热分析仪器中忘了通冷凝水回收器会坏么?

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热经济学分析方法及其在冷凝水回收系统中的应用
第25卷第1期2005年2月中国动力工程学报CHINESEV01.25No.1JOURNALOFPOWERENGINEERINGFeb.2005文章编号:1000.6761(2005)01.0121.04热经济学分析方法及其在冷凝水回收系统中的应用赵衍海,罗永浩,陆方,闫玉林(上海交通大学热能工程系,200240)摘要:对热经济学分析方法进行了系统介绍,引入了炯成本差和炯经济系数作为系统热经济性的评价标准,并以冷凝水回收系统为例,对其进行了热经济性分析,得出了其各个子系统的成本差和经济系数,指明了系统中的用能薄弱环节及其主要原因,同时得出了在年运行时间不同的情况下,系统产品的总成本差随年运行时间变化的规律。图4表2参7关键词:动力机械工程;炯成本差;炯经济系数;热经济性分析;冷凝水回收系统中图分类号:TKll文献标识码:AAThermo―EconomicAnalysisMethodandItsApplicationtoASealedCondensateZHAOYan-hai,LUOWaterRecoverySystem掰ⅣYu-linYong-hao,LU心昭,(ShanghmJiaotongUniversity,Shanghai200240,China)Abstract:Athermo-economicanalysismethodissystematicallybeingpresentedwithExergy-Cost―Difference(ECD)andexergo-economicfactorasthecriterionforevaluatingthesystem’Sthermo―economicefficiency.ASealedCondensateasWaterRecoverySystem(SCWR)istakenananalysisexampleandtheECDandtheexergo―economicfactorsofallitscauses,aresub―systemscalculated.Components,inefficientinenergyutilizationandrelevantmainThefunctionalrelationshipbetweenthesystem’stotaloperatingcostpointedouttimeisaswell.anditsannualoperationobtainedsimultaneously.Figs4,tables2andrefs7.Keywords:powerandmechanicalengineering;exergycostdifferential;exergo-economicfactor;thermoeconomicanalysis;condensatewaterrecoverysystem1概述热经济学是将热力学分析与经济学分析有机结合而形成的一门交叉学科,它以热力学第二定律为基础,并引入了系统工程、优化理论、决策理论等基本思想,在解决复杂能量系统的分析、优化、综合方面具有特殊的优越性…。由于热经济学分析方法能够科学地揭示能量系统中各个环节的不可逆损失,同时可以对系统中各条炯流进行定价,因此热经济学分析方法的一大功能就是可以确定能量系统中的“用能薄弱环节”,对节能工作的开展有着重要的指导意义。2热经济学分析方法的原理收稿日期:2004―05―16作者简介:赵衍海(1980一),男,上海交通大学热能工程研究所硕士研究生。2.1热经济学分析方法的特点热经济学的分析方法结合了热力学分析方法和万方数据 中国动力经济学分析方法的特点,它与以往热力学分析方法的不同之处主要在于:使用热力学方法对能量系统进行分析,往往是以热力学指标(例如能效率或者效率)来评判系统的优劣;而热经济学分析方法在考虑了系统热力学性能的同时,还考虑了系统的经济因素,其原因是任何实际的生产过程都是与经济效益相挂钩的,如果单一地追求热力学指标,就有可能使设备的初投资和运行费用大大增加,造成“得不偿失”的局面。因此,从实际生产的角度出发,必须综合考虑设备的热力学特性和经济特性。热经济学通过采用对系统中炯流价格化的方法,实现了热力学和经济学的结合,同时又引入成本差和炯经济因子的概念,从而为热经济性分析提供了有力的工具。2.2炯单价的计算方法如何对炯流定价是热经济学分析方法研究的主要内容。对于一个复杂的能量系统,热经济性分析的基本思想是将其划分成若干子系统,它们之间由炯流相连,通过对每个子系统的炯分析,可以列出各自的炯经济平衡方程,辅以必要的补充方程后,在每个子系统的边界上给炯流定价,这样的好处是有利于使用系统分析的黑箱法旧一。下面取一个最简单的能量系统来进行说明。翌匪扭匪扛图1子系统之间炯流和价格的传递Fig1Transmissionofexerygyflowandpriceamongsub―systems图1是一个只包含了2个子系统的能量系统,输入炯流E,首先从子系统A流入,A的输出炯流E,通过子系统B后转变为产品流炯E。。图中,ci、c,和c,分别为E。、E,和E,的炯单价,C。和c柚分别为子系统A和B的非能量费用。根据热经济学中“产品成本=能量成本+非能量成本”的定义,对子系统A、B可以分别列出如下关系式:Epc。=E,cs+C柚(1)E,cs=E。c。+C。(2)需要说明的是,由于计算非能量费用时需要加上一个时间限制,目前通常是以“年”来计算,因此E。、E,和E。的数值,也必须是子系统每年输入或者输出的炯量,这种方法称为成本的年度化。结合式(1)和式(2),可以得出:Epc。=E。c。+C。+C。6(3)万 方数据工程学报第25卷在求解c,和c。时,首先在炯分析的基础上确定E。和E。作为已知条件。对于输入炯流的单价c。,往往来自于市场价格,C。。和c柚可以通过经济学计算方法得到,从而可以求得ci和c。的价格为:。,:坐些c,=――――;――一(4)~鲁,巳l。,2――百_E。。f+C。+C曲,f、∞’2.3成本差和炯经济系数计算了各股炯流的炯单价之后,就实现了热力学与经济学的结合。为了查找系统中用能的薄弱环节,指明系统的改进方向,热经济学引入了成本差和炯经济因子的概念,从而实现了对能量系统用能情况的定量分析。下面针对某个单独的子系统来说明成本差和炯经济系数的计算方法,图2所示的某子系统K共有m股输入和输出炯流,图中Eii和E。,分别代表第,股输入和输出炯流的炯流量,ci和c。分别代表它们的炯单价,C以代表此系统的非能量费用,则关于子系统K成本差△c。的定义式为:△c^=c。.☆一c。.^(6)其中,cm和c“分别为输入和输出炯流的平均价格,可用(7)式和(8)式计算:瓦=∑c。E。/∑E。(7)J=1J=1mmi=∑c。E。/∑E。(8)J=lJ=1Cfl,E,ICel,EPlC12,Ei2ct,Enctm,Ej*cm,Eem图2于糸玩K不恿图Fig2Schemaofsub―systemK可见,成本差越大,说明炯流在该子系统中进行传递和转换所附出的代价就越大。因此,利用成本差可以对各个子系统热经济性的优劣程度进行定量的分析,成本差越高则该子系统的热经济性越差,对于整个系统而言,成本差较高的子系统,往往也是优先考虑改进的部分。如前所述,系统输出的炯流(产品)成本是系统的输入炯流成本和非能量成本之和,因此,成本差过大往往是由两方面原因造成的:①系统炯效率太低,导致炯损过大,使得成本上升;②系统的炯效率并不低,但系统所需的非能量成本过大,同样可以导致成第1期赵衍海,等:热经济学分析方法及其在冷凝水回收系统中的应用∑毛?△c。E=[E1?.E。],c=[三],c。=(;二]∑o“ciEd+C。;=0(11)万 方数据所以可以得出以下关系AxE×C=一C。(12)上式包含了n个独立的方程式,但由于系统具有的炯流数目m往往大于子系统数目凡,因此方程组不封闭。为了求解单价向量C,还必须添加(m一凡)个补充方程,这些方程一部分由边界条件所确定,如市场上的电价、煤价等,另一部分则由子系统的成本分摊方程来完成,当某个子系统输出的产品炯流不止一个时,就需要建立成本分摊方程,进行成本分摊的方法较多¨j],常见的方法是:对于子系统中所有的产品炯流而言,其炯单价相等;而对于任何非产品性的炯流,其炯单价等于输入炯流的炯单价。3热经济学分析方法在冷凝水回收系统中的应用下面以密闭式冷凝水回收系统为例,介绍一下热经济学分析方法的应用。图3是一种较为常见的密闭式冷凝水回收系统‘61。由于整个系统较为复杂,在进行热经济性分析时,首先将其划分为①疏水阀、②集水罐前管路、③集水罐、④冷凝水回收装置、⑤泵后管路以及⑥减温减压阀和⑦阀后管路共7个子系统"o,这时系统中共有10股炯流(其中⑨为冷凝水回收装置中输入的电能),根据事件矩阵的建立方法,可以建立一个7行10列的事件矩阵A,矩阵各行分别代表子系统1~7,各列分别代表炯流i及炯流1~9,其表达式如下:图3冷凝水回收装置系统示意图Fig3Schematicofthecondensaterecoverysystem,4=l一1OO0000O01―1000O0000l一100一lO0O001一l0OOO00001―100OO00000l一1O00000001―1中国动力通过测量系统各股能流的压力、温度和流量,可以得出各股炯流量,作为求解炯单价的已知条件。同时,还需对系统各个子系统的非能量费用进行计算,这主要包括初投资费用和操作费用,可以通过经济学的方法来计算,计算结果列于表1中:在求得各股炯流流量以及子系统的非能量费用之后,由式(12)即可列出包含7个方程的方程组,包括ci和c,一c,共10个参数,其中ci与c。为边界条件,c。由市场价格决定,c。则与锅炉和用汽设备的炯效率以及燃料种类有关。为了求鼹剩余的c,~c。,还需要增加一个成本分摊方程,因为集水罐输出的冷凝水和闪蒸蒸汽均为产品炯流,因此根据成本分摊原则,即有:C3=c6(13)这样,方程组实现了封闭,可以对各股炯流的炯单价进行求解。若c。=0.852元/MJ,电价为0.55元/kWh,环境温度为20。C,系统的年运行时间为6000h,计算所得的各股炯流的炯流量和炯单价列于表2中。表1各子系统的非能量费用Table1Non-exergyexpeuseofvariOIlSsubs;ystem子系统非能量费用(元,年)疏水阀一集水罐前管路舢集水罐㈣冷凝水回收装置一泵后管路撇减温减压阀伽阀后管路猢表2系统中各股焖流流量及炯单价Table2Exergeticfluxandunitexergycostofthesystem’Svariousexergyflows进而可以求出各个子系统的进出口的炯流成本万 方数据工程学报第25卷差和炯经济因子,其计算结果列于表3中。可见,各子系统中集水罐和泵后管路的成本差较大,并且它们的炯经济因子.厂都小于0.3,说明泵后管路和集水罐热经济性较差,原因主要是由于炯损较大,从而在对这套系统进行改进时,应该设法减小这两个设备的炯损。另外需要指出的是,系统的年运行时间也对系统的热经济性有着较大的影响,h的情况下,冷凝水回收系统的进出口炯成本差,得出了其随年运行时间变化的曲线,如图4所示。表3各子系统的成本差和炯经济因子Table3TheexergycostdifferenceandExergoeco.nonficfactorsofvarioussubsystemo.210=穗.200删幡援.190霸?130?中国动力工程学报第25卷粉在很小的区域快速升温燃烧,减弱了三次风风温比原有二次风风温低的影响。总的来说,三次风下移是一个可行的低NO。燃烧措施。[4][3][J].中国电力,(12):59~62,1998.贺学志,王春昌.低NO,燃烧器的煤质适应性研究[J],热力发电,2003(8):12~15.车刚,郝卫东,郭玉泉.w型火焰锅炉及其应用现状[J],电站系统工程,2004,20(1):38~40.[5]周新雅.大型燃煤电站锅炉低氮燃烧技术分析及应用策略[J],华东电力,2003(10):6~12.[6]徐华东,罗永浩,王恩禄.再燃烧技术及其在我国的应用前景[J].动力工程,2001,21(4):1320。1324.[7]凌荣华,文军,齐春松.燃料分级燃烧技术的研究现况和应用前景[J].热力发电,2003(8):6―8.[8]冯俊凯,沈幼庭,杨瑞昌主编,锅炉原理及计算[M].北京:科学出版社,2003.3结论NO。是我国大气污染中主要的一种污染物,已对人民的身体健康和生态环境造成严重的危害。我国的NO,污染主要来源于燃煤电站锅炉,国家已经颁布了相应的标准进行排放的限制。[12][10][9]毕玉森.我国电站锅炉低NO。燃烧器的应用状况及运行实绩[J].热力发电,1998(1):4~11.王纪宏.百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器在燃贫煤300MW机组的应用[J].热能动力工程,2002,17(102):632―63.曾瑞良,徐秀清.富集型煤粉直流燃烧器的稳燃原理及应用[J].中国电力,1999,32(3):29.31.张海,徐秀清,曾瑞良,等.富集型燃烧器及多重富集型燃烧器研究[J].锅炉技术,2004,35(3):23~26.次风的使用和炉内布置不利于NO,排放的控制,需要加以改造。参考文献:[1]毛健雄,毛健全,赵树民.煤的清洁燃烧[M].北京:科学出版社,1998.[2]毕玉森.电站锅炉NO,排放现状、预测及技术政策[13]徐秀清,曾瑞良.直流煤粉燃烧器的火焰稳定问题[J].中国电力,1997,30(10):3~5.[14]何季民.三菱电站锅炉煤粉燃烧技术新进展[J].江西电力,1996,20(2):37~42.(上接第124页)因加以判断,因此热经济学分析方法对于节能工作有着非常重要的指导意义。②在[2]项新耀.工程炯分析方法[M].北京:石油工业出版社,1990.[3]李芳芹,等.炯经济系数在方案决策中的运用[J].电站系统工程,2000,(9):275~277竺琶要!路由于热醋陛较差,因而是改进工作的¨1翼:麓箸搿本分(10)析中:29-补3充方1.程的厶理构重点所征。[5]Delcamp。ERB,August0s,cerqueiraADG,eta1.③系统的年运行时间越长,则系统的热经济性越好;当系统年运行时间低于某个数值时,系统的热经济性受年运行时间影响较大。参考文献:[1]王家璇,张恒良.动力工程热经济学[M].北京:水利电力出版社.1995n。Ⅱn。。。。。omi。analysis。f。cubanEnergYConversNOV―DEC1998.sugarcane。ill[J].Manage39(16~18):1773~1780,№1纛动雾墨?慧置≥了裂警统的运用n卜热[7]彭琦.蒸汽冷凝水回收系统热经济性研究[D].浙江大学硕士学位论文,2002.万方数据 
热经济学分析方法及其在冷凝水回收系统中的应用作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:赵衍海, 罗永浩, 陆方, 闫玉林上海交通大学,热能工程系,200240动力工程CHINESE JOURNAL OF POWER ENGINEERING)5次
参考文献(7条)1.彭启珍 热经济学成本分析中补充方程的合理构造[期刊论文]-热力发电 2003(10)2.彭琦 蒸汽冷凝水回收系统热经济性研究[学位论文] 20023.夏李 密闭式高温冷凝水回收系统的运用[期刊论文]-热能动力工程 2000(03)4.Del Campo ERB;Augusto S;Cerqueira ADG Thermoeconomic analysis of a cuban sugar cane mill[外文期刊])5.李芳芹 (火用)经济系数在方案决策中的运用[期刊论文]-电站系统工程 2000(09)6.项新耀 工程(火用)分析方法 19907.王家璇;张恒良 动力工程热经济学 1995
引证文献(5条)1.燃气机热泵冷热电三联供系统热经济学分析[期刊论文]-热能动力工程 2009(5)2.刘金松.王瑾.陈军 空调冰蓄冷系统热经济学性能分析[期刊论文]-制冷与空调(四川) 2008(4)3.郝艳红.王灵梅.邱丽霞 生活垃圾焚烧发电系统的热经济学评价[期刊论文]-热力发电 2007(6)4.于淑梅.张文宝 电厂热力系统分析方法的研究现状及发展趋势[期刊论文]-节能技术 2006(6)5.多联产能源系统的热经济学分析[期刊论文]-煤炭转化 2005(4)
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var sogou_ad_width=690;既可以吸收充分,又可以防止倒吸.(2)制备操作中,加入的浓硫酸事先必须进行稀释,其目的是ab.(填字母)a.减少副产物烯和醚的生成&&&&b.减少Br2的生成&&&c.水是反应的催化剂(3)写出此实验制1-溴丁烷的总化学方程式加热CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2OCH3CH2CH2CH2OH+NaBr+H2SO4CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O(4)有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“-CH2CH2CH2CH3”,来确定副产物中是否存在丁醚(CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3).请评价该同学设计的鉴定方案是否合理?为什么?答:不合理,产物1-溴丁烷也含有-CH2CH2CH2CH3.(5)为了进一步提纯1-溴丁烷,该小组同学查得相关有机物的有关数据如下表:
-6.5则用B装置完成此提纯实验时,实验中要迅速升高温度至101.6℃收集所得馏分.
科目:高中化学
以海水为原料获取金属镁,其中重要的一步是获得无水MgCl2,然后通过电解法制得金属镁.请回答下列问题:(1)使氯化镁晶体失去结晶水的方法是在HCl氛围中加热,选择电解MgCl2制金属镁而不选用MgO的主要理由是MgO熔点比MgCl2高,熔化时能耗高.(2)某兴趣小组同学取用80.00g的MgCl2溶液(含镁元素质量分数为15.00%),将其小心蒸干得49.25g固体(其成分表示为Mgx(OH)yClz?nH2O),为研究其组成进行了如下两实验:实验一:将所得固体全部溶于100mL&&1.50mol/L的盐酸中,再加水稀释至500mL,测溶液的pH为1;实验二:取实验一稀释后的溶液50mL向其中加入足量的AgNO3溶液得沉淀12.915g.①你认为上述两实验是否有必要都做?没有必要理由是因为Mg2+的量已知,只要OH-、Cl-确定一个,另一个利用电荷守恒就可确定;②所得固体中Cl-的物质的量为0.9mol;③试通过计算确定固体的化学式.
科目:高中化学
来源:学年山东省济宁市鱼台二中高二3月月考化学试卷
题型:实验题
15分)某兴趣小组同学设计了如下装置(其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出),用加热苯甲酸、浓H2SO4和乙醇混合物的方法来制备苯甲酸乙酯,并检验反应的部分副产物。且苯甲酸乙酯的沸点为213℃,乙醚的沸点为34.6℃。⑴关闭活塞a、接通竖直冷凝管的冷凝水,给A加热30分钟,制备。仪器E的作用是&&&&&&&&&&&&。⑵上述反应的副产物可能有:乙醚(CH3CH2-O-CH2CH3)、乙烯、SO2、水等。①打开活塞a,在竖直冷凝管上方塞上塞子,通过B、C、D装置检验SO2和乙烯。已知C中盛放的试剂是NaOH溶液,B、D中应盛放的试剂依次分别是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。②有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“-CH2CH3”,来确定副产物中存在乙醚。请你对该同学的观点进行评价:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。⑶通过下列实验方案,可以提纯苯甲酸乙酯。①为除去产品中杂质,先将三口烧瓶中残液倒入盛有冷水的烧杯中,并加入&&&&&&&&&。②用分液法可分离上述有机层和水层,分液完成后,取出有机层的操作是&&&&&&&&&&&&&&&。③向锥形瓶中加入适量豆粒大小的无水氯化钙干燥剂,至醚层澄清透明;过滤得醚层,然后将醚层加入到干燥的蒸馏烧瓶中蒸馏,蒸馏过程中控制的温度为&&&&&&&&。
科目:高中化学
15分)某兴趣小组同学设计了如下装置(其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出),用加热苯甲酸、浓H2SO4和乙醇混合物的方法来制备苯甲酸乙酯,并检验反应的部分副产物。且苯甲酸乙酯的沸点为213℃,乙醚的沸点为34.6℃。⑴关闭活塞a、接通竖直冷凝管的冷凝水,给A加热30分钟,制备。仪器E的作用是&&&&&&&&&&&&。⑵上述反应的副产物可能有:乙醚(CH3CH2-O-CH2CH3)、乙烯、SO2、水等。①打开活塞a,在竖直冷凝管上方塞上塞子,通过B、C、D装置检验SO2和乙烯。已知C中盛放的试剂是NaOH溶液,B、D中应盛放的试剂依次分别是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。②有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“-CH2CH3”, 来确定副产物中存在乙醚。请你对该同学的观点进行评价:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。⑶通过下列实验方案,可以提纯苯甲酸乙酯。①为除去产品中杂质,先将三口烧瓶中残液倒入盛有冷水的烧杯中,并加入&&&&&&&&& 。②用分液法可分离上述有机层和水层,分液完成后,取出有机层的操作是&&&&&&&&&&&&&&&。③向锥形瓶中加入适量豆粒大小的无水氯化钙干燥剂,至醚层澄清透明;过滤得醚层,然后将醚层加入到干燥的蒸馏烧瓶中蒸馏,蒸馏过程中控制的温度为&&&&&&&& 。&
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