【正文】 何電站使用，不管電站是新還是舊。 計(jì)算結(jié)果顯示：使用磁流體諧振器很可能使電廠效率提升 10%。例如，當(dāng)氨溶于水時(shí)，這種方案的熱容量低于只用水的方案中的熱容量。由于氨溶釋放的 熱量和最終方案中熱容的降低，加熱到沸騰溫度所需燃料減少。因?yàn)樗褂玫娜剂系奶匦圆⒉话l(fā)揮主要作用， Kalina循環(huán)能使灰塵、二氧化碳、二氧化硫的排放量減少，節(jié)約 20%的燃料。 公理 1. 已確定， 1摩爾任何氣體在標(biāo)況 (壓力為 ，溫度為 )下，體積Vmn=。 在沸騰溫度和標(biāo)準(zhǔn) 壓力下任何液態(tài)物質(zhì)的摩爾流量為： boilboil lqlq kMV ?? （ 2） 其中， kM指摩爾重量，boillq?指沸騰溫度下液態(tài)物質(zhì)密度 標(biāo)況下氣態(tài)物質(zhì)的摩爾流量為： gg nn ?? ? （ 3） 其中，gn?為標(biāo)況下氣體物質(zhì)密 度 不管物質(zhì)狀態(tài)如何變化，摩爾重量是不變的。 1摩爾液態(tài)二氧化碳的體積為 m3，而在標(biāo)況下氣態(tài)二氧化碳的體積為 m3（見上述公理），是液態(tài)二氧化碳體積的 561倍。 把方程 (5) 代入方程 (6)我們得到： tttnlqlqnn TVPVTPgb o i lb o i l ???????????? （ 7） 當(dāng) 1摩爾液體蒸發(fā)（見公理 2），得到的氣體在一 封閉空間加熱，相對壓力提高導(dǎo)致相對溫度上升。 本例中氣體的特性根據(jù)每單位質(zhì)量體積表現(xiàn)在它的 密度。由此產(chǎn)生的蒸汽在過熱器中加熱，使得壓力繼續(xù)上升。 從提高效率和改變電廠生態(tài)參數(shù)看，采用循環(huán)作為工作體系，低沸點(diǎn)物質(zhì)如 氫、氦、氮、氧、氖、二氧化碳等，看起來最有前途的。 如果用氮代替水產(chǎn)電，讓我們估計(jì)一下能節(jié)省多少燃料。假設(shè)在渦輪入口蒸汽壓力上升階段燃料消耗量分別與 水加熱至沸騰溫度、蒸發(fā)比熱、過熱蒸汽焓成正比（見表 1）。（見表 2）。 我們來看看這種電力生產(chǎn)技術(shù)是否與熱力學(xué)定律相悖。事實(shí)上，由于部分生產(chǎn)能耗為壓縮 機(jī)的運(yùn)作提供液化氮，效率會(huì)低一些。 對可逆卡諾循環(huán)熱機(jī)的熱力學(xué)第二定律介紹如下： ? ? h o tc o ldh o tc o ldh o t TT1TTT ????? （ 10） 其中， T是周期中的最高溫度（增加的熱溫度）， T是最低溫度（在這種情況下，為氮的沸點(diǎn)溫度）?，F(xiàn)在已經(jīng)提出利 用超臨界二氧化碳聯(lián)合電力生產(chǎn)、熱能的以太陽能為動(dòng)力的朗肯循環(huán)。對系統(tǒng)應(yīng)用了能源和火用分析方法。 關(guān)鍵詞 ：火用；能量；熱力發(fā)電廠；效率；可持續(xù)發(fā)展 世界能 源需求大量依賴于化石燃料發(fā)電。雖然更清潔的新能源在快速發(fā)展，其相對成本和現(xiàn)有技術(shù)還沒有先進(jìn)到一定地步，使我們大大減少對化石燃料的依賴。相反地，火用分析法將會(huì)描述系統(tǒng)的工作潛能。 過去的火用研究評估了發(fā)電廠的性能，并以此為手段來優(yōu)化性能和渦輪機(jī)的功率輸出。森古普塔等人對一個(gè) 210MW 火電廠進(jìn)行了火用分析。 不同于過去的研究，這本文件提出了一個(gè)獨(dú)特的配置，在亞臨界條件下運(yùn)行的朗肯循環(huán)的火用分析。 本文的主要目的是進(jìn)行熱力學(xué)火用分析，用一個(gè)正在印度建造的電廠的實(shí)際設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。最后，它將執(zhí)行一項(xiàng)參數(shù)研究，以確定該系統(tǒng)性能為何隨操作系統(tǒng)的參數(shù)不同而不同。 表 1 過程參數(shù) 序號(hào) i 焓 hi(kJ/kg) 壓力 Pi(Pa) 熵 si(kJ/kgK) 溫度 Ti(℃ ) 質(zhì)量流量 mi（ kg/s） 0 40 1 3440 8800 520 2 3432 8400 515 3 2399 18 4 18 5 1130 59 6 1110 7 1010 8 362 140 9 1,2021 140 10 1,2310 200 11 3179 2373 12 2350 165 13 2845 14 2618 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 共 12 頁 表 1 過程參數(shù) （續(xù)） 15 90 70 20 18 21 2757 102 140 22 2677 90 100 23 2863 362 200 24 362 140 25 2898 220 27 2373 220 30 2715 120 2353 31 40 2353 32 2253 以下的電廠熱力分析將考慮質(zhì)量、能量、熵和火用的平衡。在燃燒過程中，計(jì)算煤的化學(xué)火用時(shí)輸入的熱量包含在內(nèi)。 表 2 工質(zhì)在不同階段的火用 序號(hào) i 質(zhì)量流量 mi(kg/s) 火用值（ kW） 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 共 12 頁 表 2 工質(zhì)在不同階段的火用 （續(xù)） 8 9 10 11 9466 12 6579 13 3229 14 3519 15 2861 20 21 22 23 24 25 27 30 31 2353 0 32 2353 3. 結(jié)論與討論 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 共 12 頁 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 共 12 頁 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 共 12 頁 煤是電廠的燃料供應(yīng)，有以下部分組成：水分 = 25％，灰分 = ％，氫 = ％，氮 = ％，二氧化硫 = ％，氧氣 = ％，碳 =％，圖 2表明，參考溫度對能源效率無影響，但它影響火用效率 . 系統(tǒng)的環(huán)境影響系統(tǒng)的性能。圖 4顯示了蒸汽渦輪流量輸出功率的功能。有人認(rèn)為，能量分析法會(huì)讓人們相信最大的損失發(fā)生在冷凝器，但事實(shí)上是在鍋爐中發(fā)生的。由于這個(gè)電廠設(shè)計(jì)運(yùn)行的是空冷器，蒸汽冷凝的溫度無法降低，因?yàn)椴煌乃淦髦欣鋮s水的溫度是可以控制的，而空冷器采用空氣凝結(jié)蒸汽。 增加循環(huán)蒸汽壓力和溫度將導(dǎo)致相同的質(zhì)量蒸汽流和燃油以高功率輸出到鍋爐。 成本提高應(yīng)與輸出和收益相平衡，這樣才能確保 “ 投資回收期的投資 ” 是有利的。優(yōu)化傳熱面積和配置，有效的制度和更好的材料選擇是改善系統(tǒng)性能的主要方式。這說明，如果熱量傳輸效率提 高幾個(gè)百分點(diǎn)，燃料消耗將會(huì)大大減少，從而減少了電廠的經(jīng)營成本。 輔助功率消耗是由于電廠設(shè)備本身所消耗的功率所導(dǎo)致的功耗損失。 很多學(xué)者研究了對環(huán)境溫度的火用分析的好處（如 Rosen and Dincer和 Rosen et al. ）。煙氣排熱造成的損失造成對環(huán)境的不利影響，盡管現(xiàn)代發(fā)電廠用靜電除塵器和袋式過濾器等措施來控制懸浮微粒污染。熵是“隨機(jī)的”或“混亂的”的系統(tǒng)衡量。圖 6的能量分析結(jié)果顯示提高燃燒過程效率和優(yōu)化循環(huán)應(yīng)著重于冷凝器。熱量和微粒所造成的煙氣損失對環(huán)常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 共 12 頁 境也有不利影響。在可持續(xù)發(fā)展指數(shù)（ SI）的計(jì)算方法是： pD1SI? （ 15） 其中， Dp指火用損或火用輸入 減少系統(tǒng)的不可逆火用損失可減少對環(huán)境的影響。電廠的系統(tǒng)火用效率是發(fā)電機(jī)輸出總值的