集中供热系统热力学分析.pdf

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1、134低温建筑技术2012年第6期(总第168期)集中供热系统热力学分析宫克勤，刘元芳(东北石油大学土木与建筑工程学院．黑龙江大庆163318)【摘要】对集中供热系统的热源、热网及热用户进行了热力学分析，并且通过举例分析，明确集中供热系统中锅炉和热网是需要进一步改进和有节能潜力的部分。—．。．．．．L【关键词】集中供热系统；热力学分析；节能【中图分类号】TU831【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)06—0134—02他THERMoDYNAMICANALYSISoFTHECENTRALHEAT【NG

2、SYSTEMSGONGKe—qin，LIUYuan—fang(CivilandArchitecturalEngi，，NortheastPetroleumUniv．，HeilongjiangDaqing163318，China)Abstract：Thispapermakethethermod~rnamicsanalysistoheatsource，heatingandheatusersofthecentralheatingsystem，andanalysisbyexample，itcanbeseenthatboileran

3、dheatsupplynetworkneedtobeprovedandhavesomeenergy-savingpotentia1．Keywords：centralheatingsystem；thermodynamicanalysis；energysaving采用热力学第一定律和火用分析的理论，以锅炉为热2集中供热系统的火用分析源建立黑箱模型，不管中间过程如何变化，只对设备进出口热力学第一定律分析问题具有一定的局限性，火用分的火用差进行分析和比较，得出火用损失、火用效率、火用析法能解决这种局限性。火用分析法包括的内容有：

4、火用损损系数和热力学完善度，从而对集中供热系统进行评价失、火用效率、火用损系数和热力学完善。火用损失包括由分析。不可逆因素引起的火用耗散和系统及环境的相互作用时产1集中供热系统的第一定律分析生的火用损失；火用效率指收益火用和支付火用的比值；火用损系数是只某个环节的火用损占总火用损的比值；热力学完善度是指各环节输出的火用流之和与输入的火用流之圭围卫Q-。～卤和的比值。其中总火用损失为各项火用损失之和，表达式为：图1集中供热系统的第一定律分析模型∑E=Esl十E+E图中，Q为燃料带入锅炉的热量；Q为助燃空气能量；对热源进行火

5、用分析，模型如图1的热源部分，各项对为补给水泵电功；Q为循环水泵的电功；Q为补水携带应火用值同能量值对应。下文中：，A，8分别为热源的的能量；Q为锅炉出口蒸汽或热水的热量；Q为热用户用热火用效率、火用损系数和热力学完善度。水的热量；Q为热用户回水的热量；Q为热网回水的热量；火用损失为：Esl=EF+Ewx+wB十EB+E^～(1一E4)Q。为锅炉各项热损失之和；Q为热网热损失；Q热用户火用效率为：热损失；Q为热用户供热量。下文中：叩，卵。分别为系统、热E1一E4源的热效率。热源的第一定律分析：火用损系数为：锅炉热源的能量

6、平衡：层slQF+rx+B+Q^+QB=Qsl+(Ql—Q4)锅炉热源的热效率：Q。一热力学完善度为：“QF+x+B+QA+QBE1一Ez+Ewx+EwB+EA+EB+E4热网、热用户及整个系统的能量分析方法同热源分析方法相同，这里不再赘述。热网、热用户及整个的系统的火用分析方法同热源，这宫克勤等：集中供热系统热力学分析135里也不再赘述。程为132m，功率为30kW，设置1台补给水泵，其中流量为3举例分析10m／h，扬程为35m，功率7．5kW。其中为简化系统，助燃空本文以某集中供热系统为例，进行热力学分析，供暖室外气

7、和补水的能量及火用值均取为零，且将进入热用户的热量计算温度为一6℃，供热面积为281288m。锅炉出口的蒸汽视为全部有效利用。从热网回到锅炉的热水，对整个供热系或热水为193~E。供回水温度为95~／70~C。设计总热负荷统来说，已不具有做功能力，所以也取0。为18990kW，循环水泵共八台，四台备用，流量为200m／h，扬表1集中供热系统各项热量表4集中供热系统和子系统的火用分析结果(2)对集中供热系统进行热力学分析，可以明确各个环节的火用损失及能质的利用情况，明确损失的主要环节和主要变化规律，找到合理的改进方法和节能

8、方案。(3)本文得到锅炉和热网是火用效率和热力学完善度较低的环节，有很大的节能潜力，需要改进。锅炉内部比较复杂，引起损失的原因也很多，需要根据具体情况来确定。对于热网损失主要是供回水管道的摩擦损失、局部损失以及管壁和保温层引起的损失等，需进行优化设计。总由于在整个计算时忽略了一些火用损失，会得到火用体来说，应进行整体