热力系统分析与优化
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蒸汽涡轮
冷凝器
出口温度
℃
51
物质在某一状态下的火用值&火用效率&损率
EXF 9817.8 EXW1 180.78 P 4020 EXW3 97.90 EXA2 1350.56 EXW4 108.7 EXA1 0 EXQ1 746.01 EXG1 3811.9 WM 622 EXG2 1095.8 EXQ2 25.13 PT 1613 EXQ3 2.95 PQ 5 EXQ4 3.24 PEXA2 PT EXG2 EXW3 EXW4
EXF、 EXW4 EXA2 EXA1 PT EXG1 EXW1 PP EXW3 EXG2 EXQ1 EXQ2 EXQ3 WQ
I2/（EXF+PP+PQ） （EXG1+P+EXW1）/（EXF+ EXA2 + EXW4 ） EXA2/ (PT+EXA1) (PT+EXG2)/EXG1 (EXW3)/EXW1 EXW4/（PP+EXW3） I3/ (EXF+PP+PQ) I4/(EXF+PP+PQ) I5/(EXF+PP+PQ) I1/(EXF+PP+PQ)
I6/(EXF+PP+PQ) I7/(EXF+PP+PQ) I8/(EXF+PP+PQ) I9/(EXF+PP+PQ)
给水泵
、
设备参数
设备 名称 设备 名称 设备单位名称 单位 设备单位名称 单位 数值
燃 烧 室
涡 轮 机
主机功率 ω(C) ω(H) ω(O) ω(S) 燃油低位热值 燃油器出口燃油温度 燃油消耗量 扫气温度 扫气压力 进气温度 出口温度 进口烟气压力 出口烟气压力 废气的质量流量 功率
42 52 82 68 36 11.11
设备参数
缸套水 冷却泵 热交换器 功率 高温淡水 出口温度 出口烟气温度 出口烟气压力 进口水温度 出口水温度 出口水压强 功率 出口水温 出口压力 KW ℃ ℃ kPa ℃ ℃ kPa KW ℃ kPa 12 70 80 101 52 240 300 622 92 100
KW ％ ％ ％ ％ MJ/KG ℃ KG/h ℃ kPa ℃ ℃ kPa kPa KG/s KW
℃ ℃ ℃ ℃ KG/s KG/s
4020 85.7 11.3 0.01 2.98 43.2 121 800 42 350 436 279 320 104 10.83 1613
缸套 水冷 却器
低温淡水进口温度 低温淡水出口温度 高温淡水进口温度 高温淡水出口温度 低温淡水质量流量 高温淡水质量流量
120 100
80
60 40 20 0 火用效率％ 火用损率％
冷凝器
燃烧室
压气机
涡轮机
热交换器
缸套水泵
缸套水冷却器
蒸汽涡轮
给水泵
名称
柴油机系统火用效率&损率
η=P+PM/(EXF+PP+PQ)=48.68 ％ ζ=1- η=51.32％
结论
从火用分析图上可得，在柴油机内部火用损失率最 大，应优先从柴油机内部优化开始，其次废气涡轮 和热交换器火用损失率教大。
设备 名称 燃烧室 压气机
火用效率％ 71.05 83.73
火用损率％ 33.18 2.68
涡轮机 缸套水冷却器
缸套水泵 热交换器 蒸汽涡轮 冷凝器 给水泵
71.06 54.15
98 68.08 86.75 11.74 40.75
11.21 0.84
0.043 3.56 1 0.23 0.05
某一状态下火用效率&损率比例图
压气机 涡轮机 缸套水冷 却器 缸套水泵
热交换器 蒸汽涡轮 机 冷凝器
EXG2=I6+EXQ1 EXQ1=WM+I7+EXQ2 EXQ2=EXQ3+I8 EXQ3+WQ=I9+EXQ4
EXQ1 WM、EXQ2 EXQ3 EXQ4
EXQ1/EXG2 （WM+EXQ2）/EXQ1 EXQ3/EXQ2 EXQ4/（EXQ3+WQ）
船舶柴油机模型系统火用分析
船舶柴油机系统的组成
柴油机系统火用分析模型
柴油机系统火用平衡方程
系统中设备的火用分析
设备 名称 火用平衡方程 收益 火用 支出 火用 火用效率 火用 损率
燃烧室
EXF+ EXA2 + EXW4 = EXG1+P+EXW1+I2 PT+EXA1 =EXA2+I3 EXG1 =PT+EXG2+I4 EXW1= EXW3+I5 PP+EXW3=EXW4+I1