減溫減壓能量損失

1、為了評(píng)價(jià)能量的價(jià)值，引入卿，也可以稱卿為“可用能”，“有效能”或“可用度”。系統(tǒng)由任意狀態(tài)可逆變化到死態(tài)時(shí)，能最大限度轉(zhuǎn)換為“可完全轉(zhuǎn)換能量”的那部分能量，稱之為卿。作為評(píng)價(jià)能量的統(tǒng)一尺度，卿是從“量”與“質(zhì)”相統(tǒng)一的高度進(jìn)行評(píng)價(jià)的，不僅一定程度上反映了能的“量”的大小，而且還反映了“質(zhì)”的高低。卿的性質(zhì)總結(jié)如下：1、它反映了各種形態(tài)能量的轉(zhuǎn)換能力。2、它從量與質(zhì)相結(jié)合的角度反映了能的價(jià)值，它代表了能量中量與質(zhì)相統(tǒng)一的部分。3、它具有互比性，為各種形態(tài)能的度量規(guī)定了統(tǒng)一尺度，便于互相比較。4、能量中含有的卿值越多，其動(dòng)力利用的價(jià)值越高，即其“質(zhì)”越高。因此，能的“質(zhì)量”可以用單位能量中含有卿值

2、的多少來度量。減溫減壓的過程我們按絕熱考慮，絕熱合流是一種典型不可逆過程，必將導(dǎo)致熵的增加，引起卿的損失。能源是有品味的，全球的海水溫度自15C下降到14C，那個(gè)熱量是驚人的，但無法利用，理由也很簡單，這種低品位的熱量人類無法利用，比如你不可能用這么大量的熱去發(fā)電。具體到實(shí)例，見下表，Ex的計(jì)算很簡單，Ex=(H-HO)-TO*(S-SO),H、S分別是蒸汽的比焓和比熵，HO、SO是環(huán)境狀態(tài)下水的比焓和比熵，TO是環(huán)境溫度,環(huán)境狀態(tài)可以自己定義，一般的定義是：環(huán)境狀態(tài)PO=1atm,TO=25°C，此狀態(tài)下的水參數(shù)：HO=1O4.93kJ/kg,SO=O.3672kJ/kg.

3、6;C可以得到如下數(shù)據(jù)表格：參數(shù)減溫減壓器入口減溫減壓器出口計(jì)算備注過熱蒸汽常溫水飽和蒸汽溫度T，C39025235壓力P，MPaG2.50.71.27流量W，kg/h10770012300120000質(zhì)量守恒比焓H,kJ/kg32161062898比熵S，kJ/kg.C6.98320.36716.7337可用能Ex，kJ/kg11380.694896總焓H，kW962123629657496574-(96212+362)=0總可用能Ex，kW340452.372986729867-(34045+2.37)=4180.37損失功Lw，kW4180.37可用能效率，%87.72%從表格可以看出，

4、無論是質(zhì)量平衡和熱量平衡（焓平衡），減溫減壓器入口和出口都滿足了，107.7噸過熱蒸汽加上12.3噸的常溫水，得到120噸的飽和蒸汽，熱力學(xué)第一定律即能量守恒定律滿足，質(zhì)量守恒滿足，熱力學(xué)第一定律的熱效率為100%，即假定過程沒有任何熱損失。一切都沒問題。有問題的是什么？是卿，出口和入口相比，Ex下降了4180.37kW，這部分是損失功，損失的是做功能力，如果拿去發(fā)電，每小時(shí)少發(fā)電4180.37kW，真正的能量損耗在這里。從卿和比焓的比例Ex/H也可以看出，高溫高壓的蒸汽Ex所占比例大，高溫高壓的過熱蒸汽Ex/H=35.40%,減溫減壓后的飽和蒸汽Ex/H=30.9%，所用的是常溫水Ex/H=

5、0.66%,道理很明顯，Ex較高的過熱蒸汽和很低的常溫水混合后得到了Ex居中的飽和蒸汽，類似用100C的開水和0C的冰水混合得到了50C的熱水，無論是燒開水還是制冰水，你都得耗能，一個(gè)加熱一個(gè)制冷，兩頭耗能，到頭來得到的是個(gè)中間溫度的熱水，從能量利用的角度看，把常溫水直接加熱到50C最劃算，兩頭能耗消耗了能源，而混合過程損失的是能源的品味，損失的是做功的能力。做功的能力可簡單的理解為發(fā)電，因?yàn)殡姷目捎媚苄适?00%，即Ex/W=100%，這12.3噸水一加，4180.37KW的電就沒了。1度電5毛錢，一小時(shí)損失2090元，一年7000小時(shí)下來，1460萬元。Ex/H的比值直接說明了現(xiàn)代化電廠之所以蒸汽參數(shù)越來越高的道理，電站鍋爐從亞臨界到超臨界到超超臨界，鍋爐蒸汽參數(shù)一路飆，現(xiàn)已發(fā)展到55MPa,700C上，壓力溫度越高，蒸汽做功能力越