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节能原理及评价方法
主讲人：Dr.吴金星（教授）
郑州大学节能技术研究中心
10/29/2020
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1.1热力学第一定律与节能的方向性
1.2热力学第二定律与节能的程度
1.3节能原理的具体指导意义
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能量利用的实质：能量的转换和传递。
热力学：研究能量转换方式和规律的科学。
能量在转换过程中遵循的基本定律：
（1）热力学第一定律，即能量守恒定律；
（2）热力学第二定律。
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2.1.1热力学第一定律与节能的方向性
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.指出：“自然界的一切物质都具有能量；能量既不能创造，也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个（或多个）物体；在能量转换与传递过程中，能量的总量恒定不变。
”
热力学第一定律（即能量守恒定律）
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体系
体系
此体系能量守恒
能量转换示意图
量不守恒
此体系能
锅炉
环境
环境
蒸汽
煤
量（能量守恒）。燃料供热100%
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对于锅炉体系，进入体系的总能量等于体系输出的总能
锅炉的用能
平衡分析
可见，输入锅炉体系的能量（100％）中，实际得到的有用
能（转移给蒸汽）只有73.2%，能量不守恒，为什么？
分析发现：损失掉26.8%能量。其中，17.2%由锅炉烟气带走，煤炭不完全燃烧损失能量9.1%，锅炉散热损失0.5%。
通过能量守恒分析，指明了节能的方向：
1）采取高效烟气余热回收装置，如高效换热器，可预热助燃空气，或预热补给软水；
2）改进锅炉结构和燃烧方式，以提高燃烧效率；
3）加强锅炉隔热保温措施，以减少热损失。
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热力学第一定律指明节能的方向：尽量减少那些转移到体系之外（即环境中）的能量。
任意体系与环境之间的能量转换关系
10/29/2020
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