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【摘要】文章简单的介绍了提高循环热效率的途径，为化工生产热平衡问题提出了解决办法，最大可能降低热损失，提高经济效益。
【关键词】循环 热效率 途径
在化工生产中，要保持气液平衡，把脱盐水变成过热蒸汽，过热蒸汽做功后，在循环到液体，而在此过程中，如何提高热效率，能更有效地为我们创造出最大的效益，这就必须设法提高质在吸热过程中的平均温度，下面就这个问题阐明所应采取的措施。
1 蒸汽的过热温度
在相同的蒸汽温度压力下，提高蒸汽的过热温度的同时，可使平均吸热温度相应地提高，随着过热温度的增加，焓差变大，同时乏气的干度增加，使透平的相对内部效率也可提高。从而可使热效率提高，汽耗率下降。但是蒸汽的最高温度受到金属材料性能有限制，一般最高温度约为873K左右。虽然现在有一些抗蠕的特种合金钢材能耐更高的温度，可以做过热器的管子和透平，然而价格昂贵。因此从经济方面考虑，蒸汽过热的最高温度以不超过873K为宜。
2 提高蒸汽压力
水的沸腾温度随着蒸汽压力的增加而升高，故在保持相同的蒸汽过热温度时，平均吸热温度也会相应提高，当蒸汽压力提高时，热效率提高，而汽耗率下降。但当压力接近水的临界压力（P0=21.82MPa）时，其影响就越来越小。由此可知，仅靠提高蒸汽的压力而不同时提高它的温度，是不能使热效率有更大的提高，且随着压力的提高，乏气的干度下降，即湿含量增加，因而会引起透平机相对内部效率的降低，还会使透平机中最后几级的叶片受到磨蚀，缩短寿命。乏气的干度一般不应低于0.88，因此，使用高压蒸汽时，必须设法减少乏汽的湿含量。
3 采用再热循环
再热循环是使高压的过热蒸汽在高压透平机中，先膨胀到某一中间压力（一般取再热压力为新汽压力的20%～25%），然后全部引入锅炉中的特设的再加热器进行加热，升高了温度的蒸汽进入低压透平在膨胀到一定的排汽压力，这样就可以避免乏气湿含量过高的缺点。循环中液体水加热到饱和状态的过程相对于整个加热过程来说，其吸热温度是最低的。因此，预热锅炉给水，使其温度升高后再进锅炉，对于提高工质在锅炉中的平均吸热温度，减小与高温燃气的温差，起着重要作用。预热锅炉给水可以从本系统中的透平机抽出一部分蒸汽来预热冷凝水，即采用回热循环的办法。也可以通过管壁与冷凝水进行热交换。
抽取一定压力的蒸汽用来预热，也就是将被冷却水移走的一部分热量加入有效利用。只要抽气恰当，虽则因抽气而作出的功有所减少，但另一方面却提高了平均吸热温度，而且可节省燃料，减少在锅炉中的吸热量，所以对提高循环的经济效果时有利的。
4 供给动力和热能相结合的循环
采用高参数（高温、高压）的蒸汽再热和回热循环，以及降低排气压力等措施，可使循环的热效率提高。但即使采用这些措施，并对锅炉、透平等加以改进的有利条件下，热效率也只能达到40%左右。这就是说，再最好的情况下，也只有1/3或稍多一点的燃料能转化为功。大部分热量是在乏汽冷凝时被冷却水带走。在使用凝汽式透平的循环中，由于降低了乏汽的压力，（4～6KPa）冷凝温度太低（28.6～35.8℃）所以放出的热量没有利用价值，但如果将乏汽的压力提高于0.1013MPa，则乏汽的温度在373K以上，这时它的利用价值就很高。化工厂里需要蒸汽加热的地方很多，尤其在甲醇生产还需要一定的蒸汽作为工艺原料，因此提高排汽压力或从透平中抽出部分蒸汽，使蒸汽具有适合需要的较高温度，这样就把供给动力和热能结合起来。
5 通过模型简化热循环运行环节
理论循环最简化而又最能突出发动机工作过程本质特征的物理模型，就是将工质理想化，把循环过程也理想化的模型。此模型又叫空气标准循环或理论循环模型。作为理论循环的基本假设：实际动力过程简化为封闭热力循环，燃烧放热看作外界向系统加热；而膨胀作功，当作系统向外界放热。
上述循环由特殊热力过程所组成：压缩及膨胀为绝热等熵过程；加热及放热过程按等容、等压组合的不同模式进行简化，常规放热过程一般都当做等容放热来处理。换气过程简化为气门在上、下止点瞬间开和关，无节流损失，缸内压力不变的流入、流出过程。
按上述基本假设，将理论循环分为混合加热循环、等容和等压循环。对这三种循环进行分析对比，有利于准确、全面地理解理论循环及其影响因素的物理实质。实际上，发动机的理论循环分析就是指这三种循环的对比分析。
6 汽轮机抽汽给水加热法
利用汽轮机抽汽加热给水的方法，称为给水回热。具有给水回热的热力循环系统，称给水回热循环。朗肯循环中，乏汽要在凝汽器中放出大量热量 （即q2），被循环水带走而损失掉。乏汽凝结后水温很低 （排汽压力p2=3924Pa时，凝结水温只有28.6℃），送入锅炉后需要吸收大量液体热才能达到饱和温度。这样就有一个明显的矛盾，就是一方面乏汽在凝汽器中放出的大量热量q2让循环水带走，另一方面给水又需在省煤器中吸收大量热量，从而使朗肯循环效率降低。采用给水回热循环，从汽轮机中抽取一部分做过部分功的蒸汽加热凝结水，减少进入凝汽器的乏汽量，提高锅炉给水温度，可在一定程度上解决上述矛盾。
7 结束语
综上所述，在自然环境下温度高的天气，会影响循环热的工作效率，降低调峰功能，通过采用各种冷却技术，能够减小温度对其的影响。总之，提高循环热效率的总方针应该是首先使循环方式尽可能接近可逆循环，尽可能减少不可逆损失，并适当改造循环，使它在适应实际应用的同时具备较高的热效率。
参考文献
[1] 杨国.循环流化床燃烧技术在清洁生产中的前景[A].福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C].2005
[2] 晓钟，吕俊复，乔锐，黎永，刘青，岳光溪，冯俊凯，林旭东，杨艳萍，郭长山，于龙，马明华.循环床锅炉燃烧份额分布的实验研究和理论分析[J].洁净煤技术，1999，（01）
[3] 王勤辉，骆仲泱，方梦祥，倪明江，岑可法.循环流化床锅炉热效率影响因素的试验研究[J].锅炉技术，2001，（02）
[4] 范永春，林安飞.循环流化床锅炉输入热量计算方法的探讨[J].东北电力技术，2006，（02）
[5] 吴占杰，王霖.浅析循环流化床锅炉的经济运行[J].内蒙古石油化工，2007，（03）
【关键词】循环 热效率 途径
在化工生产中，要保持气液平衡，把脱盐水变成过热蒸汽，过热蒸汽做功后，在循环到液体，而在此过程中，如何提高热效率，能更有效地为我们创造出最大的效益，这就必须设法提高质在吸热过程中的平均温度，下面就这个问题阐明所应采取的措施。
1 蒸汽的过热温度
在相同的蒸汽温度压力下，提高蒸汽的过热温度的同时，可使平均吸热温度相应地提高，随着过热温度的增加，焓差变大，同时乏气的干度增加，使透平的相对内部效率也可提高。从而可使热效率提高，汽耗率下降。但是蒸汽的最高温度受到金属材料性能有限制，一般最高温度约为873K左右。虽然现在有一些抗蠕的特种合金钢材能耐更高的温度，可以做过热器的管子和透平，然而价格昂贵。因此从经济方面考虑，蒸汽过热的最高温度以不超过873K为宜。
2 提高蒸汽压力
水的沸腾温度随着蒸汽压力的增加而升高，故在保持相同的蒸汽过热温度时，平均吸热温度也会相应提高，当蒸汽压力提高时，热效率提高，而汽耗率下降。但当压力接近水的临界压力（P0=21.82MPa）时，其影响就越来越小。由此可知，仅靠提高蒸汽的压力而不同时提高它的温度，是不能使热效率有更大的提高，且随着压力的提高，乏气的干度下降，即湿含量增加，因而会引起透平机相对内部效率的降低，还会使透平机中最后几级的叶片受到磨蚀，缩短寿命。乏气的干度一般不应低于0.88，因此，使用高压蒸汽时，必须设法减少乏汽的湿含量。
3 采用再热循环
再热循环是使高压的过热蒸汽在高压透平机中，先膨胀到某一中间压力（一般取再热压力为新汽压力的20%～25%），然后全部引入锅炉中的特设的再加热器进行加热，升高了温度的蒸汽进入低压透平在膨胀到一定的排汽压力，这样就可以避免乏气湿含量过高的缺点。循环中液体水加热到饱和状态的过程相对于整个加热过程来说，其吸热温度是最低的。因此，预热锅炉给水，使其温度升高后再进锅炉，对于提高工质在锅炉中的平均吸热温度，减小与高温燃气的温差，起着重要作用。预热锅炉给水可以从本系统中的透平机抽出一部分蒸汽来预热冷凝水，即采用回热循环的办法。也可以通过管壁与冷凝水进行热交换。
抽取一定压力的蒸汽用来预热，也就是将被冷却水移走的一部分热量加入有效利用。只要抽气恰当，虽则因抽气而作出的功有所减少，但另一方面却提高了平均吸热温度，而且可节省燃料，减少在锅炉中的吸热量，所以对提高循环的经济效果时有利的。
4 供给动力和热能相结合的循环
采用高参数（高温、高压）的蒸汽再热和回热循环，以及降低排气压力等措施，可使循环的热效率提高。但即使采用这些措施，并对锅炉、透平等加以改进的有利条件下，热效率也只能达到40%左右。这就是说，再最好的情况下，也只有1/3或稍多一点的燃料能转化为功。大部分热量是在乏汽冷凝时被冷却水带走。在使用凝汽式透平的循环中，由于降低了乏汽的压力，（4～6KPa）冷凝温度太低（28.6～35.8℃）所以放出的热量没有利用价值，但如果将乏汽的压力提高于0.1013MPa，则乏汽的温度在373K以上，这时它的利用价值就很高。化工厂里需要蒸汽加热的地方很多，尤其在甲醇生产还需要一定的蒸汽作为工艺原料，因此提高排汽压力或从透平中抽出部分蒸汽，使蒸汽具有适合需要的较高温度，这样就把供给动力和热能结合起来。
5 通过模型简化热循环运行环节
理论循环最简化而又最能突出发动机工作过程本质特征的物理模型，就是将工质理想化，把循环过程也理想化的模型。此模型又叫空气标准循环或理论循环模型。作为理论循环的基本假设：实际动力过程简化为封闭热力循环，燃烧放热看作外界向系统加热；而膨胀作功，当作系统向外界放热。
上述循环由特殊热力过程所组成：压缩及膨胀为绝热等熵过程；加热及放热过程按等容、等压组合的不同模式进行简化，常规放热过程一般都当做等容放热来处理。换气过程简化为气门在上、下止点瞬间开和关，无节流损失，缸内压力不变的流入、流出过程。
按上述基本假设，将理论循环分为混合加热循环、等容和等压循环。对这三种循环进行分析对比，有利于准确、全面地理解理论循环及其影响因素的物理实质。实际上，发动机的理论循环分析就是指这三种循环的对比分析。
6 汽轮机抽汽给水加热法
利用汽轮机抽汽加热给水的方法，称为给水回热。具有给水回热的热力循环系统，称给水回热循环。朗肯循环中，乏汽要在凝汽器中放出大量热量 （即q2），被循环水带走而损失掉。乏汽凝结后水温很低 （排汽压力p2=3924Pa时，凝结水温只有28.6℃），送入锅炉后需要吸收大量液体热才能达到饱和温度。这样就有一个明显的矛盾，就是一方面乏汽在凝汽器中放出的大量热量q2让循环水带走，另一方面给水又需在省煤器中吸收大量热量，从而使朗肯循环效率降低。采用给水回热循环，从汽轮机中抽取一部分做过部分功的蒸汽加热凝结水，减少进入凝汽器的乏汽量，提高锅炉给水温度，可在一定程度上解决上述矛盾。
7 结束语
综上所述，在自然环境下温度高的天气，会影响循环热的工作效率，降低调峰功能，通过采用各种冷却技术，能够减小温度对其的影响。总之，提高循环热效率的总方针应该是首先使循环方式尽可能接近可逆循环，尽可能减少不可逆损失，并适当改造循环，使它在适应实际应用的同时具备较高的热效率。
参考文献
[1] 杨国.循环流化床燃烧技术在清洁生产中的前景[A].福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C].2005
[2] 晓钟，吕俊复，乔锐，黎永，刘青，岳光溪，冯俊凯，林旭东，杨艳萍，郭长山，于龙，马明华.循环床锅炉燃烧份额分布的实验研究和理论分析[J].洁净煤技术，1999，（01）
[3] 王勤辉，骆仲泱，方梦祥，倪明江，岑可法.循环流化床锅炉热效率影响因素的试验研究[J].锅炉技术，2001，（02）
[4] 范永春，林安飞.循环流化床锅炉输入热量计算方法的探讨[J].东北电力技术，2006，（02）
[5] 吴占杰，王霖.浅析循环流化床锅炉的经济运行[J].内蒙古石油化工，2007，（03）