分级压缩MVR系统[火用]分析

2018年第9期总第432期78节能技术与应用引言是系统从某一状态通过可逆变化至另一状态时，可以转换为有用功的理论最大值[1]，具有等价和互比的性质，是各种形式的能量转换的度量，从“量”和“质”两个角度科学评价能量的价值。是系统和环境之间平衡过程所获得的能量，包括约束性平衡和非约束性平衡[1-2]。物理主要是由于热力不平衡引起的，是系统和环境之间达到约束性平衡时可以转化的最大有用功。化学是系统和环境之间化学组成的差异引起的，包括扩散和反应。文中所论述的在蒸发过程中不存在化学反应过程，只包含物理和化学扩散。基于热力学第二定律的分析方法，可以有效地分分级压缩MVR系统分析裴程林1，赵桂锋2，张少峰1，刘燕1，颜开红2（1.河北工业大学化工学院，天津300130；2.南通曙光新能源装备有限公司，江苏南通226661）摘要：基于对分级压缩MVR蒸发系统的模拟过程，建立考虑溶液实际成分影响的分级压缩MVR蒸发系统的模型，并获取了分级压缩MVR蒸发系统的损失分布状态，以及系统运行参数如蒸汽压缩机的压缩比、一级排出液浓度等对系统效率的影响。结果表明，分级压缩MVR蒸发系统的效率约为7.93%，一级蒸汽压缩机及蒸发器是系统损失的主要环节，分别占系统总损失的26.7%和68.96%。关键词：MVR；分级压缩；分析中图分类号：TS35文献标识码：A文章编号：1004-7948（2018）09-0078-05doi：10.3969/j.issn.1004/7948.2018.09.024ExergyanalysisofhierarchicalcompressionMVRsystemPEICheng-lin，ZHAOGui-feng，ZHANGShao-feng，etalAbstract：BasedonthesimulationprocessofthehierarchicalcompressionMVRevaporationsystem,themodelofthehierarchicalcompressionMVRevaporationsystemconsideringtheinfluenceoftheactualcompositionofthesolutionisestablished,thedistributionofthelossofthehierarchicalcompressionMVRevaporationsystemisobtained,andtheoperatingparameterssuchassteamcompressorcompressionratio,theconcentrationofadischargeofthesystemontheefficiencyofthesystem.TheresultsshowthattheefficiencyofthegradedcompressionMVRevaporationsystemisabout7.93%,andtheprimarysteamcompressorandevaporatorarethemainlinkofthesystemloss,accountingfor26.7%and68.96%ofthetotallossofthesystem.Keywords：MVR；hierarchicalcompression；exergyanalysis作者简介：裴程林，硕士，研究方向为强化传热研究。通讯作者：刘燕，博士，副教授，研究方向为过程强化与优化。收稿日期：2018-07-23析和评价蒸发过程能耗，优化整个系统中节能薄弱环节，以达到节约能耗的目的。Nafey[3]采用基于分析的热经济学方法，研究了不同流程的多效蒸发系统，以确定最佳操作流程和效数。仵浩[4]提出了“三环节”能流论和经济结构模型，为化工过程单元能耗分析提供了思路。焦冬生[5]对MVR蒸发过程进行了分析，指出压缩机和蒸发器是系统损失的主要部分。梁林[6]采用实际溶液建立了分析模型，并分析了系统运行参数多系统效率的影响，并指出一效排出质量分数为32%时系统效率最大。然而，在上述对MVR蒸发系统的分析中，主要是对低沸点升溶液MVR蒸发系统，而对于高沸点升溶液的MVR蒸发系统没有涉及。为此，针对高沸点升溶液，尤其是沸点升高超过20℃的溶液的MVR蒸发系统进行分析，且该系统是基于蒸汽压缩机实际压缩能力的分级压缩MVR蒸发系统。建立基于实际溶液的模型，并与多级压缩MVR蒸发系统相比较，分析系统过程参数对该系统效率和2018年第9期总第432期79节能技术与应用2.1物理的计算水及水蒸气的物理的计算式为：)()(000ssthheh−⋅−−=（2）式中：sh，、sh，——分别为计算状态下的比焓（kJ/kg）和比熵[kJ/(kg·K