。如果

16、體系與環(huán)境間僅僅達到了機械平衡和熱平衡，具有與環(huán)境相同的溫度與壓力，那么稱體系與環(huán)境間只達到了“約束性平衡”。與環(huán)境處于約束性平衡時的體系狀態(tài)，叫做體系的物理寂態(tài)14. 解釋你對概念的理解?，F(xiàn)代節(jié)能原理不僅依據(jù)熱力學第一定律，而且同時依據(jù)第一、第二兩大定律，熱力學參數(shù)是第二定律分析法的產(chǎn)物，又是第二定律分析法的有力工具。從能量轉(zhuǎn)化來看，一類是在給定的環(huán)境下具有無限可轉(zhuǎn)化的能，即。15. 體系總及其組成。（P72-73） 一個體系的就是在給定的環(huán)境下中體系所含能量的可轉(zhuǎn)化部分，從這一概念出發(fā)可知，體系的在數(shù)值上等于從其所處狀態(tài)可逆地變到寂態(tài)時所做出的功。應(yīng)用于環(huán)境的體系內(nèi)能為 （4.20）將體系

17、加環(huán)境視為擴大的體系，只要愿體系未處于寂態(tài)，此擴大體系就是不平衡的，在其走向平衡的過程中，就可能有功或與之相應(yīng)的效果表現(xiàn)出來。即 （4.21）從（4.21）減去（4.20）得： （4.22）上式導出前提為功的效果全部耗散，即上式可表示不可逆損失，在數(shù)值上應(yīng)正好等于擴大體系從其原來的狀態(tài)達到平衡時所可能做出的最大功。因此 （4.23）16. 在pv圖和ts圖上表示的大小。17. 化學勢的作用。（P94-96）再設(shè)計體系化學過程或相變過程的研究時，偏摩自由焓具有特殊的重要性，我們用 代表它，稱其為化學勢： （5.20）化學勢 在數(shù)值上表示由于化學變化使某組元減少單位摩爾時所應(yīng)做的最大化學功?；瘜W勢

18、也是物質(zhì)轉(zhuǎn)移即物質(zhì)傳遞的一種推動力（圖5.1 對化學勢物理意義的解釋）18. 溶液與理想溶液中某組元的化學勢的計算式，并解釋作用。19. 活度的定義及其作用。在多元體系中，某組元j的偏逸度與該組元在其參考態(tài)下的(偏)逸度的壁紙，叫該組元的活度，以aj表示。即 （5.28）（作用）20. 燃料的比和電量化燃料的比計算式。(P11)根據(jù)熱力學基礎(chǔ)理論，當燃料處于溫度為298.15K、壓強101.325kPa的環(huán)境下，單位質(zhì)量的燃料化學 (即燃料的比)可以近似地表示為1： (2-13)式中，為燃料的高位熱值；角標i表示基準反應(yīng)的各種生成物和除燃料之外的反應(yīng)物；求和符下的pr代表燃料燃燒生成物；p0j

19、為各生成物在環(huán)境大氣中的分壓力；為以1摩爾燃料為基礎(chǔ)的化學計量系數(shù)；T0，p0分別為環(huán)境參考態(tài)的大氣溫度和壓力；為標準反應(yīng)熵，用下式計算： (2-14)其中為環(huán)境參考態(tài)之下各反應(yīng)物和生成物的絕對熵。21. 電和熱的比及其理論最低燃料單耗。(P12)(2.3.1 電的比及其理論最低燃料單耗)電在熱力學分析中被視為100%的，即電的比為： kWh/(kWh) (2-18)因此，根據(jù)式2-17，針對確定的燃料(如標準煤)，電力生產(chǎn)的理論最低燃料單耗為：=0.123 kgce/(kWh) (2-19)(2.3.2 熱的比及其理論最低燃料單耗)對于一定的熱量，如果其熱力學平均溫度為，在熱力學分析中，其比

20、為卡諾循環(huán)的效率，即在理想可逆循環(huán)條件下，熱量所能轉(zhuǎn)化為的量，即： kWh/(kWhh) (2-20) 或，kWh/GJ (2-20a)式中，為環(huán)境溫度。因此根據(jù)式2-17，供熱的理論最低燃料單耗為： kg/GJ (2-21)22. 鍋爐第二定律效率的推導，并給予解釋。（4.1.4 鍋爐的第二定律效率）假設(shè)鍋爐生產(chǎn)一定熱產(chǎn)品Qb的實際燃料單耗為bh，則由式2-10可推導出鍋爐的第二定律效率為： (4-6) 式中， % (4-7) 即為鍋爐熱效率，34.1kg/GJ為熱效率100%時的燃料單耗。顯然，熱能生產(chǎn)的第二定律效率不僅取決于熱效率，還取決于熱能產(chǎn)品的品位。23. 分析基于第一定律的折標準

21、煤系數(shù)存在的問題，解釋基于第二定律的折標煤系數(shù)。（P14-15）基于第一定律，能源利用的熱效率定義為： (2-26) 式中為有效能。對于熱能和電能生產(chǎn)，我們可以依據(jù)式2-26計算其熱效率。但是，由于熱、電之間以及不同品位的熱能之間存在實質(zhì)性的品質(zhì)差，因此式2-26計算的熱效率之間不具有可比性，如鍋爐熱效率與發(fā)電效率之間就不可比。不僅如此，更關(guān)鍵的是對于絕大多數(shù)高耗能產(chǎn)品無法用式2-26計算熱效率。也就是說，在第一定律統(tǒng)計和折算框架下，我們不能科學定義能源利用的效率。由于廣泛采用這種基于熱力學第一定律的能源折算方法，以至于絕大多數(shù)文獻都不提供燃料的高位熱值可以說，以低位熱值作為能源的折算標準，無

22、形之中放松了對其能源利用的要求，這對于節(jié)能減排的大局也是不利的。如同熱力學第一定律構(gòu)架下一樣，以熱力學第二定律為基礎(chǔ)考慮的折標煤方案，必須有一個相應(yīng)的折算基礎(chǔ)。以燃料的等價，也就是燃料的理論最大作功能力等價來考慮是符合要求的。即： (2-27)因此基于燃料，燃料k的折算為燃料l的等價折算系數(shù)為： (2-28)式中，l燃料的比，k燃料的比?？梢杂檬?-13和式2-15計算。同理，假定l燃料為標準煤，則k燃料的折標煤系數(shù)為。按標準煤不含水分考慮，由式2-15，=，于是有第二定律和第一定律折標煤系數(shù)的關(guān)系： (2-29)24. 節(jié)能減排決策分析的三個層次。（P18）能源經(jīng)濟活動與時間序列有直接的關(guān)系

23、，從可持續(xù)發(fā)展角度，為切實完成節(jié)能減排的約束性指標、有效優(yōu)化能源利用結(jié)構(gòu)，必須考慮下列與時間序列有關(guān)的三層決策要素:一是新建耗能項目的市場準入標準;二是現(xiàn)有耗能設(shè)備或生產(chǎn)工藝在規(guī)定考核時期內(nèi)的節(jié)能減排特性及其潛力;三是老、舊、低效技術(shù)設(shè)備的關(guān)停和淘汰標準。25. 能源利用的評價原則。（P19-20）一次能源輸運要消耗一定的能量，在研究一次能源遠距離輸運合理性的時候是應(yīng)給予充分考慮的。但若將其計入實際能源利用系統(tǒng)的分析，則不僅使問題復雜化，也不公平。而在“標準煤”的概念下，一次能源開采、輸運過程及燃料自身的某些差異所產(chǎn)生的問題就消除了?；跇藴拭?，能源利用的熱力學分析之資源口徑就得到了統(tǒng)一。用能

24、目的多種多樣，為更好地進行能源利用的評價，需根據(jù)第二定律對用能目的進行產(chǎn)品界定。能源利用的分析與評價必須建立在產(chǎn)品等價的原則基礎(chǔ)上。綜上，終端產(chǎn)品生產(chǎn)的二次能源消耗可以用(當量)性能系數(shù)或(當量)電耗率指標評價。這里統(tǒng)一地用下式表示： (3-1) 或， (3-2)式中，為供熱(冷)量kW；為產(chǎn)品產(chǎn)量kg/h, m3/h, kgkm, etc.；為生產(chǎn)和的(當量)電耗量kW；為輸配電功kW；為(當量)性能系數(shù)-；單位產(chǎn)量的(當量)電耗。直燃型的產(chǎn)品燃料單耗可直接計算，電驅(qū)動設(shè)備所耗的是基準電()，熱電聯(lián)產(chǎn)按當量電耗與流程泵功之和(+)計算供熱煤耗，因此產(chǎn)品燃料單耗為：(3-3) 或， (3-4)

25、顯然，將二次能源基于電量的等價化處理是分析終端能源利用的關(guān)鍵，也是能源利用分析與評價的一個重要原則。26. 熱電聯(lián)產(chǎn)總能系統(tǒng)節(jié)能條件及意義。（P24-25）熱電聯(lián)產(chǎn)機組供熱的一般化產(chǎn)品燃料單耗可以按供熱當量電耗折算： (3-13)現(xiàn)采用式3-13所示的基于電量等價的分攤方法。事實上，只要確定了能源利用的評價基準，煤耗分攤方法就略顯次要。比如，假定某一分攤方法得到的供熱和供電燃料單耗分別為和，則熱電聯(lián)產(chǎn)總能系統(tǒng)煤耗量可以表示為： gce/h (3-21)假定供熱機組供電量由標準電()替代，供熱量Qh的煤耗用供熱燃料單耗平均值計算，則替代總能系統(tǒng)的總煤耗量可以表示為： gce/h (3-22)式中

26、：為同一供熱產(chǎn)品燃料單耗的平均值，kgce/GJ；為基準電的燃料單耗，g標煤/(kWh)。與替代總能系統(tǒng)比較，聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)煤量為： gce/h (3-23)令B=0，則供熱機組的臨界熱電比為： (3-24)得到熱電聯(lián)產(chǎn)總能系統(tǒng)的節(jié)能條件： (3-25)式3-23-式3-25既適用于特定工況評價，也適用于年度、季度、月度等周期考核。從推導過程發(fā)現(xiàn)，總能系統(tǒng)是否節(jié)能與分攤方法無關(guān)，而僅取決于能源利用的評價基準()和供熱燃料單耗的平均值，其他涉及發(fā)電的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)參照此方法處理。若評價基準水平提高，即降低，熱電聯(lián)產(chǎn)機組的臨界熱電比隨之提高，這說明電力技術(shù)的發(fā)展要求供熱機組的熱力性能同步提高，否則難以滿

27、足節(jié)能條件。27. 評價基準的特性與選擇?；鶞孰姷娜剂蠁魏脑谠u價能源利用起到基準作用。盡管電網(wǎng)機組型式很多，性能相差很大；電網(wǎng)負荷變化很大，機組供電燃料單耗隨負荷的變化而變化。但從確定基準的角度，我們可以選擇某特定機組額定工況下的供電燃料單耗為評價基準，完全可以忽略作為基準的物理量本身也在變化的問題?；鶞实南鄬π圆环恋K基準的科學性?；鶞实南鄬π詮牧硪粋€側(cè)面說明“”不適合作為評價基準，因為100%純度的黃金與“0”耗損都是無法實現(xiàn)的，不具有相對性?；鶞实陌l(fā)展性是技術(shù)進步的客觀要求。需要強調(diào)的是，基準的發(fā)展性不意味著任意改變，應(yīng)保持相對的穩(wěn)定性。更重要的是，作為科學基準的東西應(yīng)以達成廣泛社會共識為

28、前提，這完全可通過協(xié)商等方式解決?；鶞实膮^(qū)域性是指不同國家與地區(qū)、同一個國家的不同地區(qū)，其經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)展是不平衡的，人口、資源條件也不盡相同，不能一概而論。因此，基準的相對性、發(fā)展性與區(qū)域性的特點說明，能源利用的評價應(yīng)遵循實事求是原則、與時俱進原則和因地制宜原則。事實上，電氣化已經(jīng)成為是現(xiàn)代化的一個標志，單位電量的國民生產(chǎn)總值評價國家經(jīng)濟發(fā)展水平的重要指標，人均電量消耗也反映了不同地區(qū)民眾生活水平。因此，電量已經(jīng)成為人類社會的一個重要評價基準。建立統(tǒng)一化的能源利用評價基準，也是建立能源利用環(huán)境影響的績效性評價指標的關(guān)鍵，對于開展全局性污染總量控制機制研究將有非常重要的促進作用。28. 供熱系統(tǒng)

29、的傳遞特性及分析。(P23)熱網(wǎng)(含冷熱水、蒸汽及冷熱空氣等)的散熱損失必然會減少終端產(chǎn)品的產(chǎn)量，所消耗的電量更是直接的能量消耗，因此根據(jù)式3-14，考慮熱網(wǎng)網(wǎng)損的聯(lián)產(chǎn)型終端產(chǎn)品生產(chǎn)的二次能源消耗可以用當量性能系數(shù)或當量電耗率指標評價： (3-17) 或 (3-18)式中：為熱用戶得到的熱量或冷量，kW； 為輸運電量之和，kW；為當量性能系數(shù)；為單位產(chǎn)品產(chǎn)量的當量電耗率。考慮熱網(wǎng)網(wǎng)損的聯(lián)產(chǎn)型終端產(chǎn)品的燃料單耗為： (3-19) 或 (3-20) 式3-17式3-20與式3-1式3-4是一樣的。得到終端產(chǎn)品的燃料單耗，就可得到與式3-7類似的熱網(wǎng)網(wǎng)損計算公式。由于市政供熱系統(tǒng)規(guī)模越來越大，供熱范

30、圍越大，其散熱損失越大，用戶得到的熱量越少，而消耗的電量越多，這意味著達到用戶終端的產(chǎn)品燃料單耗越來越高，需引起重視。參考電網(wǎng)網(wǎng)損計算，這部分能耗應(yīng)算作市政供熱系統(tǒng)本身的能耗。29. 鍋爐不可逆損失分布特性。圖4.10 鍋爐各換熱設(shè)備的傳遞特性根據(jù)熱力學第二定律，鍋爐中不可逆熱力學過程歸納為如下三種：(1).理論燃燒過程；(2).理論燃燒與燃料實際燃燒放熱；(3).燃料實際燃燒放熱與工質(zhì)吸熱。鍋爐內(nèi)可以分為三個溫度：理論燃燒溫度、煙氣平均放熱溫度、工質(zhì)平均吸熱溫度。而對于鍋爐內(nèi)的每個受熱面也相應(yīng)地存在著這三個溫度，而燃料燃燒以及鍋爐內(nèi)的傳熱過程，構(gòu)成了鍋爐內(nèi)部損失中最大的兩個部分。30. 試闡

31、述單耗分析與電廠鍋爐、汽輪機系統(tǒng)參數(shù)匹配。(P34)根據(jù)單耗分析理論，鍋爐系統(tǒng)和汽輪機系統(tǒng)第二定律效率分別可以表示為： (4-23) (4-24)對于再熱機組鍋爐，其熱能產(chǎn)品分為基本循環(huán)吸熱量和再熱吸熱量兩個部分，因此其綜合吸熱平均溫度可用下式計算： K (4-25)式中，分別為給水吸熱量和再熱吸熱量；，分別為給水和再熱氣流吸熱的熵增加；，分別為鍋爐出口蒸汽焓和給水焓；為再熱蒸汽份額；，分別為再熱前后蒸汽焓；，分別為鍋爐出口蒸汽熵和給水熵；，分別為再熱前后蒸汽熵。31. 基于單耗分析理論，分析鍋爐主要換熱設(shè)備的作用。在鍋爐內(nèi)由于存在著溫度差，故導致不可逆損失，圖2-15給出了各換熱設(shè)備的傳遞特

32、性。從燃料到理論燃燒溫度下燃燒產(chǎn)物的值到煙氣實際放熱溫度下的熱流最后到工質(zhì)吸熱得到的熱流。圖4.12為鍋爐各換熱設(shè)備附加單耗及構(gòu)成。根據(jù)工質(zhì)進出鍋爐的熱力參數(shù)計算，其最低理論單耗為19.63kg/GJ；圖中各附加單耗之和為16.649 kg/GJ，即鍋爐的實際燃料單耗為36.279kg/GJ，與鍋爐94% (=34.1/36.279)的熱效率相對應(yīng)。圖4.12清晰地顯示水冷壁的附加燃料單耗最高，與其巨大的傳熱溫差以及傳熱量相一致。圖4.12為鍋爐各換熱設(shè)備附加單耗及構(gòu)成。根據(jù)工質(zhì)進出鍋爐的熱力參數(shù)計算，其最低理論單耗為19.63kg/GJ；圖中各附加單耗之和為16.649 kg/GJ，即鍋爐的實際