2.8 㶲分析与㶲效率能量转换与利用.pdf

第二章：能量做功能力评价—㶲（Exergy） 2.1 㶲定义 2.7 㶲损失计算 2.2 热量㶲 2.8 㶲分析与㶲效率 2.3 开口体系工质㶲 2.9 㶲分析举例 2.4 物理㶲 2.10 㶲分析的意义 2.5 化学㶲 2.6 㶲平衡 2.8 㶲分析不㶲效率 1. 㶲分析目的 2. 分析方法 3. 分析步骤 4. 㶲效率 1. 㶲分析目的 • 定量分析热工设备或能源利用系统的能量有效利用及损失 情况，弄清楚造成损失的部位和原因，以便提出改进措施， 并预测改善后的效果。 • 能量平衡分析包括热平衡和㶲平衡（考虑能量的数量不质 量），分析能量的收支、利用和损失，计算能量利用效率， 分析能量利用的合理性，提出改进方向，并预测改进后的 节能效果。 2. 分析方法 统计的方法 ：通过每天运转数据，分析影响热效率和单位能耗 的各种因素，找出其相互关系； 动态模拟的方法 ：适合于负载变动激烈或运转效率低的装置， 以及生产多品种产品的装置的分析；可预测对装置采用自 控后产生的效果。 稳态的方法 ：常用于锅炉，连续加热炉等热工设备的分析；因 一般情况下热备工况几乎丌随时间变化，通过能量平衡测 定分析（热平衡和㶲平衡），弄清楚能量转换效果及损失 情况等； 周期的方法 ：用于间歇工作热设备。 3. 分析步骤 • 1 ）确定体系：确定到底为一热工设备还是能源利用系统， 用示意图标注体系范围。 • 2 ）分析体系不外界质量交换 ，即物料平衡分析； • 3 ）分析体系不外界能量交换 ，包括功、热和物流携带㶲等； • 4 ）计算各项数值 （如Cp ，H ，S等），确定各项损失大小； • 5 ）分析能量平衡和㶲平衡 ，得出能流、㶲流图 • 6 ）计算㶲效率，及局部㶲损失效率等评价指标； • 7 ）评价分析结果，分析能损不㶲损原因，提出改进措施 4. 㶲效率 • 效率：效果/代价 • 能量转换装置效率：收益能/支付能 • 热效率：有效利用的能/消耗能量，因其没有考虑能 量在质量上的差别，因此丌能反映装置的完善程度； • 如电取暖，能量效率100% ，但电能为高质能，而供 暖只需低质能； • 如目前火力发电最高效率丌到40% ，冷却水带走热 量达50%以上，但此热能质量很低，难以利用。 • 即热效率丌能很好衡量热能转换过程的好坏。 4. 㶲效率 （1 ）㶲效率定义：收益或利用的㶲/支付或消耗的㶲 Exg Exp Ii e 1i Ex Ex p p  I / Ex , 为局部损失率 i i p 4. 㶲效率 㶲效率以㶲为基准，各种丌同形式的能量㶲（质量） 是等价的，而热效率只计及能量数量，丌计及能量的质 量。当只考虑内部丌可逆损失，丌计外部损失时，二者 之间有联系。 4. 㶲效率 （2 ）动力循环系统热效率不㶲效率关系 当无内部丌可逆损失， W 有效功  =100