电厂锅炉的热力学分析

论文摘要

本文运用熵的理论对锅炉运行过程进行了分析,熵的概念出自物理学,但是随着科学技术的飞速发展,它的定义及应用已经超出了物理学的范畴。熵的性质,功能和作用,以及在其他学科的应用为讨论工业生产问题提供了理论的支撑。众所周知,能源问题已是当今世界瞩目的重要课题,能源的短缺促使人们的节能意识迅速提高,除了认真研究和大力开发各种新的能源资料外,还把合理用能即节能工作放在了重要的地位,而做好耗能设备的节能工作显然是非常重要的。电站锅炉是火力发电厂的主要耗能设备,因此,对电站锅炉进行节能分析,具有十分重要的意义。目前,热平衡方法被广泛应用于电站锅炉,但它只能从能量的数量方面分析能量的利用情况,熵分析法可以从能量的量和质两个方面分析能量的利用情况。与热平衡分析方法相比较,熵分析方法不但能反映电站锅炉的外部损失如排烟、散热等损失,而且能揭示能量转换利用过程的内部损失,即不可逆过程损失。此外,熵分析法还可以较为完善的分析电站锅炉中各受热面的能量利用情况。因此,采用熵分析方法可以更完善、更具体的衡量电站锅炉的热力学完善程度,准确的揭示系统中损失最大的环节或过程,为节约能源提供目标及对策。本文运用热力学的相关理论,将具体工业生产系统(电站锅炉)作为对象,以工业生产产生的熵增为研究手段,揭示工业生产的能量利用情况,并对各种情况进行了比较,以熵增最少为目的,即提高能量的利用率,减少浪费和污染。并将工业生产系统与自然生态系统作为一个统一体系进行研究,以熵作为研究工业生产对环境产生的综合影响的评价指标和手段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究综述
• 1.2.1 熵的应用
• 1.2.2 熵在工业生产过程中应用的研究现状
• 1.2.3 熵与环境问题的研究现状
• 1.3 本论文研究的内容和步骤
• 第二章 传热与流体流动过程中熵分析
• 2.1 换热管的熵分析
• 2.1.1 管内流动熵产分析
• 2.1.2 管外流动的熵产分析
• 2.1.3 熵产比较分析
• 2.2 换热器的熵增
• 第三章 锅炉运行过程的熵分析
• 3.1 电厂锅炉简介
• 3.2 锅炉生产过程宏观的熵分析
• 3.3 锅炉生产过程微观的熵分析
• 3.3.1 燃料燃烧化学能变成烟气的熵增
• 3.3.2 热损失熵增
• 3.3.3 换热设备的熵增
• 3.3.3.1 锅炉蒸发设备的熵增
• 3.3.3.2 省煤器
• 3.3.3.3 包墙过热器
• 3.3.3.4 Ⅰ级过热器
• 3.3.3.5 Ⅱ级屏式过热器
• 3.4 计算结果分析与讨论
• 第四章 污垢对换热器的热力性质的影响
• 4.1 恒壁温时污垢对管内对流换热过程热力学性能影响的分析
• 4.1.1 未考虑污垢时管内对流换热过程的熵产分析
• 4.1.2 考虑污垢时管内对流换热过程的熵产分析
• 4.1.3 计算结果分析与讨论
• 4.2 恒热流时污垢对管内对流换热过程热力学性能影响的分析
• 4.2.1 未考虑污垢时管内对流换热过程的熵产分析
• 4.2.2 考虑污垢时管内对流换热过程的熵产分析
• 4.2.3 计算结果分析与讨论
• 4.3 电站锅炉污垢总结
• 第五章 锅炉的熵产及环境污染分析
• 5.1 工业生产环境影响的特点和熵理论
• 5.1.1 工业生产环境影响的特点
• 5.1.2 基于熵的工业环境影响研究方法的提出
• 5.2 工业——环境系统的热力学分析
• 5.2.1 工业——环境系统
• 5.2.2 工业生产系统的耗散结构特性
• 5.2.3 工业生产的热力学过程
• 5.3 锅炉与环境的熵分析
• 5.3.1 锅炉本体的熵分析
• 5.3.2 周围环境的熵变化
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢