【正文】 Sons, Inc., 2021. 。最大火用損發(fā)生在鍋爐中，因此要提高電廠性能重在提高鍋爐性能，這將使電廠效率得到最大的提高。電廠的能量效率是發(fā)電機輸出總值的 %。表 3和表 4顯示火用分析的結果摘要。圖 13顯示了可持續(xù)性指數(shù)的火用效率。為實現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，我們不僅要利用可持續(xù)能源或可再生能源，而且要提高不可再生能源如煤的利用率，盡量減少對環(huán)境的損害。 電廠 ，尤其是鍋爐會排放大量廢熱和固體微粒。圖 5的火用分析結果顯示，最大的不可逆轉過程發(fā)生在燃煤鍋爐中。這使得設計人員專注于那些關鍵的領域，以減少熵產(chǎn)，從熱減少對系統(tǒng)環(huán)境和自然環(huán)境的影響。有較少火用損或較低熵產(chǎn)的過程更加有序且有更高的潛力做好工作。 火用損或不可逆過程是熵產(chǎn)的功能?；鹩梅治鼋Y合環(huán)境影響與系統(tǒng)影 響。 從圖 12a、 b中火用分析顯示最大的火用損發(fā)生在冷凝器中，而最大的損失實際上是由火用分析顯示出來的?；鹩梅治鍪茄芯肯到y(tǒng)的對環(huán)境影響的有效措施，因為它衡量參考環(huán)境狀況的系統(tǒng)偏差。使用節(jié)能電機和變頻驅(qū)動器，可以減少 輔助功率消耗。圖 11顯示了輔助功率消耗的能量和火用的變化與 發(fā)電機的輸出功率的百分比的關系。設備熱蒸汽消耗的減少會降低渦輪對蒸汽溫度的需求，從而也提高了加熱速度。高效的葉片設計，更好的渦輪內(nèi)蒸汽密封和高效的渦輪保溫用以減少熱量損失將有助于升溫速率增加。 因為給水在高溫狀態(tài)下進入鍋爐，所以，改進具體蒸汽量（千克 /千瓦時）和熱流量（千焦 /千瓦時）也可以減少鍋爐燃料量。鍋爐燃燒的是不可逆轉的另一種主要來源。主要的改進是工質(zhì)的熱量傳遞。 最大的不可逆轉發(fā)生在鍋爐，特別是熱量傳遞到工質(zhì)中，造成煙氣損失。鍋爐管和渦輪葉片是由成本較高的鋼材做成的。蒸汽具有較高的能量和火用，這使得渦輪機的輸出功率高。很明顯，效率與過熱蒸汽參數(shù)成正比。用水量和發(fā)電廠的用水減少使得環(huán)境效益提高?？梢杂^察到，由于蒸汽通過渦輪膨脹 ，輸常州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 第 10 頁 共 12 頁 出較高的功率，冷凝器壓力降低，電廠效率提高（見圖 7）。 由于這個電廠用的事空氣冷凝器凝結汽輪機排汽，其主要的改進是可以降低冷凝器的壓力。 這說明了火用分析的重要性，因為比起能量分析法，它提供了不同的見解和趨勢。這有助于確定渦輪機組部分負荷時的蒸汽流量。這表明，電廠在 額定容量下運行 比部分負荷運行更具經(jīng)濟性。 表 5進一步闡明了參考溫度對火用效率的影響。 理論空氣中煤的燃燒反應組成： ? ? 222222 NOHCONOHC ?????? （ 8） 假設鍋爐中多了 20%的空氣，則燃燒反應變成： ? ? 222222 NOHCONOHC ?????? （ 9） 在每摩爾碳的基礎上，則 ? ? 222222 NOHCONOHC ?????? （ 10） 反應的火用平衡方程是： rfrpfop sThhhNsThhhN ?????? ?????????? ??? ?? ?? 00000 （ 11） 煤中碳的火用含量： ? ? cfcre a c tio nxc oa lx MmnEE ??? , （ 12） 電廠的能量和火用效率： cvmwfoutputenergy ??? （ 13） coalxoutputexergr Ew,?? （ 14） 在下一節(jié)中，預測的結果和敏感性研究將基于形成的火用（見表 2）。公式（ 4）中的熱火用項用來計算與環(huán)境熱損失有關的火用損，比火用如下： ? ? ? ?000 ssThhe tmx ???? （ 7） 當鍋爐中燃燒發(fā)生時， 煤炭燃燒生成二氧化碳，水蒸氣和其他燃燒產(chǎn)物。 在穩(wěn)定狀態(tài)過程中，圖 1中控制量系統(tǒng)的質(zhì)量平衡可以寫成： ?? ?? ? 0 0mmi i （ 1） 控制系統(tǒng) 的能量平衡可以寫成： ???? ??? ?? WEQEi i 0 0 （ 2） 控制系統(tǒng)的熵平衡： ???? ????? ???? 00 TQSSTQS ge nii （ 3） 控制系統(tǒng)的火用平衡： ????? ??????????? ?? ???dXXkk ki EWEQTTS0 01 （ 4） 蒸汽火用率： ? ?xemE ?? ? （ 5） ? ?chxtmxX eemE ?? ?? （ 6） 上述火用平衡寫的是一般形式。 除另有規(guī)定外，動力學和潛在能量的變化就會被忽視，并假定穩(wěn)態(tài)流動。 電廠程序流程圖如圖 1，電廠的過程參數(shù)如表 1。 常州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 第 2 頁 共 12 頁 命名 BMCR 鍋爐最大連續(xù)評級 化學符號 ex 比 火用 (kJ/kg) C 碳 Ex 火用率 (kW) CO2 二氧化碳 Ex_d 火用損率 (kW) H2 氫氣 GCV 總熱值 H2O 水蒸氣 h 比焓 (kJ/kg) N2 氮氣 hfo 生成比焓 (kJ/kmole) O2 氧氣 m 質(zhì)量流量 (kg/s) 上標 n 摩爾數(shù) ch 化學 P 壓力 (kPa) tm 熱機械 Q 傳熱率 (kW) 下標 s 比熵 (kJ/kg K) 0 參考性能 S_gen 熵產(chǎn) (kJ/s K) 碳 T 溫度 (176。它將提供改善系統(tǒng)性能，減少環(huán)境影響的方法和途徑。將比較分析的結果，以說明火用分析對改善系統(tǒng)性能的寶貴性。發(fā)電廠的目的是利用空氣冷凝器凝結蒸汽排氣。發(fā)電機的輸出功 率為 32 兆瓦。郭等人提出了電廠的熱經(jīng)濟分析。羅森和丁塞進行了發(fā)電廠關于各種燃料經(jīng)營分析。丁塞和穆斯林進行了再熱循環(huán)發(fā)電廠的熱力學分析。羅森通過火用分析法，對燃煤發(fā)電廠和核電廠的性能進行了評價。本文將探討一個火電廠詳細的火用分析，為了評定不可逆性和損失的分布，這將有利于系統(tǒng)性能的效率損失分析。火用是可以從系統(tǒng)獲得的最大功，其狀態(tài)被用來參考或稱為“死亡狀態(tài)”（標準大氣壓）。能量分析并沒有描述在系統(tǒng)進程中的不可逆性。因此，考慮到在一段時間內(nèi)繼續(xù)對化石燃料的依賴，提高燃油電廠工作效率，減少對環(huán)境的影響是十分重要的。盡管有能源枯竭和環(huán)境問題如氣候改變，從 2021 年到 2030 年之間，預期對石油的需求增加 %，對天然氣是 %，對煤是 %。世界上的發(fā)電多數(shù)是用化石燃料，特別是煤和天然氣。此外，關于系統(tǒng)內(nèi)的火用損失，也進行并提交了環(huán)境影響和連續(xù)性分析。對電廠進行了一次在各種運行情況下的參數(shù)研究，包括運行壓力，溫度和流速，以確定使工廠業(yè)績最大化的參數(shù)。 常州大學 本科生畢業(yè)設計（論文） 第 7 頁 共 7 頁 參 考 文 獻 [1] G