热力系统分析与优化.pptx

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 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 EXG1、EXW1、P EXF、 EXW4 EXA2 （EXG1+P+EXW1）/（EXF+ EXA2 + EXW4 ） I2/（EXF+PP+PQ） 压气机 PT+EXA1 =EXA2+I3 EXA2 EXA1 PT EXA2/ (PT+EXA1) I3/ (EXF+PP+PQ) 涡轮机 EXG1 =PT+EXG2+I4 PT EXG2 EXG1 (PT+EXG2)/EXG1 I4/(EXF+PP+PQ) 缸套水冷却器 EXW1= EXW3+I5 EXW3 EXW1 (EXW3)/EXW1 I5/(EXF+PP+PQ) 缸套水泵 PP+EXW3=EXW4+I1 EXW4 PP EXW3 EXW4/（PP+EXW3） I1/(EXF+PP+PQ) 热交换器 EXG2=I6+EXQ1 EXQ1 EXG2 EXQ1/EXG2 I6/(EXF+PP+PQ) 蒸汽涡轮机 EXQ1=WM+I7+EXQ2 WM、EXQ2 EXQ1 （WM+EXQ2）/EXQ1 I7/(EXF+PP+PQ) 冷凝器 EXQ2=EXQ3+I8 EXQ3 EXQ2 EXQ3/EXQ2 I8/(EXF+PP+PQ) 给水泵 EXQ3+WQ=I9+EXQ4 EXQ4 EXQ3、WQ EXQ4/（EXQ3+WQ） I9/(EXF+PP+PQ) 系统中设备的火用分析 设备参数 设备 名称 设备单位名称 单位 设备 名称 设备单位名称 单位 数值 燃 烧 室 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 KW ％ ％ ％ ％ MJ/KG ℃ KG/h ℃ kPa 4020 85.7 11.3 0.01 2.98 43.2 121 800 42 350 涡 轮 机 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 ℃ ℃ kPa kPa KG/s KW 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 ℃ ℃ ℃ ℃ KG/s KG/s 42 52 82 68 36 11.11 设备参数 缸套水 冷却泵 功率 高温淡水 出口温度 KW ℃ 12 70 热交换器 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 ℃ kPa ℃ ℃ kPa 80 101 52 240 300 蒸汽涡轮 功率 出口水温 出口压力 KW ℃ kPa 622 92 100 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 P 4020 EXA2 1350.56 EXA1 0 EXG1 3811.9 EXG2 1095.8 PT 1613 PQ 5 PP 15 EXW1 180.78 EXW3 97.90 EXW4 108.7 EXQ1 746.01 WM 622 EXQ2 25.13 EXQ3 2.95 EXQ4 3.24 设备 名称 火用效率％ 火用损率％ 燃烧室 71.05 33.18 压气机 83.73 2.68 涡轮机 71.06 11.21 缸套水冷却器 54.15 0.84 缸套水泵 98 0.043 热交换器 68.08 3.56 蒸汽涡轮 86.75 1 冷凝器 11.74 0.23 给水泵 40.75 0.05 某一状态下火用效率损率比例图 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。