工程前沿：大幅提高熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)效率的途徑

《工程前沿(第9卷)(大幅提高熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)效率的途徑)》內(nèi)容簡(jiǎn)介：“工程前沿”研討會(huì)正是在這種國(guó)內(nèi)外發(fā)展的大背景下，由中國(guó)工程院和國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)聯(lián)合發(fā)起、組織的。中國(guó)工程院是我國(guó)工程科技界的最高榮譽(yù)性、咨詢性學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，有710多位院士，整個(gè)工作的重點(diǎn)和主體是院士。院士們作為我國(guó)一千多萬(wàn)名工程科技人員的杰出代表，作為新生產(chǎn)力的重要?jiǎng)?chuàng)造者和新興產(chǎn)業(yè)的積極開(kāi)拓者，他們以國(guó)家振興為己任，在把握國(guó)家科學(xué)和工程技術(shù)發(fā)展方向，參與國(guó)家重大建設(shè)項(xiàng)目的決策咨詢和培養(yǎng)年輕科技人才等諸多方面積極工作，成效顯著。國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)是管理國(guó)家自然科學(xué)基金的國(guó)務(wù)院直屬事業(yè)單位，主要任務(wù)是根據(jù)國(guó)家發(fā)展科學(xué)技術(shù)的方針、政策和規(guī)劃，按照與社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制相適應(yīng)的自然科學(xué)基金制運(yùn)作方式，運(yùn)用國(guó)家財(cái)政投入的自然科學(xué)基金，資助自然科學(xué)基礎(chǔ)研究和部分應(yīng)用研究，發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)科技人才，發(fā)揮自然科學(xué)基金的導(dǎo)向和協(xié)調(diào)作用，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展。

“大幅提高我國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)效率的途徑”研討會(huì)開(kāi)幕詞

議題一 熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱事業(yè)的發(fā)展方向

(執(zhí)行主席：倪維斗)

我國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)的新發(fā)展

從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度重新審視熱電聯(lián)產(chǎn)

以總能系統(tǒng)觀點(diǎn)與用熱終端高效化為特征的大中型火電機(jī)組聯(lián)產(chǎn)供熱系統(tǒng)新模式

城市熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的發(fā)展與挑戰(zhàn)

加速發(fā)展核電——中國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的必由之路

議題二熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱事業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新流程(執(zhí)行主席：江億)

基于Co-ah循環(huán)的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱方法

節(jié)能減排需要科學(xué)創(chuàng)新

大容量熱電聯(lián)供汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的有關(guān)問(wèn)題

凝汽機(jī)組改供熱的幾個(gè)問(wèn)題

熱電聯(lián)產(chǎn)創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用的建議

基于分棟熱計(jì)量的末端通斷調(diào)節(jié)與熱分?jǐn)偧夹g(shù)介紹(一)——理論可行性研究及硬件開(kāi)發(fā)

基于分棟熱計(jì)量的末端通斷調(diào)節(jié)與熱分?jǐn)偧夹g(shù)介紹(二)——示范工程測(cè)試及社會(huì)可接受性調(diào)查

低溫地板輻射供熱技術(shù)

工程示例

案例一 赤峰大唐富龍利用基于吸收式循環(huán)的集中供熱新技術(shù)2×300Mw熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能減排示范工程

案例二 內(nèi)蒙古環(huán)境改善一期項(xiàng)目巴彥淖爾市臨河區(qū)集中供熱工程

案例三 天津中新生態(tài)城能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃集中供熱工程

附錄

附錄一中國(guó)工程院院士建議關(guān)于加快科技創(chuàng)新、大幅提高我國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)效率建議

附錄二 第9次“工程前沿”研討會(huì)會(huì)議紀(jì)要

出版社: 高等教育出版社; 第1版 (2009年8月1日)

平裝: 187頁(yè)

正文語(yǔ)種: 簡(jiǎn)體中文

開(kāi)本: 32

ISBN: 9787040263770

條形碼: 9787040263770

尺寸: 19.8 x 13.7 x 1 cm

重量: 249 g

能源物質(zhì)或發(fā)動(dòng)機(jī)的效率η，可以表示為做功W或A與能量E或熱Q的比，即

η= W/E = A/E

由⑶--⑺式，及⑼-⑿式的E=Q W=PE （1-P)E，W=A=（1-P)E，則

η= 1-P = 1-Wi/Ω = q ⒁

或

η= 1-lnW/lnΩ = -lnP/lnΩ ⒂

= 1-S/klnΩ ⒃

由統(tǒng)計(jì)熵S=k`-`B`!`lnW，和P=W/Ω得

W=EXP(S/k`-`B`!`)

P=EXP(S/k`-`B`!`)/Ω

則效率還可以用熵表示

η=1-EXP(S/k`-`B`!`)/Ω ⒄

將P=2/3代入⒁式，就得到與η=1-Q`-`2`!`/Q`-`1`!`=1/3同樣的結(jié)果

η=1-P=1-2/3=1/3

即單級(jí)無(wú)序熱機(jī)的效率極限1/3。對(duì)于多級(jí)熱機(jī)，后級(jí)熱機(jī)所具有的總能量Ei 1，是前級(jí)熱機(jī)排放出的熱量Qi，Ei 1=Qi；他的效率就是前級(jí)熱機(jī)效率的1/3，ηi 1=ηi（1/3），則n級(jí)熱機(jī)的復(fù)合效率

ηn=∑∏ηi

對(duì)ηi=1/3的n級(jí)熱機(jī)，他的復(fù)合效率的極限

limηn=lim∑（1/3）n=1/2

n→∞ n→∞

只有當(dāng)P=0時(shí)，系統(tǒng)的微觀狀態(tài)高度有序，η=1-P=1，則發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為100%，這是單級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。

如果用多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，要想使發(fā)動(dòng)機(jī)的效率達(dá)到1，只需每單級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，即有序度為P=1/2就行，

limηn=lim∑（1/2）n=1

求解

若只想使用有限級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)就能使效率達(dá)到100%，利用復(fù)合效率公式，及其等比級(jí)數(shù)的和式S=a[（1-qn)/（1-q)]就能推出所需的單級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率或有序度P。通常，應(yīng)有a=q=η，S=1。只用兩級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，即n=2，就要使機(jī)組的效率趨向100%時(shí)，則S=a[（1-q2）/（1-q)]式有

η2 η - 1 = 0

`.`解得

η1=-（1 51/2）/2

η2=（51/2-1）/2

因η≯1，η≮0，故舍棄η1=-（1 51/2）/2，保留η=（51/2-1）/2的解。即只需發(fā)動(dòng)機(jī)的單級(jí)效率η=（51/2-1）/2或P=1-η=（3-51/2）/2，就可使二級(jí)有序發(fā)動(dòng)機(jī)的組合效率達(dá)到100%。此種組合的不完全有序因有序度P=（3-51/2）/2，較之完全有序P=1小得多，故實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)于P=1要容易些、可能性更大些。其他級(jí)數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)也可仿此處理，他們的單級(jí)效率通常在（3-51/2）/2 熱效率討論

顯然，在P=0和P=1這兩種極端條件下，⑷-⑺，⑼-⑿式都是成立的。在理想狀態(tài)下，若總平動(dòng)能E=Ex Ey Ez=3pV=2NEk，而E=∑niεi，因此，

2NEk=∑niεi

Ek=（1/2N）∑niεi ⒅

又因?yàn)闊釞C(jī)的E=Q W，將⒅式代入，故

Q=E-W

=E-pV

=2NEk-（2/3）NEk

=∑niεi-（1/3）∑niεi

=（2/3）∑niεi

即

E = （2/3）∑niεi （1-2/3）∑niεi

= （2/3）∑niεi （1/3）∑niεi

其中P=2/3，與⑷'式一致，微分后與⑸'式相符。

由⑷-⑺、⑼-⑿式知道內(nèi)能U=∑niεi向U=Q W的分解式是形如

U=a∑niεi b∑niεi

和

dU=a（∑εidni ∑nidεi) b（∑εidni ∑nidεi)

或

E=a∑niεi b∑niεi

dE=a（∑εidni ∑nidεi) b（∑εidni ∑nidεi)

的關(guān)系式，且a=1-b或b=1-a。對(duì)于理想氣體，由pV=NkT=（2/3）NEk，及⒅式，知

T=（1/3kN）∑niεi

則

Q=ST

=a∑niεi

a=S/3kN

`.`則

b=1-a

=1-S/3kN

這里的S是熱力學(xué)熵。也可以有a=k1P,b=k2q.特別時(shí)，k1=k2.

用lnW/lnΩ和-lnP/lnΩ作為分解內(nèi)能及其微分式的系數(shù)、參數(shù)，或用他們來(lái)描述、顯示熱與功在內(nèi)能中所占的份額、比重或權(quán)重，是考慮到它與統(tǒng)計(jì)熵在形式上的相似性，故都取對(duì)數(shù)。

由⒅式，可將理想氣體狀態(tài)方程pV=NkT=（2/3）NEk擴(kuò)展為具有更多、更深內(nèi)涵的狀態(tài)方程和關(guān)系式

pV=（1/3）∑niεi

T=（1/3kN）∑niεi

熱效率結(jié)論

結(jié)果表明了理想狀態(tài)下，系統(tǒng)的狀態(tài)方程與量子能量式的關(guān)系。體系的粒子數(shù)和能級(jí)都對(duì)功產(chǎn)生影響。系統(tǒng)的溫度與體系的能量也關(guān)系密切，系統(tǒng)內(nèi)粒子數(shù)和能級(jí)的變化均會(huì)引起溫度的變化。

內(nèi)能量子式的有序化分解，同時(shí)又給出了一個(gè)非常重要的結(jié)果： 更精確的，定量化的熱量量子式，及對(duì)"熱"的更深層次的，更新的定義式： Q=P∑niεi，δQ=P（∑εidni ∑nidεi)。它比傳統(tǒng)對(duì)"熱"的定性詮釋和理解"熱是粒子的無(wú)規(guī)運(yùn)動(dòng)"更進(jìn)了一步——可以定量，并且加深了對(duì)熱本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，即熱是與量子（粒子）的能量（能級(jí)）及粒子運(yùn)動(dòng)的混亂程度（有序度，熵，分布）密切相關(guān)的。

能量或內(nèi)能式E=∑niεi及其微分式，可以分解成象熱力學(xué)第一定律那樣的式子⑷-⑿式。熱和功都與系統(tǒng)的熵、有序度q或lnW/lnΩ緊密相聯(lián)。有序度是分辨系統(tǒng)內(nèi)能或能量E=∑niεi狀態(tài)、過(guò)程及其演化趨勢(shì)的關(guān)鍵，更是分離熱與功的根本參數(shù)。他體現(xiàn)并反映著熱與功的權(quán)重，并改變了過(guò)去片面的微分分離式，加強(qiáng)了熱力學(xué)與力學(xué)的聯(lián)系。他是連接熱學(xué)與力學(xué)、聯(lián)系經(jīng)典與近代熱力學(xué)的橋梁，他決定著內(nèi)能（能量）是產(chǎn)熱還是做功及其大小和效率。他揭示了體系的微觀、宏觀有序度與熱學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性間的內(nèi)在關(guān)系，建立了微觀粒子與宏觀動(dòng)力學(xué)質(zhì)點(diǎn)間的聯(lián)系，也使有序度與發(fā)動(dòng)機(jī)的效率發(fā)生了聯(lián)系，并得到了一個(gè)全新的效率公式η=1-P，他是提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率，改變發(fā)動(dòng)機(jī)研究開(kāi)發(fā)方向，突破熱機(jī)效率極限1/3和1/2的新希望和理論基礎(chǔ)。

南昌前沿系統(tǒng)工程有限公司前沿價(jià)值觀

專業(yè)專一、優(yōu)質(zhì)服務(wù)、 求真務(wù)實(shí)、創(chuàng)新發(fā)展

南昌前沿系統(tǒng)工程有限公司前沿使命

做最前沿的系統(tǒng)工程服務(wù)商、最優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)維保服務(wù)提供商

南昌前沿系統(tǒng)工程有限公司前沿定位

因?yàn)閷I(yè)，所以領(lǐng)先

南昌前沿系統(tǒng)工程有限公司前沿宗旨

以質(zhì)量求生存、以服務(wù)求發(fā)展

南昌前沿系統(tǒng)工程有限公司服務(wù)理念

注重細(xì)節(jié)，把小事小業(yè)做好，才能成就大事大業(yè)；因?yàn)檫h(yuǎn)慮，所以無(wú)憂

南昌前沿系統(tǒng)工程有限公司服務(wù)方針

注重細(xì)節(jié)，以質(zhì)量為中心，追求完美，無(wú)微不至

南昌前沿系統(tǒng)工程有限公司施工組織管理方針

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，訓(xùn)練有素，技術(shù)過(guò)硬，紀(jì)律嚴(yán)明，保障有力，重質(zhì)守信

南昌前沿系統(tǒng)工程有限公司質(zhì)量方針

滿足客戶要求，超越客戶期望，持續(xù)改進(jìn)業(yè)績(jī)，增強(qiáng)客戶滿意度。

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合同履約率100%，工程交驗(yàn)合格率100%，優(yōu)良品率90%

南昌前沿系統(tǒng)工程有限公司前沿精神

誠(chéng)信務(wù)實(shí)，瞻領(lǐng)前沿

南昌前沿系統(tǒng)工程有限公司經(jīng)營(yíng)理念

為客戶創(chuàng)造價(jià)值是我們動(dòng)力的源泉