有效能分析法及其在化工中的应用

本文是在石化局能源办所组织的“企业热平衡会议”上的讲课稿。现应本刊主编约,发表出来。本文较原稿不仅经过了再整理,而且还充实了课后答疑中的一些之概念性问题。尽管如此,仍难免有不透彻、不全面、不深入的地方,愿与读者共同讨论。     

有效能分析法的应用研究进展

有效能分析法是建立在热力学第一、第二定律上的能量的"数"与"质"统一的分析方法。有效能分析法克服能量衡算法和熵分析法存在的缺陷,揭露外部有效能损失和内部不可逆因素(传热、燃烧、传质和流动等)引成的有效能损失,确定排出的物流有效能和能流有效能的可用性,以及由此造成的有效能损失,对过程和装置的热力完善程度和节能潜力进行正确分析和评价。有效能分析法的应用范围很广,从制氢工艺、发电厂、锅炉、生物质能生产、热交换器、发动机以及蒸馏过程的节能分析到环境和生态系统的评价,说明有效能分析法在节约能源、促进可持续发展过程中起着重要的作用。     

有效能分析法在隧道窑上的应用

对耐火材料隧道窑的热工测试数据进行了有效能平衡计算及分析（即Ｅｘ分析）。与传统的热平衡分析法相比，Ｅｘ分析法更为优越，它为进一步挖掘工业炉窑的节能潜力发挥了重要作用。     

有效能分析法在废热回收中的应用

用能量衡算法和有效能分析法对废热回收进行了分析，介绍了热的有效能图在废热回收中的应用。     

有效能分析法讲座(六)

2.工艺过程 一个化工工艺过程通常包括物理和化学过程。这里,以蒸发过程为例说明物理过程,以合成氨生产过程为例说明化学过程。 (1)蒸发过程 象从食盐水制取食盐这样一类蒸发过程在化工和海水淡化问题中都是相当重要的。 a.蒸发过程的最小功     

有效能分析法讲座(一)

概述 工业生产需要消耗大量的能量。提高能量利用率,合理使用能量已经成为举世目瞩的重大课题。为了突出它的重要性,人们将节约能源,作为一个直接有效的能源开发,并列为继煤、石油和天然气、水力、核能之后的“第五能源”。以合成氨生产为例,若全世界的总产量按6000万吨氮/年计(这是几年前的数据),则能量利用率从30％提高到现在的约60％     

有效能及其计算

传统热平衡的方法不便于分析节能的经济效益。近年来,通过热机循环的讨论和熵的分析引出了既反映能的质量,又反映数量的热力学函数(火用)。即以下图的热机循环图可得:     

有效能及其计算

能源是国民经济发展的物质基础。根据我国“开发和节能并重,近期要把节能放在优先地位”的能源方针,各化工企业都在开展以节能为中心的技术改造。众所周知,就能源的消费量而言,可分为有效利用及余能、损失两大类。因此,节能的措施一是提高过程的用能效率,二是充分利用过程排出的能量,即余热利用。为了对过程用能的情况进行分析和评定,就必须利用热力学分析方法,弄清该过程的理论能耗、能量损失及能量利用率等,进而找出能量损失的原因,探索过程的改进方向。     

化学有效能及其在节能中的应用

化工节能从热力学角度可归纳为两条途径:一是减少外部损失:一是减少内部损失。后者是由于过程内部的不可逆性引起的能量降级所致。有效能分析是探讨化工生产过程能量利用合理性并摸清过程内部不可逆损失的有力工具。有效能分物理和化学两类,化工过程不仅有温度、压力、相态的变化,而且有浓度和组成的变化,故根据实际情况分别计算这两种有效能,可对化工过程的节能方向和潜力提供预测和估算,对开展化工节能具有重要意义。本文着重讨论化学有效能的计算并推荐日本龟山秀雄和吉田邦夫的”元素标准有效能周期表”作为基础数据,使有效能的计算运用于整个化工各个单元操作的热力学分析。为此,本文通过若干实例说明一个设备、一个流程和一个装置的有效能分析步骤,并从分析结果指明节能的潜力和方向,为流程和设备的改进提供了依据。     

有效能及其计算方法

<正> 有效能是衡量能量品位高低的热力学参数,是在一定的环境条件下(明确为热力学基准态),理论上能够转变为功的能量。评价一个生产过程能量利用的情况,通常是根据热力学第一定律来进行,但这样的衡算仅从能量的数量而未对能量的质量进行衡算。因而,不能全面合理地评价能量的利用。如水蒸汽节流减压,减压前后的     

有效能分析法讲座(五)——第五讲 有效能及有效能分析法的应用(Ⅰ)

化石燃料(指煤、油及天然气等)的枯竭,意味着廉价能源的终结。在开发新能源的同时,各用能部门实行能源保护和节约能源,已是一项紧迫的任务。其中包括:能源价值的评价;能源转化过程(指一次能源转化为二次能源,如发电、产汽、氢能等)效率的评价;用能过程效率的评价;以及在理论上和实践上寻求、开发合理使用能源的新途径、新技术和新     

碱厂蒸发过程有效能的应用

<正> 本文针对蒸发器是工业上使用能量最大的设备之一,就其节能演变简述如下:提出热压机和热回收装置的使用提高了系统热平衡,而且改善了其他条件,如减少换热器和分离器的尺寸,改善产品质量等。三代蒸发器如下划分,第一代蒸发器指的是早于1973年能源危机以前,工业上多使用的蒸发器热效率大约每1磅蒸汽(0.454公斤)或等当量的能,可以蒸发水量为1～4单位,即热效率为4～1:1。第二代蒸发器是第一次能源危机之后引到工业中的蒸发装置,它的热效率达到6:1或更好些,极少装置效率低于4:1,机械式蒸汽再压机的引入,使第二代蒸发器热效率提高到10:1至12:1。目前是第三代蒸发     

有效能分析法讲座(四)——第四讲 有效能效率

通过有效能衡算或熵增法计算,可以求出各单元过程及整个装置的有效能损失。但是,对于过程及装置的全面分析来说,仅仅确定损失值是不够的,因为它的大小只能说明损失的绝对量,而不能反映出过程及装置的热力学完善程度,因而不能据此直接分析、比较和判断出过程及装置有效能利用的好坏,即热力学可逆性的高低,以及各单元过程对整个装置影响     

有效能分析法讲座(三)——第三讲 有效能衡算

在对一个系统或过程作出物料衡算和能量衡算,并且根据各股物流及能流的热力学性质,求出它们的单位质量(或能量)的有效能之后,可以进行该系统或过程的有效能衡算,从而确定参与系统或过程的各股物流和能流的有效能,以及系统或过程中产生的有效能损失。同时,若将结果用有效能能流图表示出来,则可以直观形象地揭示出系统或过程中有效能转化     

精馏过程有效能分析

本文运用热力学第二定律,对石油、化工、轻工生产中的精馏过程的有效能进行了分析;对其研究和设计工作中,如何采用热力学分析法发掘工艺过程中因不可逆而造成的能源浪费及能源合理利用的薄弱环节,估价采用新工艺、新技术可能产生的效益等方面进行了探讨。文中对有效能的计算进行了描述,并列举了实例。     

有效能的计算方法

<正> 在对化工生产的某一过程或设备进行物料衡算和热量衡算时,值得注意的是:建立在热力学第一定律基础上的热量衡算只能反映能量数量的利用情况,而未顾及到能量的质量,所以它并不能全面评价能量利用的好坏。例如,水蒸汽的节流膨胀,节流前后水蒸汽的焓值几乎相等。也就是说,它们的能量数量几乎相等。但由于压力的降低,使水蒸汽损失了一部份作功能力,因而它们的质量是不相同的。前者能量中可以转变为功的数量多,后者则较少,即前一种蒸汽的质量     

层次分析法及其在耐火材料中的应用

介绍了层次分析法（ＡＨＰ）的基本概念及ＡＨＰ模型的求解,同时以评价尖晶石质防堵内衬的综合性能为例,讨论了层次分析法在耐火材料中的应用。     

有效能分析法讲座(二)——第二讲 过程的不可逆性和有效能损失

前一讲着重讨论了体系经历一个可逆过程时所能做的最大有用功或所需要的最小功,即体系的有效能变化。但是一切生产实际过程都是不可逆过程,每一种不可逆因素都会造成体系有效能的损失。因而一个过程的不可逆性和有效能损失有着密切的联系。为了定量地计算一个过程的有效能损失,就必须讨论可逆过程和不可逆过程的本质差别及引起损失的各种因