節(jié)能原理試題(另附參考答案)

1、節(jié)能原理試題1. 寫出控制體物質平衡和能量平衡關系式，并簡單解釋其物理意義。=in-out (1-2)=+(hout+gzout)out-(hin+gzin)in+net (1-3)式中，=dQ/d,in=dmin/d,out=dmout /d,net=dWi/d。圖3.1 控制體的能量平衡圖這是經典熱力學以集總參數思想建立的數學模型，對大多數熱力設備都是有效的。但對工質所經歷的非平衡的實際熱力過程本身而言，屬于黑箱模型?？刂企w結構、工質粘性等因素對熱力過程的影響，或在熱力學分析的結果中體現，或以經驗數據的形式引入熱力學分析。比如，發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的熱力學分析中，對流動阻力造成的影響主要以二種形

2、式予以考察：(1)引起的額外動力消耗在發(fā)電廠的發(fā)、供電效率(或煤耗率)中以廠用電(率)的形式體現；(2)引起工質狀態(tài)的改變則常以經驗數據的形式引入熱力學分析。2. 熱力學第二定律的克勞修斯說法、開爾文說法和普朗克說法。熱力學第二定律有三種表述方法，分別由不同的科學家獨立提出。(1).克勞修斯說法(1850年)：不可能把熱從低溫物體傳至高溫物體而不引起其他變化。它指明了熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，反之的非自發(fā)過程并非不能實現，而是必須花費一定的代價。例如壓縮制冷裝置就是以花費機械能為代價，即以機械能變?yōu)闊崮苓@一自發(fā)過程作為實現熱從低溫物體轉移至高溫物體所必需的補償代價。(2).開爾文說

3、法(1851年)：不可能從單一熱源取熱使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a生其他影響。這是從熱功轉換的角度表述的熱力學第二定律，不產生其它影響是這一表述不可缺少的部分。例如：理想氣體定溫膨脹過程進行的結果，就是從單一熱源取熱并將其全部變成了功，但與此同時，氣體的壓力降低，體積增大，即氣體的狀態(tài)發(fā)生了變化，或者說“產生了其它影響”。因此，并非熱不能完全變?yōu)楣?，而是必須有其它影響為代價才能實現。(3).普朗克說法：不可能制造一個機器，在循環(huán)動作中把一重物升高而同時使一個熱庫冷卻。這三種說法本質上是等價的，它表明了能量過程進行的方向。3. 系統(tǒng)熵平衡的表達式，并解釋其物理意義。4. 控制體平衡關系式，并簡要解釋

4、其物理意義。的定義：熱力系統(tǒng)從任意狀態(tài)經可逆過程達到與環(huán)境相平衡的狀態(tài)時所完成的最大功量或稱作功能力。表達式： e=h-T0s (1-7)對于如圖1.2所示的控制體，其平衡方程為：ein+eq=eout+w+I (1-8)式中，ein工質進入系統(tǒng)的；eout工質離開系統(tǒng)的；eq輸入熱流；w輸出技術功。圖1.2 控制體平衡圖5. 熱轉化為功的能力。（1.5.2 熱轉化為功的能力）顯然，一定溫度下的熱量的最大作功能力為 (1-12)如果低溫熱源溫度取值為環(huán)境溫度T0，即T2=T0，則上式表示相對于環(huán)境溫度T0，溫度T1下的熱量Q1轉變?yōu)楣Φ哪芰?，稱為熱流或熱量。事實上，根據熵的定義：ds =q/T

5、 (1-13)對如圖1.4所示的放熱過程，其放熱量為： (1-14)因此，放熱過程的熱力學平均溫度為： (1-15)狀態(tài)點1的值：e1=h1-T0s1 狀態(tài)點2的值：e2=h2-T0s212放熱過程的作功能力變化為：e12 =e2-e1=h2- h1-T0(s2-s1)=q12-T0(s2-s1)因此，12放熱過程作功能力的變化為： (1-16)12過程為放熱過程，q12為負值，因此熱力系統(tǒng)的作功能力減少。根據作功能力的定義，從上式中可以看出，在的熱力學平均溫度下，一定換熱量q=|q12|具有的值為： (1-17)對比式(1-12)，不難理解一定溫度下的熱量q具有的作功能力(熱流)等于其經由工

6、作在熱力學平均溫度和環(huán)境溫度T0之間的卡諾循環(huán)的作功量。6. 有限溫差傳熱過程的不可逆損失。如圖1.5所示的換熱過程，熱流體放熱量等于冷流體吸熱量。即q34=-q12=q，或|q34|=|q12|=q。圖1.5 換熱過程方法一：由吸放熱過程中熱流計算。12放熱過程的作功能力： 34吸熱過程的作功能力：因此，換熱過程的損失(作功能力損失)為： (1-18)顯然，在相同換熱量的條件下，傳熱溫差越大，不可逆損失越大；換熱溫度水平越低，不可逆損失越大。換熱過程是最典型的不可逆過程，式1-18清晰地揭示了減小換熱過程不可逆損失的途徑。由熱力學平均溫度， ，可得： (1-19)方法二由狀態(tài)參數直接求取。對

7、圖1.5應用式1-8的平衡方程，這時eq=0，w=0。進入加熱器的：ein=e1+e3= h1-T0s1+h3-T0s3離開加熱器的：eout=e2+e4= h2-T0s2+ h4-T0s4因此，由平衡方程，損失(作功能力損失)為：I =ein-eout=(e1+e3)-( e2+e4)=( h1-T0s1+h3-T0s3)-( h2-T0s2+ h4-T0s4)由熱平衡關系式：h1- h2= h4- h3，得：I =(-T0s1-T0s3)-(-T0s2-T0s4) (1-20)7. 絕熱節(jié)流過程的不可逆損失。（1.6.2 絕熱節(jié)流過程的損失）絕熱節(jié)流過程的焓值不變，而節(jié)流導致工質的熵增大，

8、因此絕熱節(jié)流過程的損失為：I =e1- e2=( h1-T0s1)-( h2-T0s2)= h1- h2 T0(s1 -s2)= T0(s2 s1)=T0scr (1-21)對于理想氣體，其焓值是溫度的單值函數(dh=Cpdt)，節(jié)流過程含不變，其溫度亦不變，即理想氣體節(jié)流過程的不可逆損失可以用圖1.6表示。對于實際氣體，節(jié)流前后溫度有變化，其節(jié)流過程的不可逆損失可以用圖1.7表示。圖1.6 理想氣體節(jié)流過程的Ts圖 圖1.7 實際氣體節(jié)流過程的Ts圖值得注意的是，除了圖示中的節(jié)流冷效應之外，工質在某種狀態(tài)下還可能出現絕熱節(jié)流熱效應，請參閱熱力學教材關于焦耳-湯姆孫效應。由于工質在節(jié)流前后的焓

9、不變，即h1=h2=h，而壓力由p1下降至 p2，即我們可以計算由狀態(tài)點(h1, p1)至狀態(tài)點(h2, p2)的某可逆過程的熵變。由可逆過程能量平衡方程： (1-22)由于dh=0，上式為，根據式(1-13)，ds =q/T，則 (1-23)or (1-24)顯然，節(jié)流導致壓力降低，dp<0，因此熵產永遠是正定的；壓差越大，熵產越大；不僅如此，如果節(jié)流發(fā)生時，工質的比容越大，溫度越低，熵產越大。在火電廠中，主蒸汽溫度和壓力高，蒸汽比容相對較低，因此相對而言可以允許更大的節(jié)流壓損。而在凝汽器，尤其是空冷機組凝汽器，溫度和壓力低，蒸汽比容很大，因此應最大限度降低其流動過程的節(jié)流壓損。實際工

10、程中除了閥門、節(jié)流孔板流量計等存在節(jié)流過程之外，管道流動存在的阻力、汽輪機膨脹、壓縮機及水泵等升壓過程存在的摩阻等，都可以看成節(jié)流，利用式1-21或式1-24計算其不可逆損失。圖1.8和圖1.9分別表示汽輪機膨脹和壓縮機升壓過程的不可逆損失。 圖1.8 膨脹過程的不可逆損失 圖1.9 壓縮過程的不可逆損失8. 在ts和hs圖上畫出不可逆絕熱壓縮過程，闡述泵與風機系統(tǒng)節(jié)能設計思路。 流動阻力是工程中需要嚴格進行分析計算的，其不可逆損失實質是風機、水泵等動力提升設備所耗能量的一部分，一般是電機電量消耗，在系統(tǒng)分析中是單獨計量的，比如電廠廠用電。但是，由于出入口壓力變化必然導致熵值的變化，因此利用式

11、1-18時，計算結果中已經包括了流動阻力導致的不可逆損失。顯然，要精確定量分析熱力系統(tǒng)，就必須考慮這一問題。(P7)9. 單耗分析模型的推導過程及其對節(jié)能技術研究的指導意義。(P8、9)不論是能源轉化，還是能源利用，從熱力學第二定律的角度，上述每一種產品相對于其環(huán)境參考態(tài)，都具有值，即作功能力或可用能。這些生產中的能源利用的平衡關系可以一般性地描述為燃料=產品+耗損，即： (2-1)式中，Ef為所消耗能源的值，稱為燃料；Ep為產品；Irj為實際生產過程的各個環(huán)節(jié)的不可逆性所導致的損耗。根據式2-1，任何的不可逆損耗的后果都是等價，都是產品的減少，如果產品品質一定，即意味著產品產量的減少。不僅如

12、此，生產的環(huán)節(jié)越多，一般來講其不可逆損耗越大，產品必然越小。因此式2-1是能源利用系統(tǒng)分析、評價與優(yōu)化的基礎。根據熱力學基礎理論，任何實際熱力學過程都是不可逆的，都會產生熵產。不可逆的程度越嚴重，造成的熵產就越大。熵產與能的不可用性是直接相互聯系的，最后歸結為喪失作功的可能性。熱力學把由于不可逆現象所喪失的作功可能性，叫作過程的不可逆損失，不可逆損失與過程熵產的關系以Ir表示1。 (2-2) 式中T0為環(huán)境參考態(tài)的絕對溫度。熱力過程的不可逆性及其損失計算，是熱力學分析與計算的一個基本內容。要降低不可逆損失，就應想盡一切辦法減少熵產，應關注不可逆性發(fā)生部位的熱力學參數條件，它對降低不可逆性至關重

13、要，這是系統(tǒng)優(yōu)化設計的關鍵因素。根據式2-1，對于一定能源輸入，任何的不可逆損耗，總對應著產品產量P的減少。假定某產品量P的生產，所消耗的燃料量為Bkg。如果以ef表示燃料的比，以ep表示產品的比。則式2-1可以寫成如下的形式： (2-3)對于一定品質(ep)的產品，任何的不可逆損失的直接后果都是產品產量P的減少。故一定量的不可逆損失Iri對應一定量的燃料： (2-4) 即， (2-5)因此，式2-3可以寫成： (2-6)上式兩邊同時除以P·ef，即得任何產品生產的單耗分析模型3： (2-7)顯然， (2-8)（注：本題答案較多，建議從公式推導入手記憶。估計評分應主要看公式推導。）1

14、0. 不可逆損失及其所造成的附加燃料消耗計算式。（1）根據熱力學基礎理論，任何實際熱力學過程都是不可逆的，都會產生熵產。不可逆的程度越嚴重，造成的熵產就越大。熵產與能的不可用性是直接相互聯系的，最后歸結為喪失作功的可能性。熱力學把由于不可逆現象所喪失的作功可能性，叫作過程的不可逆損失，不可逆損失與過程熵產的關系以Ir表示1。 (2-2) 式中T0為環(huán)境參考態(tài)的絕對溫度。（2）根據燃料=產品+耗損，即： (2-1)對于一定能源輸入，任何的不可逆損耗，總對應著產品產量P的減少。假定某產品量P的生產，所消耗的燃料量為Bkg。如果以ef表示燃料的比，以ep表示產品的比。則式2-1可以寫成如下的形式：

15、(2-3)對于一定品質(ep)的產品，任何的不可逆損失的直接后果都是產品產量P的減少。故一定量的不可逆損失Iri對應一定量的燃料： (2-4)即， 11. 附加燃料單耗的計算式。12. 熵產與不可逆損失的關系。（10題答案第一部分）（1012題答案均為9題的一部分）13. 寂態(tài)與物理寂態(tài)的概念。（課本P72）如果體系本身處于平衡態(tài)并與環(huán)境具有相同的溫度、相同的壓力，切體系中的 每一種組元均處于穩(wěn)定的相態(tài)并與環(huán)境中的相應組元具有相同的化學勢，則稱體系與環(huán)境達到了“非約束性的平衡”，一旦體系與環(huán)境達到了非約束性平衡，就不再可能通過體系與環(huán)境的相互作用而取得功。與環(huán)境達到非約束性平衡時的體系狀態(tài)叫做

16、體系的“寂態(tài)”。如果體系與環(huán)境間僅僅達到了機械平衡和熱平衡，具有與環(huán)境相同的溫度與壓力，那么稱體系與環(huán)境間只達到了“約束性平衡”。與環(huán)境處于約束性平衡時的體系狀態(tài)，叫做體系的物理寂態(tài)14. 解釋你對概念的理解。現代節(jié)能原理不僅依據熱力學第一定律，而且同時依據第一、第二兩大定律，熱力學參數是第二定律分析法的產物，又是第二定律分析法的有力工具。從能量轉化來看，一類是在給定的環(huán)境下具有無限可轉化的能，即。15. 體系總及其組成。（P72-73） 一個體系的就是在給定的環(huán)境下中體系所含能量的可轉化部分，從這一概念出發(fā)可知，體系的在數值上等于從其所處狀態(tài)可逆地變到寂態(tài)時所做出的功。應用于環(huán)境的體系內能為

17、 （4.20）將體系加環(huán)境視為擴大的體系，只要愿體系未處于寂態(tài)，此擴大體系就是不平衡的，在其走向平衡的過程中，就可能有功或與之相應的效果表現出來。即 （4.21）從（4.21）減去（4.20）得： （4.22）上式導出前提為功的效果全部耗散，即上式可表示不可逆損失，在數值上應正好等于擴大體系從其原來的狀態(tài)達到平衡時所可能做出的最大功。因此 （4.23）16. 在pv圖和ts圖上表示的大小。17. 化學勢的作用。（P94-96）再設計體系化學過程或相變過程的研究時，偏摩自由焓具有特殊的重要性，我們用 代表它，稱其為化學勢： （5.20）化學勢 在數值上表示由于化學變化使某組元減少單位摩爾時所應做

18、的最大化學功。化學勢也是物質轉移即物質傳遞的一種推動力（圖5.1 對化學勢物理意義的解釋）18. 溶液與理想溶液中某組元的化學勢的計算式，并解釋作用。19. 活度的定義及其作用。在多元體系中，某組元j的偏逸度與該組元在其參考態(tài)下的(偏)逸度的壁紙，叫該組元的活度，以aj表示。即 （5.28）（作用）20. 燃料的比和電量化燃料的比計算式。(P11)根據熱力學基礎理論，當燃料處于溫度為298.15K、壓強101.325kPa的環(huán)境下，單位質量的燃料化學 (即燃料的比)可以近似地表示為1： (2-13)式中，為燃料的高位熱值；角標i表示基準反應的各種生成物和除燃料之外的反應物；求和符下的pr代表燃

19、料燃燒生成物；p0j為各生成物在環(huán)境大氣中的分壓力；為以1摩爾燃料為基礎的化學計量系數；T0，p0分別為環(huán)境參考態(tài)的大氣溫度和壓力；為標準反應熵，用下式計算： (2-14)其中為環(huán)境參考態(tài)之下各反應物和生成物的絕對熵。21. 電和熱的比及其理論最低燃料單耗。(P12)(2.3.1 電的比及其理論最低燃料單耗)電在熱力學分析中被視為100%的，即電的比為： kW·h/(kW·h) (2-18)因此，根據式2-17，針對確定的燃料(如標準煤)，電力生產的理論最低燃料單耗為：=0.123 kgce/(kW·h) (2-19)(2.3.2 熱的比及其理論最低燃料單耗)對于

20、一定的熱量，如果其熱力學平均溫度為，在熱力學分析中，其比為卡諾循環(huán)的效率，即在理想可逆循環(huán)條件下，熱量所能轉化為的量，即： kW·h/(kW·hh) (2-20) 或，kW·h/GJ (2-20a)式中，為環(huán)境溫度。因此根據式2-17，供熱的理論最低燃料單耗為： kg/GJ (2-21)22. 鍋爐第二定律效率的推導，并給予解釋。（4.1.4 鍋爐的第二定律效率）假設鍋爐生產一定熱產品Qb的實際燃料單耗為bh，則由式2-10可推導出鍋爐的第二定律效率為： (4-6) 式中， % (4-7) 即為鍋爐熱效率，34.1kg/GJ為熱效率100%時的燃料單耗。顯然，熱能

21、生產的第二定律效率不僅取決于熱效率，還取決于熱能產品的品位。23. 分析基于第一定律的折標準煤系數存在的問題，解釋基于第二定律的折標煤系數。（P14-15）基于第一定律，能源利用的熱效率定義為： (2-26) 式中為有效能。對于熱能和電能生產，我們可以依據式2-26計算其熱效率。但是，由于熱、電之間以及不同品位的熱能之間存在實質性的品質差，因此式2-26計算的熱效率之間不具有可比性，如鍋爐熱效率與發(fā)電效率之間就不可比。不僅如此，更關鍵的是對于絕大多數高耗能產品無法用式2-26計算熱效率。也就是說，在第一定律統(tǒng)計和折算框架下，我們不能科學定義能源利用的效率。由于廣泛采用這種基于熱力學第一定律的能

22、源折算方法，以至于絕大多數文獻都不提供燃料的高位熱值可以說，以低位熱值作為能源的折算標準，無形之中放松了對其能源利用的要求，這對于節(jié)能減排的大局也是不利的。如同熱力學第一定律構架下一樣，以熱力學第二定律為基礎考慮的折標煤方案，必須有一個相應的折算基礎。以燃料的等價，也就是燃料的理論最大作功能力等價來考慮是符合要求的。即： (2-27)因此基于燃料，燃料k的折算為燃料l的等價折算系數為： (2-28)式中，l燃料的比，k燃料的比?？梢杂檬?-13和式2-15計算。同理，假定l燃料為標準煤，則k燃料的折標煤系數為。按標準煤不含水分考慮，由式2-15，=，于是有第二定律和第一定律折標煤系數的關系：

23、(2-29)24. 節(jié)能減排決策分析的三個層次。（P18）能源經濟活動與時間序列有直接的關系，從可持續(xù)發(fā)展角度，為切實完成節(jié)能減排的約束性指標、有效優(yōu)化能源利用結構，必須考慮下列與時間序列有關的三層決策要素:一是新建耗能項目的市場準入標準;二是現有耗能設備或生產工藝在規(guī)定考核時期內的節(jié)能減排特性及其潛力;三是老、舊、低效技術設備的關停和淘汰標準。25. 能源利用的評價原則。（P19-20）一次能源輸運要消耗一定的能量，在研究一次能源遠距離輸運合理性的時候是應給予充分考慮的。但若將其計入實際能源利用系統(tǒng)的分析，則不僅使問題復雜化，也不公平。而在“標準煤”的概念下，一次能源開采、輸運過程及燃料自身

24、的某些差異所產生的問題就消除了?；跇藴拭?，能源利用的熱力學分析之資源口徑就得到了統(tǒng)一。用能目的多種多樣，為更好地進行能源利用的評價，需根據第二定律對用能目的進行產品界定。能源利用的分析與評價必須建立在產品等價的原則基礎上。綜上，終端產品生產的二次能源消耗可以用(當量)性能系數或(當量)電耗率指標評價。這里統(tǒng)一地用下式表示： (3-1) 或， (3-2)式中，為供熱(冷)量kW；為產品產量kg/h, m3/h, kgkm, etc.；為生產和的(當量)電耗量kW；為輸配電功kW；為(當量)性能系數-；單位產量的(當量)電耗。直燃型的產品燃料單耗可直接計算，電驅動設備所耗的是基準電()，熱電聯產

25、按當量電耗與流程泵功之和(+)計算供熱煤耗，因此產品燃料單耗為：(3-3) 或， (3-4)顯然，將二次能源基于電量的等價化處理是分析終端能源利用的關鍵，也是能源利用分析與評價的一個重要原則。26. 熱電聯產總能系統(tǒng)節(jié)能條件及意義。（P24-25）熱電聯產機組供熱的一般化產品燃料單耗可以按供熱當量電耗折算： (3-13)現采用式3-13所示的基于電量等價的分攤方法。事實上，只要確定了能源利用的評價基準，煤耗分攤方法就略顯次要。比如，假定某一分攤方法得到的供熱和供電燃料單耗分別為和，則熱電聯產總能系統(tǒng)煤耗量可以表示為： gce/h (3-21)假定供熱機組供電量由標準電()替代，供熱量Qh的煤耗

26、用供熱燃料單耗平均值計算，則替代總能系統(tǒng)的總煤耗量可以表示為： gce/h (3-22)式中：為同一供熱產品燃料單耗的平均值，kgce/GJ；為基準電的燃料單耗，g標煤/(kW·h)。與替代總能系統(tǒng)比較，聯產系統(tǒng)節(jié)煤量為： gce/h (3-23)令B=0，則供熱機組的臨界熱電比為： (3-24)得到熱電聯產總能系統(tǒng)的節(jié)能條件： (3-25)式3-23-式3-25既適用于特定工況評價，也適用于年度、季度、月度等周期考核。從推導過程發(fā)現，總能系統(tǒng)是否節(jié)能與分攤方法無關，而僅取決于能源利用的評價基準()和供熱燃料單耗的平均值，其他涉及發(fā)電的多聯產系統(tǒng)應參照此方法處理。若評價基準水平提高，

27、即降低，熱電聯產機組的臨界熱電比隨之提高，這說明電力技術的發(fā)展要求供熱機組的熱力性能同步提高，否則難以滿足節(jié)能條件。27. 評價基準的特性與選擇?；鶞孰姷娜剂蠁魏脑谠u價能源利用起到基準作用。盡管電網機組型式很多，性能相差很大；電網負荷變化很大，機組供電燃料單耗隨負荷的變化而變化。但從確定基準的角度，我們可以選擇某特定機組額定工況下的供電燃料單耗為評價基準，完全可以忽略作為基準的物理量本身也在變化的問題。基準的相對性不妨礙基準的科學性。基準的相對性從另一個側面說明“”不適合作為評價基準，因為100%純度的黃金與“0”耗損都是無法實現的，不具有相對性?；鶞实陌l(fā)展性是技術進步的客觀要求。需要強調的是

28、，基準的發(fā)展性不意味著任意改變，應保持相對的穩(wěn)定性。更重要的是，作為科學基準的東西應以達成廣泛社會共識為前提，這完全可通過協(xié)商等方式解決?；鶞实膮^(qū)域性是指不同國家與地區(qū)、同一個國家的不同地區(qū)，其經濟、技術發(fā)展是不平衡的，人口、資源條件也不盡相同，不能一概而論。因此，基準的相對性、發(fā)展性與區(qū)域性的特點說明，能源利用的評價應遵循實事求是原則、與時俱進原則和因地制宜原則。事實上，電氣化已經成為是現代化的一個標志，單位電量的國民生產總值評價國家經濟發(fā)展水平的重要指標，人均電量消耗也反映了不同地區(qū)民眾生活水平。因此，電量已經成為人類社會的一個重要評價基準。建立統(tǒng)一化的能源利用評價基準，也是建立能源利用環(huán)

29、境影響的績效性評價指標的關鍵，對于開展全局性污染總量控制機制研究將有非常重要的促進作用。28. 供熱系統(tǒng)的傳遞特性及分析。(P23)熱網(含冷熱水、蒸汽及冷熱空氣等)的散熱損失必然會減少終端產品的產量，所消耗的電量更是直接的能量消耗，因此根據式3-14，考慮熱網網損的聯產型終端產品生產的二次能源消耗可以用當量性能系數或當量電耗率指標評價： (3-17) 或 (3-18)式中：為熱用戶得到的熱量或冷量，kW； 為輸運電量之和，kW；為當量性能系數；為單位產品產量的當量電耗率?？紤]熱網網損的聯產型終端產品的燃料單耗為： (3-19) 或 (3-20) 式3-17式3-20與式3-1式3-4是一樣的

30、。得到終端產品的燃料單耗，就可得到與式3-7類似的熱網網損計算公式。由于市政供熱系統(tǒng)規(guī)模越來越大，供熱范圍越大，其散熱損失越大，用戶得到的熱量越少，而消耗的電量越多，這意味著達到用戶終端的產品燃料單耗越來越高，需引起重視。參考電網網損計算，這部分能耗應算作市政供熱系統(tǒng)本身的能耗。29. 鍋爐不可逆損失分布特性。圖4.10 鍋爐各換熱設備的傳遞特性根據熱力學第二定律，鍋爐中不可逆熱力學過程歸納為如下三種：(1).理論燃燒過程；(2).理論燃燒與燃料實際燃燒放熱；(3).燃料實際燃燒放熱與工質吸熱。鍋爐內可以分為三個溫度：理論燃燒溫度、煙氣平均放熱溫度、工質平均吸熱溫度。而對于鍋爐內的每個受熱面也

31、相應地存在著這三個溫度，而燃料燃燒以及鍋爐內的傳熱過程，構成了鍋爐內部損失中最大的兩個部分。30. 試闡述單耗分析與電廠鍋爐、汽輪機系統(tǒng)參數匹配。(P34)根據單耗分析理論，鍋爐系統(tǒng)和汽輪機系統(tǒng)第二定律效率分別可以表示為： (4-23) (4-24)對于再熱機組鍋爐，其熱能產品分為基本循環(huán)吸熱量和再熱吸熱量兩個部分，因此其綜合吸熱平均溫度可用下式計算： K (4-25)式中，分別為給水吸熱量和再熱吸熱量；，分別為給水和再熱氣流吸熱的熵增加；，分別為鍋爐出口蒸汽焓和給水焓；為再熱蒸汽份額；，分別為再熱前后蒸汽焓；，分別為鍋爐出口蒸汽熵和給水熵；，分別為再熱前后蒸汽熵。31. 基于單耗分析理論，分

32、析鍋爐主要換熱設備的作用。在鍋爐內由于存在著溫度差，故導致不可逆損失，圖2-15給出了各換熱設備的傳遞特性。從燃料到理論燃燒溫度下燃燒產物的值到煙氣實際放熱溫度下的熱流最后到工質吸熱得到的熱流。圖4.12為鍋爐各換熱設備附加單耗及構成。根據工質進出鍋爐的熱力參數計算，其最低理論單耗為19.63kg/GJ；圖中各附加單耗之和為16.649 kg/GJ，即鍋爐的實際燃料單耗為36.279kg/GJ，與鍋爐94% (=34.1/36.279)的熱效率相對應。圖4.12清晰地顯示水冷壁的附加燃料單耗最高，與其巨大的傳熱溫差以及傳熱量相一致。圖4.12為鍋爐各換熱設備附加單耗及構成。根據工質進出鍋爐的熱力參數計算，其最低理論單耗為19.63kg/GJ；圖中各附加單耗之和為16.649 kg/GJ