热能转移技术范文10篇

论文关键词：纺织车间；热能转移技术；节能技术；细纱车间

论文摘要：由于各车间热量产生量不同，纺织企业在冬季能量浪费严重。本文提出了纺织车间热能转移技术，即通过各车间热能相互转移分配来达到热能节约利用的目的。该技术可以达到十分良好的节能效果。本文详细介绍了这项技术的原理及方法，并以工程实例来验证该方法的节能效果，为该方法的大规模应用和推广提供技术参考。

纺织企业用电量很大，约和整个纺织企业的工人工资相当。作为劳动密集型的纺织企业，在原料成本和人工成本已无潜力可挖的情况下，节能已成为纺织企业可持续发展、增加企业利润、提高企业核心竞争力的最佳选择。

目前很多纺织企业有的车间在冬季需要供热，有的车间则在冬季把大量的热量排出室外，能量比较浪费严重。如果能把排出室外的热量转移至需要供热的车间，则可以节约大量的能量，该技术本文称为纺织热能转移技术。纺织车间热能转移技术是纺织车间节能的有效途径之一。合理使用热能转移技术，可使纺织车间冬季可不设供热系统而达到工人热感觉要求，节能减排效果十分明显。

1纺织车间热能转移技术的原理

部分纺织车间如细纱车间由于机器发热量大，在冬季车间热量仍有剩余，需要大量排放到室外大气中，大量热能白白浪费；而部分纺织车间如络筒车间和前纺车间在冬季则需要供热。此时可采用热能转移、风量平衡的方法，把热量剩余车间的热量转移至需要供热的车间。该技术称为纺织车间热能转移技术。该技术的核心在于：不消耗或消耗很少的能量，将部分纺织车间的热能转移至另外的纺织车间。

1纺织车间热能转移技术的原理

部分纺织车间如细纱车间由于机器发热量大，在冬季车间热量仍有剩余，需要大量排放到室外大气中，大量热能白白浪费；而部分纺织车间如络筒车间和前纺车间在冬季则需要供热。此时可采用热能转移、风量平衡的方法，把热量剩余车间的热量转移至需要供热的车间。该技术称为纺织车间热能转移技术。该技术的核心在于：不消耗或消耗很少的能量，将部分纺织车间的热能转移至另外的纺织车间。

发热量较大的车间主要是指细纱车间。细纱车间用电一般占全厂吨纱基本生产用电的60%～70%，除一部分转化为加工产品的机械能外，绝大部分电功率转化为热能散发到车间中。细纱机的主要产热部件是电机，电机表面温度甚至高达60℃[1]，远远高于车间的温度。因此为节约能源，目前细纱车间的电机基本上都单独进行排风，称为工艺排风。由于细纱车间热量过剩[2]，无论冬季还是夏季，工艺排风都排至室外大气中。除工艺排风外，细纱车间的车间回风[3]称为地排风。根据国家标准，细纱车间的温度一般也高于其他车间的温度。实际纺织车间中，冬季细纱车间的温度甚至比前纺并粗等车间的车间温度高10℃以上。

发热量较小的车间包括有后纺的络筒车间、前纺的并粗车间等。这些车间的机器数量较少，机器排布较稀，整个车间总体发热量较低。在冬季，仅靠机器发热量不足以保证车间的温度。为达到国家标准要求的温度，需要从外界输入热量。

纺织车间热能转移技术是指在冬季，把细纱车间的热量转移至后纺的络筒车间、前纺的并粗车间等产热量较小的车间。通过这种车间热能的相互转移分配，来节约能源。

2纺织车间热能转移技术的应用

一、商业建筑节能设计中外墙保温技术

建筑节能是经济发展的需要，很多人认为能源的发展与经济发展没有关系，其实不然，如果说经济发展是带动社会进步的机器，那么能源就是这部机器的发动机，它为经济发展提供了源源不断的动力。所以经济发展和能源的发展的关系是很密切的。能源短缺，能源源浪费等问题，不仅仅在我国十分严峻，在世界的各个国家都面临着相应的问题，可以说保护和节约能源已经不是一个人或一个国家的责任，而是全人类应共同担负的。自保温外墙的结构很简单，都是由保温隔热性能较好的材料，砌筑而成，所以对于建筑而言能有效的建筑的内部与外界的热传递，在寒冷的冬天可以减少建筑内部热能的散失，保持室内温度，从而减少因采暖对能源的消耗达到节能的目的，同样在炎热的夏季可以减少外界过高温度对室内温度的影响，从而减少空调等调温设备的使用，不仅会减少能源的消耗还可以减少空调产生的氟利昂对大气层的破坏，真正达到建筑节能环保的要求。外保温外墙是由两种或两种以上的建筑材料构成的且起主要保温隔热作用的材料，放在室外一侧的复合墙体，我国北方地区在目前建筑节能设计标准和相关技术政策引导下多采用此类保温形式，大、中城市和经济水平较好的城镇还引进、转换了国外的外保温成套技术，相对来说经过建筑技术工作者二十年的不懈努力，加之伴随我国化工行业的发展，以化工行业下游产品的聚苯乙烯泡沫塑料作为高性能绝热保温墙体的主流产品己经完全实现了国产化。中间保温外墙是由两层保温能力差的墙体夹一层绝热能力好的保温材料构成的复合墙体。填充在中间层的绝热材料，种类很多，工业类常见的是岩棉、矿棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫板材等，地方材料也常见刨花、稻壳、草(炭)灰、炉渣等。中间保温的外墙是在严寒和寒冷地区有一定的使用，但外层墙体长期处于负温环境，主要起防护作用，绝热能力低，从而容易造成通过墙体由室内传向室外的潮气不易散开，导致中间填充的保温材料容易受潮。因此在使用这类墙体时需要根据具体地区冬季的气候条件进行内部结露验算，设计过程比较繁琐，但和外保温系统比较，它的结构防护能力好，造价相对低廉。

二、商业建筑节能设计中屋顶保温技术

建筑设计中的屋顶保温是为了能够有效提高冬季建筑物的室内温度，降低热量的消耗，同时降低能源的浪费。

1、外保温技术

外保温技术通常是将保温材料设置在屋顶楼板的外侧，利用保温材料来提高屋顶的热量和保温效果，从而避免屋顶处出现结冰现象。通常情况下，我们在楼板处设置隔热材料，在隔热材料的外侧设置防水层与保护层，外墙保温材料的厚度应当通过热工计算，以此保证建筑热工分区的节能设计符合国家标准。

1.建筑节能与地源热泵

社会的发展导致能源消耗的不断增加，不可再生能源过量地开采利用导致的气候问题日趋严重，给我们子孙后代的生存和发展埋下了不利的因素。由此，世界各国研究人员更多地把目光投入新兴、可再生能源的利用上，而地热作为一种清洁能源，越来越受人们重视。在2010年世界地热大会上，各个国家提交了各自地热资源利用情况报告，从这些报告可以看出，目前全世界共有78个国家正在利用地热，大部分地热能主要用于发电及直接利用。近几年，直接利用地热的比重越来越大，而增长最快的直接利用地热形式就是地源热泵，从全世界范围来看，冰岛、土耳其两国的地热利用占其能源结构的比重最大，冰岛89%的房屋供暖能源来自于地热能。我国浅层地热能开发利用也一直在世界名列前茅。地源热泵作为一种利用地热资源的新兴、清洁、高效能源技术，地源热泵技术具有节能、环保、可靠、经济等优点，在中国经济发达地区的很多新兴建筑中应用越来越多。热泵，能把热能从低温端传送到高温端，它是一种可以实现蒸发器与冷凝器之间能量转换的制冷机。地源热泵的原理是：利用浅层地热资源，即利用储存于地下的能量，实现既可供热又可制冷的目的。地源热泵能通过只输入少量的高品位能源（如电能），实现由低位热能向高位热能的转移。地下能量在冬季作为给热泵供热的热源，在夏季成为制冷的冷源，即在冬季，把地下的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到土壤中去。

2.地源热泵国内外应用情况

地源热泵技术最早出现于瑞士的一项专利，在英国、美国最早开始应用。1946年开始，美国针对地源热泵系统做了12个项目的研究，如地下盘管结构的布置形式、结构的相关参数、管材的选用对热泵性能的影响程度等，与此同时在俄勒冈州的波特兰市中心某建筑中安装了美国历史上第一个地源热泵系统。经过近十多年的发展，地源热泵技术在西方工业发达国家和地区迅速发展，已慢慢成为一项比较成熟的技术。到21世纪初，在美国，保守估计超过40万个地源热泵系统在住宅、公共和工业建筑中使用，每年约能提供8000-11000GW•h以上的能量。在我国上海，上世纪八十年代，投入运行了最早应用的地源热泵系统，该系统的相关技术和设备都由美国提供，多年运行情况良好。这个系统有深35m的垂直竖管井135个，采用聚丁烯管为埋管。此后，国内的多家科研机构和大专院校都进行了地源热泵系统有关垂直或水平埋管的试验研究以及在一些小型工程上的应用，建立了地埋管的传热模型，有了相当多的实验资料和数据。但是由于各地的地质条件不同，每个地方土壤的各项参数都不一样，地源热泵在全国各地的应用还需要不断地进行实验验证以及相关实验数据的积累。

3．地源热泵系统的优点

3．1保护环境

摘要：（火用），从“量”和“质”两个方面规定了能量的“价值”，解决了热力学中长期以来没有一个参数可以单独评价能量价值的问题，改变了人们对能的性质、能的损失和能的转换效率等问题的传统看法，提供了热工分析的科学基础。本文简要介绍了热力学上（火用）的相关概念及其在热力系统能量平衡分析中的应用，并运用这种方法对采用压缩式热泵的采暖系统进行了（火用）分析。

关键词：热力系统（火用）分析压缩式热泵

0引言

“（火用）”，作为一种评价能量价值的参数，从“量”和“质”两个方面规定了能量的“价值”，解决了热力学中长期以来没有一个参数可以单独评价能量价值的问题，改变了人们对能的性质、能的损失和能的转换效率等问题的传统看法，提供了热工分析的科学基础。同时，它还深刻揭示了能量在转换过程中变质退化的本质，为合理用能指明了方向。

热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给加热的对象（温度较高的物体）。目前国外热泵技术已得到了广泛的应用，并且仍在不断发展。随着国家对节能和环境保护工作的重视，我国热泵的研制和推广工作也得到了迅速发展。在我们暖通空调领域，热泵尤其是压缩式热泵有着非常广泛的应用前景。本文从“（火用）”这个角度出发，对压缩式热泵在采暖系统中的应用进行了（火用）分析。

1（火用）与能量

摘要：本文分析了建筑空调用能中的热泵技术对各种低品位能源的利用中存在的问题，提出了多热源耦合热泵系统，综合、互为补充地利用多种低品位的能源。减少空调用能中高品位能源的消耗，实现按质用能。

关键词：空调用能低品位能源热泵综合利用

引言

在土壤、太阳能、水、空气、工业废热中蕴藏着无穷无尽的低品位热能，由于这些热能的温度与环境温度相近，因此无法直接利用。而热泵技术可以通过输入较少的高品位能源把这种低品位的热能提高到可以在建筑用能的温度，（如采暖、生活热水）。现在的热泵技术都是把某一种的低位热源与热泵技术结合，但是每一种热泵技术的应用都有一定的不利因素，像土壤源热泵需要有较大的空间，并且地下换热器比较庞大；太阳能热泵具有间歇性，在晚上和全云天无法使用；地下水源热泵会对地下水造成污染，空气源热泵在冬季要考虑除霜等等。为此考虑可以把多种的热泵技术进行综合，综合各种热泵的优点，以避免不利因素，也就是对各种低品位的能源与热泵技术结合，互为补充、互为协调的利用多种低品位能源。

1热泵原理

图1热泵原理

[摘要]随着人们生活质量的提升，对日常工作生活和娱乐环境的舒适性有了更高的要求，暖通空调工程发挥着重要的作用。节能减排是符合我国国情的一项要求，能源消耗和浪费已经成为阻碍我国发展的一项重要因素，需要加强各行各业的节能意识。建筑行业是我国经济发展的重要组成部分，通过项目设计、施工过程和科学合理的使用等方面进行控制，进而达到节能减排的最终目标。

[关键词]建筑暖通；空调工程；节能减排；设计方法

随着可持续发展进程的推进，能源环境备受关注和重视。空调工程是通过制冷机或热泵把热能从室内转移到室外或将热能从室外转移到室内，不管是哪种方向的热能转移都与建筑本身关系密切。空调工程的能耗通常受建筑物的朝向、通风、面积、窗体等多项因素的影响。对建筑本身进行细致的解析，再配合科学合理的节能减排设计，最终实现节能减排，造福国家、造福人民。

1建筑暖通空调工程中节能减排设计应遵循的基本理念

立足于工程整体性:暖通空调工程的设计过程需要具有全局性、整体性，在项目设计的过程中合理地布局、综合设计，不仅要满足项目本身的要求还需兼顾考虑节能减排。借助科学技术的力量，对系统进行优化，将资源使用率最大化，尽量平衡经济与节能减排间的矛盾问题。兼顾发展动态性：对于建筑暖通空调工程，多数项目会逐步发展壮大，在项目设计期间就应该用发展的眼光看待问题，考虑未来发展动向，将设计进行优化，对发展留出调整余地。所有的设计都应该秉承节能减排的理念，保持工程的总体动态性，提高系统的适应性。保持技术的发展：随着对节能减排的响应，新的设计方案不断涌出，但是有的企业盲目跟风，不能从根本上实现节能减排。要想实现建筑暖通空调工程真正的节能减排，就要不断优化和改良设计方案，通过科学、智慧的方式提高工程经济效益的同时实现资源的高效利用。空调能够实现人们对活动环境温度的调节，深受喜爱，使用量日益增多，顺应行业的发展趋势，实现节能减排的直接途径是在方案设计的过程中对整个系统进行优化，从根本上提高系统的质量和性能。

2建筑暖通空调工程实现节能减排的设计方法

【摘要】本文主要介绍了近年来北京市供热领域开展先进节能技术产品的征集、评审和推荐目录的编制与，通过对推广先进技术、搭建供需双方对接平台、促进技术落地及成果转化、跟踪实际应用效果的分析总结，探讨对纳入供热领域推荐目录的技术产品进行后评价的思路。

【关键词】供热；节能；征集推广；后评价；技术转移；成果转化

1概述

为深入推进节能工作开展，大力培育和发展节能产业，提升技术创新与供给能力，加大推广先进适用技术产品的应用力度，发挥节能技术产品对节能工作的支撑作用，引导用能单位积极采用先进的新技术和新产品，满足节能工作对节能技术产品的需求，不断提升能源利用水平，依据《节能法》规定，自2008年始，国家发展改革委面向全国开展《国家重点节能低碳技术推广目录》的征集工作，征集范围涉及煤炭、电力、热力、钢铁、建筑、交通等13个行业领域，截至目前，已累计260余项重点节能技术。国家科技部、工业和信息化部、住房城乡建设部、交通运输部等部委也相继开展了相关领域内先进技术目录的编制工作，用以引导耗能企业采用先进技术产品，实现节能减碳目标。根据北京市《实施（节能法）办法》有关规定，与国家发展改革委同步，北京市发展改革委自2008年起组织开展《北京市节能技术产品推荐目录》（以下简称推荐目录）的征集和推广工作，目前已累计721项建筑、交通、工业等领域的先进节能技术和产品，为引导和鼓励广大用能单位采用先进适用新技术、新装备和新工艺，完成本市节能目标提供参考和借鉴。

2北京市开展推荐目录工作现状及工作流程

北京市发展改革委负责本市推荐目录的征集和推广工作。征集范围是面向全国公开征集，符合本市产业发展方向，并适于广泛推广应用的包括建筑节能、工业节能、交通节能、公共机构节能及其他具有较高推广意义的节能技术和产品。申报单位通过北京市节能技术产品和案例征集平台自愿在线填报，经过专家严格的初审、集中评审、现场案例审核和复审，并广泛征求社会意见和建议等规定程序，最终纳入年度推荐目录。纳入推荐目录的技术产品符合本市产业发展方向，具备技术的先进适用性，为深入推进节能工作开展，培育和发展节能产业，提升技术创新与供给能力，提高能源利用水平提供技术支撑。征集评审工作的简易流程图如图1：为促进纳入推荐目录技术落地，加快技术成果转化，大力开展各种形式的涵盖供热领域节能技术产品的推广工作。积极开展与国家节能中心、中国质量认证中心、北京市供热协会等单位密切合作，通过组织参加大型行业展览会、京津冀节能技术改造与服务供需对接会、对口技术推介会、行业对接会、案例现场会等形式进行集中展示。同时，将推荐目录技术纳入固定资产投资项目中能源评估的推荐技术，并定期组织节能项目与金融机构“一对一”融资对接，通过各种务实措施，积极推进供需见面。为便于用能企业借鉴，配套编制了《推荐目录技术产品案例汇编》，汇编中对推荐目录技术产品的典型应用案例进行详细介绍，并通过“发展北京”、“北京市节能技术产品推广平台”等新媒体定期宣传推广，引导社会采用先进适用技术，发挥推荐目录在节能工作中的技术支撑作用。

能的转化和守恒定律教案示例之二

教学目的

了解各种形式的能可以相互转化，了解能量守恒定律。对学生进行节约能源的教育。

教学过程

(一)能的转化和守恒定律

我们知道，在机械能的范围内，动能和势能之间可以相互转化。

1化工热能动力联合生产技术

［1］长期以来，不同功能系统多是相互独立的。常规热能动力系统的核心为热力循环，侧重于热与功的转换利用，局限于物理能范畴，受制于卡诺理论框架。而传统化工生产则侧重于化工工艺，想方设法把原料中的有效成分最大程度地转化为产品。它们追求单一功能目标的思路无法破解能耗高、化学能损失大及环境污染严重等难题。因此，系统整合思想受到重视，多能源互补和多产品联产已成为当今世界能源动力系统发展的主要趋势与特征。多联产是指通过系统集成把化工过程和热能动力系统整合，在完成发电、供热等热工功能的同时生产化工产品，实现多领域的多功能综合，其本质特征是系统集成，更合理的物质与能量综合梯级转换利用。图1为某化工热能动力多联产示意图。根据图1，化工生产过程为原料的加工和转换过程。在此过程中，需要与热能动力系统发生诸多联系，包括由热能动力系统供给反应所需的蒸汽和动力装置所需的电力等，而化工过程副产的部分蒸汽可进入热能动力系统中，进行全厂的平衡。现代化工生产在探求分产能效提高的同时，越来越趋向于追求总体效能的提高。例如，通过对某煤制烯烃项目的验收，发现全厂热能动力系统约占总耗能的28%，工艺装置能耗占总耗能的72%。工艺系统的能源效率很难进一步提高，但是热电的炉机配置和供电模式对全厂综合能效影响较大，进行系统优化后可较大程度提高全厂综合能效水平。图2为煤气化热能动力多联产在化学工业中的应用。图2所示项目以最大限度地优化利用煤气化产生的合成气组分为基础，向化工生产装置（如，醋酸、醋酐装置）提供CO气体，向化工生产装置（如，合成氨装置）提供H2，同时充分利用合成气中的CO2生产尿素等，从源头上减少温室气体的排放，并进行酸性气体的处理，实现脱硫；部分合成气经过处理后进入燃气轮机，燃机排气进入余热锅炉，余热锅炉产生的蒸汽部分直接用于供热，其余进入汽轮发电机组，从而实现热能、动力多联产。传统煤化工产业存在能耗高、污染重、规模小、工艺技术落后等局限，其发展正面临着原料供应、环保、新兴产业冲击等三个方面的挑战，而燃煤电厂在发展过程中也遇到能源利用效率没有实质性突破和环保压力越来越大的困境。煤化工和发电两个系统单独运行时，对能源和资源的利用并不是最充分的。如果把发电和煤化工结合起来，可以使得温度、压力、物质的梯级利用达到最佳，实现效率最高、排放最小，两者相互结合和促进。煤气化热能动力多联产是将煤气化产生的合成气经过处理后，用于联合循环发电和用于化工产品的生产，其比例可以调节，并且生产化工产品的弛放气可以进入燃气轮机发电。它是煤气化、气体处理、气体分离、化工品的合成与精制和联合循环发电五部分有机耦合的一种技术。通过整体优化，相对于独立分产系统，其总能利用率提高，污染物排放降低，经济效益提高，势必成为未来能源化工产业发展的重要方向［2］。目前，煤化工热能动力多联产系统集成和设计优化尚未形成完整的理论体系，优化方法、评价准则等基础问题亟待突破。对多联产认识还存在许多误区，如把多联产看作是相应的化工与动力的简单联合，各自保持与分产时的相同流程；把多联产简单地理解为多产品系统等。煤化工热能动力多联产系统中，化工动力侧多是希望运行在设计工况，而通常把热力系统的运行工况分为设计工况和变工况。设计工况是在给定的设计参数与要求下的基准工况，随着环境大气条件、外界负荷或系统本身等变动，热力系统总是处于非设计工况运行。为了避免变工况给系统分析带来的困难，本文中采用全年运行工况，突破设计工况点的旧框架，全面考虑全部可能运行区域的特性，以及相应的评价准则与设计优化方法等。分析化工热能动力系统的所有可能运行工作状况（稳定工况和过渡态工况）的总和，科学地描述与评估总能系统的性能特性，对煤化工热能动力多联产项目的选择具有一定的指导意义。

2传统热力性能评价准则

长期以来，热力学第一定律被广泛应用。对于单一能源输入和单一供能输出（如单纯供热或纯发电等）的能源动力系统来说，热效率能够比较好地描述系统能量转换利用的有效性与优劣，也比较简单易懂。但对于功、热并供与化工、动力联产等复杂的系统，由于没有区分功与热、化工与电力等品位差异及其在价值上的不等价性，就不适用了。最初，功、热并供系统常采用两个指标（热效率和功热比）来综合评估。若对比的某个系统的两个性能指标都好，才能得出明确的结论；如果出现“一好一差”的情况，就很难评说哪一个系统更好了。有关研究相继拓展到冷-热-电联产系统和热、电分摊理论问题。尽管许多研究有了重要进展，但至今没有解决问题，且化工-热能-动力多联产系统集成优化比热-电联产系统还要复杂得多，所以越来越多的人认识到单纯从热力学第一定律的角度，无法合理评价化工-热能-动力多联产系统的优劣。后来，有些学者采用热力学第二定律。火用表示一定参数工质在基准环境下所能做功的最大可能性，将“质”与“量”结合起来去评价能量的价值，改变了人们对能的性质、能的损失和能的转换效率等问题的传统看法，开拓了一个新的热工分析理念。热力学第一定律效率（简称热效率，又称总能利用效率）是联产系统各种形式的能量输出的总量Qout（包括化工产品、发电量、制冷量与供热量）与输入能源总能量Qin（所消耗的一次能源总量）的比值。该值越高，表明系统的热力性能越好。热效率把化工产品与热工产品（功、制冷量供热量）等不同品质与品位的能量等同看待，直接相加。因此，基于热力学第一定律的系统热力性能评价准则，只是反映系统能量转换利用的数量关系。既没有对不同有效输出的品质与品位加以区分，又没有合理反映产生有效输出所消耗能量的分摊情况［4］。虽然热效率应用得最早，而且至今还得到应用，但它通常只适用于单一功能系统，而对于化工－动力联产系统等多功能系统来说，则是不科学与不合理的。［5］在联产系统和参照的分产系统输出相同的产品（化工产品种类和量与热工产品种类和量）条件下，两者总能耗之差的相对比值即联产系统相对节能率Esr（或Est），Esr＝Qd-QcogQd（1）式（1）中：Qd———参照的分产系统总能耗；Qcog———联产系统总能耗。相对节能率体现的是联产系统与参照的分产系统的对比。关注联产系统与参照分产系统相比时能源消耗的节约情况。鉴于联产系统与分产系统中化工原料、产品与热动原料、产品的类型和数量存在不一致的情况，需要界定边界条件。例如，相同的能源输入量或相同的产品输出量等。此外，联产系统和与其比较的参照分产系统生产的化工产品和热工产品的类型和量以及它们之间比例（如化／动比等）应该有个合理的界定。不同的化／动比，计算出来的节能率并不相同，有时也会出现“化／动比越大，节能率就越高”的结论。有的学者通过建立多联产系统化、电分摊理论模型，分析化工生产过程和热-功转换过程的性能特性、能耗分摊情况，使得计算结果更具有针对性。应用相对节能率作为联产系统评价准则时，正确选择相应的参照分产系统性能基准（简称参照基准）非常重要。通常采用定折合性能基准法和当量折比系数法等。定折合性能基准法是假定参照的分产系统中相关的性能均为一个定值时计算出的性能基准，如某焦炉煤气联合循环效率为52%，某焦炉煤气制甲醇能耗44.9MJ／kg等。当量折比系数法是通过规定不同燃料之间热值比值的一个当量折比系数来计算联产系统的参照基准。如假定1kg焦炭的热值与0.9714kg标准煤相当，表达不同能源之间关系。采用不同参照性能基准进行分析时，在数量变化率上有较大的差异，但总的变化趋势大致相同。事实上，相对节能率与热效率一样，都把不同的有效输出等同对待，没有区分它们在品质与品位上的不等价性，仍局限于热力学第一定律概念；且应用范围较窄，特别是多能源输入时，出现太多的参照分产系统（如双能源输入和双产品输出的系统就需4个），不但使得性能指标量的计算变得复杂，而且使系统性能定性比较模糊不清。许多学者尝试应用热力学第二定律来处理不同能量在品质与品位上的不等价性问题，它以各种能量的火用（最大理论做功能力）来进行统一评价，并由此推出基于热力学第二定律的火用效率。火用效率是将功与热合并到一个合理的综合指标中来统一评价的准则，定义为能源动力系统输出的总火用（Eout）与输入的总火用（Ein）之比值，即所产功及输出热量中最大转化功与输入总火用之比值：ηex=Eout／Ein=（P+BQ）／Ein。（2）式（2）中，B为折扣系数，它指代由热转化为功的最大可能性，由卡诺循环效率确定，用热力学第二定律来定量评价。火用效率比热效率更合理之处在于：基于热力学第一定律的评价只考虑了化工产品与热工产品的热性能，且忽略热工产品中电、冷、热之间的差别；火用效率对它们的品位或价值有不同的评价。可见，火用效率的确在热力学上更加正确地看待不同能量的差异，注意到了不同输出在热力学方面的不等价性。但是，火用的概念是从热转功的最大可能性出发，并不适合于用来描述化工生产过程和制冷过程等能量转换利用问题。另外，化工产品的火用与热工产品的火用以及冷火用与热火用等都难以选择同一的基准环境。为此，作为评价准则同样存在一定的不合理性。对于功－热联产系统来说，火用效率在热力学上把能量的量与质相结合起来，将功与热合并到一个综合指标中来统一评价的准则。根据热力学第二定律，功能够全化为热，而热是不能全化为功的。两者虽然可用同一量纲表达，但存在明显的品位差别，功的品位比热高得多，且功与热在经济上的价格也不是等价的。许多工程技术人员对经典的火用概念多限于理论上理解，与实践应用相距甚远，因此，至今未能得到普遍使用。如果从其它角度来定量评定不同能量的价值，就可以得出另一种不同能量价值比和定义出另一种评价准则，或者称之为广义的火用效率。经济火用效率ηEC提出另一种规定价值比B的方法，即系统供热与供电（功）的售价之比：B=CR／CW。（3）式（3）中，价值比B联系实际的经济效益，一定程度上更实际地反映功、热并供装置的性能，从而反映出热力系统的能量转换利用的优劣。经济火用效率只考虑了热与电（功）的售价比，没有考虑不同燃料的价格不同。这在比较使用不同燃料（其价格可能差别很大，如汽油与原煤）的装置时就不够全面。为了改进这一点，可在经济火用效率的基础上再加上燃料价格的考虑，从而提出经济火用系数XEC，XEC=ηEC×Cw／Cf。（4）式（4）中，Cw／Cf是单位能量电（功）与燃料的价格比，反映了燃料投入所获得的经济增值比例（未考虑初投资等成本）。当然，经济火用效率和经济火用系数是否合理，与热／电（功）售价比、电（功）与燃料的价格比等定得正确与否有关。实际上，影响热、电（功）售价的因素很多，经济火用效率和经济火用系数用来进行化工热能动力多联产系统的设计优化，存在一定的不确定性。

3能量综合梯级利用率

［6］20世纪80年代初，我国著名科学家吴仲华先生提出各种不同品质的能源要合理分配、对口供应，做到各得其所，并从能量转化的基本定律出发，阐述了热能综合梯级利用与品位概念，倡导按照“温度对口、梯级利用”能源高效利用的原则。近期，相关研究从物理能（热能）的梯级利用扩展到化学能与物理能综合梯级利用，提出冷－热－电联产系统能量梯级利用率与化工热能动力联产系统能量梯级利用率等新准则。在能源动力系统中，物质化学能通过化学反应实现其能量转化。因此，物质能的转化势必与其发生化学反应的做功能力（吉布斯自由能变化△G）和物理能的最大做功能力（物理火用）紧密相关。对于一个化学反应的微分过程，存在如下关系：dE=dG+TdSηc。（5）式（5）中，dE———过程物质能的最大做功能力变化；dG———吉布斯自由能变化；TdS———过程中以热形式出现的能量；T———反应温度，K；dS———过程熵变化；ηc———卡诺循环效率，ηc=1-T0／T；T0———环境温度，K。上式描述物质火用、化学反应吉布斯自由能和物理火用的普遍关系。从而揭示如何分别通过化学反应过程和物理过程实现物质dE的逐级有效转化与利用。在此基础上，定义表征联产系统化学能梯级利用特征的化学能梯级利用收益率，如式（6）：Rgain=ΔEthnetEs-（Ep+Ethnet）。（6）式（6）中，Rgain———联产系统化学能梯级利用收益率；ΔEthnet———联产系统热转功循环所得热火用相对于分产系统的增长量；Es-（Ep+Ethnet）———从分产系统看，进入系统的化学火用（Es）除部分转移到产品中（Ep）、部分转化为热转功循环的有效净热火用（Ethnet），其余均消耗或损失于系统内部。这部分化学火用损失即为联产系统化学火用梯级利用的最大潜力。因此，Rgain代表了多联产系统化学能梯级利用的收益占分产系统的化学火用损失（化学火用利用潜力）的比例，即联产系统通过集成整合成的化学能梯级利用收益率。它是量化描述联产系统中化学能品位梯级利用水平的一个最重要指标。若在化工动力联产系统集成时，以化学能收益率Rgain作为优化目标，把化学能梯级利用水平与系统集成特征变量和独立设计变量以及联产系统性能特性等关联起来，就可构建基于化学能梯级利用准则的多联产系统设计优化方法。