燃气复习资料.doc

燃气空调：(1)一般是指采用燃气（天然气、人工煤气、液化石油气、地下煤层气等）作为驱动能源的空调用冷（热）源设备及其组成的空调系统。(2)“以天然气、液化气等清洁燃料作为能源，来提供制冷、供暖和卫生热水的空调系统及设备”。混合气体的组分有三种表示方法：(1)容积成分：混合气体中各组分的分容积与混合气体的总容积之比，即：yi = Vi / V(2)质量成分：混合气体中各组分的质量与混合气体的总质量之比，即：gi = mi / m(3)分子成分：混合气体中各组分的摩尔数与混合气体的摩尔数之比，即：ni = Mi / M。由于在同温同压下，1 mol 任何气体的容积大致相等，故，气体的分子成分在数值上近似等于其容积成分，即：yi =ni。混合气体的平均分子量： 干湿容积成分转换：（d为水蒸气含量）天然气平均密度：单位体积的天然气所具有的质量， kg / m3。相对密度：烷烃物理性质的变化规律：在含C原子数不同的烷烃中，随碳原子数的增加它们的熔沸点逐渐_升高_，一般少于_4_个碳的烷烃在常温下为气态；随碳原子数的增加它们的相对密度逐渐_增大_，但它们的相对密度都_1（填或=）。华白数： ，H为标态下燃气热值（KJ/m3），是燃气相对密度。它是一个衡量热负荷大小的互换性指数。燃料热值：单位数量的天然气完全燃烧时所放出的全部热量。高热值：单位数量的天然气完全燃烧后，其燃烧产物与周围环境恢复到燃烧前的原始温度，烟气的水蒸气凝结成同温度的水后所放出的全部热量。低热值：单位数量的天然气完全燃烧后，其燃烧产物与周围环境恢复到燃烧前的原始温度，烟气的水蒸气仍以蒸气状态存在时，所获得的全部热量。爆炸极限：爆炸下限 L：在可燃气体和空气的混合物中，可燃气体的含量少到使燃烧不能进行，即不能形成爆炸性混合物时的那一含量；爆炸上限 U：当可燃气体的含量增加，由于缺氧而无法燃烧，以至不能形成爆炸性混合物时，可燃气体的含量。可燃气体的爆炸上、下限统称为爆炸极限。天然气的种类：由于来源不同，天然气一般可分为4种：从气井开采出来的气田气（纯天然气）；伴随石油一起开采出来的石油气（石油伴生气）；含石油轻质馏分的凝析气田气；从井下煤层抽出的煤矿矿井气等。常规天然气：在目前的技术条件下能够作为资源进行开采和利用的天然气。非常规天然气：是指尚未被充分认识、还没有可以借鉴的成熟技术和经验进行开发的一类天然气资源。主要包括：致密气；煤层气（瓦斯）/ 煤成气；页（泥）岩气；天然气水合物（俗称可燃冰）；水溶气；无机气以及盆地中心气、浅层生物气等。 可燃冰（天然气水合物）：是由天然气与水在高压（通常大于100atm，或大于10MPa）和低温（010，最高不要超过20 ）条件下发生化学反应合成的一种固态类冰状结晶物质。天然气水合物形成的基本条件：低温， 一般温度低于10；高压，一般压力大于10MPa（0 ，时30个大气压以上可生成）；天然气来源和含水介质；有利的储集空间。燃气负荷：燃气系统终端用户对燃气的需求用气量形成燃气系统最基本的负荷，即燃气用气负荷，简称燃气负荷。燃气负荷分类（按生产和生活需用燃气用途的不同）：狭义的城市燃气负荷：包括居民生活用气量、商业用气量、工业用气量、采暖和空调用气量、燃气汽车用气量以及其他用气量。广义的城市燃气负荷：除了上述以外，还包括集中发电动力用气量。系统燃气负荷：将广义的城市燃气负荷加上作为原料的化工用气量则构成系统燃气负荷(或燃气系统负荷)。用户类型及用气特点：(a)居民用户的用气特点是：单户用气量不大，用气随机性较强。(b)商业用户的用气特点是：用气量不是很大，用气比较有规律。(c)工业用户的用气特点是：用气比较有规律，用气量较大，而且用气比较均衡。在供气不完全满足需要时，还可以根据供气情况要求工业用户作为缓冲用户。(d)其他扩展用途。(e)燃气发电。(f)化工原料用气。(g)燃料电池。用气量指标又称为耗气定额, 居民生活用气量指标：城镇居民每人每年平均燃气用量。定义：每人每年消耗的燃气热量（单位：MJ/(人.年）用气不均匀情况:季节或月不均匀性、日不均匀性、小时不均匀性。月不均匀系数Km： 十二个月中平均日用气量最大的月，也即月不均匀系数值最大的月，称为计算月。并将月最大不均匀系数Km max称为月高峰系数。日不均匀系数Kd： 计算月中日不均匀系数的最大值Kd max称为该计算月的日高峰系数。Kd max所在日称为计算日。小时不均匀系数 Kh： 计算日的小时不均匀系数的最大值Kh max称为计算日的小时高峰系数。 大量的天然气的主要运输方式：管道运输和液化气船舶运输。从运输的地理环境，天然气运输又可分为 陆上运输 和 水路运输。气田集输系统由 集输管网 和 集输站场 组成。气田集输系统流程有如下几种：(1) 辐射式管网集输系统流程。单纯辐射式管网集输系统流程，适用于气田面积较小，一般只设一座集气站的气田。(2) 枝状式管网集输系统流程。单纯枝状式管网集输系统流程，适用于气田面积狭长且井网距离较大的气田。(3) 辐射枝状组合式管网集输系统流程。辐射枝状组合式管网集输系统流程，适用于建设两座和两座以上集气站的各类气田，其适用性较广。(4)辐射环状组合式管网集输系统流程。辐射环状组合式管网集输系统流程，适用于面积较大的方圆形和椭圆形气田。溴化锂吸收式制冷机：利用水在低压真空环境下的蒸发进行制冷的。利用溴化锂溶液极易吸收制冷剂的特性，通过溴化锂溶液的质量分数变化（发生和吸收过程）使制冷剂在一封闭的系统中不断地循环，这就是吸收式制冷循环的基础。蒸汽吸收式制冷系统是由 发生器、冷凝器、制冷节流阀、蒸发器、吸收器、溶液节流阀、溶液热交换器和溶液泵组成。整个系统包括两个回路：一个是制冷剂回路，一个是溶液回路。系统中使用的工作流体是制冷剂和吸收剂，我们称它为吸收式制冷的工质对。可以用溶液回路取代压缩机的作用。一系统中有 C 种物质组成的溶液并以 P 相形式存在，当到达平衡时确定状态自由度。吉布斯在热力学第一定律和第二定律的基础上得出吉布斯定律，即在一个多元和多相系统中确定状态的自由度数 F 为：表面张力：溴化锂溶液的表面张力与温度和质量分数有关：质量分数不变时，随温度的升高而降低；温度不变时，随质量分数的增大而增大。在溴化锂吸收式机组中，吸收器与发生器往往采用喷淋式结构，为了增大传质和传热效果，希望溶液在管壁表面呈薄膜状的扩张，这就要求表面张力越小越好。有一台制冷量为580 kW的双效溴化锂冷水机组，其热源为压力是0.6MPa（表）的蒸汽。经过热力计算可知，在高压发生器与凝水换热器中加入的热量是488 kW，试求这台冷水机组的热力系数。吸收式制冷和蒸气压缩制冷都是利用制冷剂的气化潜热制取冷量。他们的共同点是（体现在三大件设备中）：高压制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝后，经节流元件节流，温度和压力降低，低温、低压液体在蒸发器内汽化，实现制冷。它们的不同点是：1).提供的能量不同:蒸发压缩式制冷机消耗机械功，吸收式制冷机消耗的是热能。2).吸取制冷剂蒸气的方式不同:利用液体蒸发连续不断地制冷时，需不断地在蒸发器内产生蒸气。蒸气压缩式用压缩机吸取蒸气，吸收式制冷机用吸收剂在吸收器内吸取制冷剂蒸气。3).将低压制冷剂蒸气变为高压制冷剂蒸气时采取的方式不同:蒸气压缩式制冷机通过原动机驱动压缩机完成，吸收式制冷机则是通过吸收器、溶液泵、发生器和节流阀完成。吸收式制冷机组的优点： *制冷量在中大范围内都适应； *无ODP和GWP问题的困扰；*机械运转部件少；*消耗电力少，可削峰； *既可制冷又可制热； *自平衡能力强； *噪声频谱可接受； *机械加工量少，难度小。吸收式制冷机组的缺点： *操作维护比较复杂； *耗电少但并不能说一定是节省油或气；*对真空度要求十分严格，易出现冷量衰减；*停机和启动时间长；*有结晶危险；*不能送出0。C以下的冷媒（指LiBr机）；*相同容量下机组重量和尺寸较大；*只能是单蒸发温度；*变工况特性较差。串联回路：2-7-7H过程为吸收器出来的点2状态稀溶液，由溶液泵输送先后在低温和高温溶液热交换器，受低压发生器和高压发生器出来的浓溶液加热的过程，溶液温度提高，其浓度a不变。7H-5H-4H过程为a浓度的溶液在高压发生器中的发生过程。7H-5H 为其中的加热过程，在 5H 点溶液达到饱和状态开始沸腾，发生冷剂水蒸气。过程沿Pr等压线进行，直到 4H 状态终止。 4H-8H过程为高压发生器出来的溶液在高温溶液热交换器中的冷却过程。其浓度0不变，温度降低。4H状态的溶液称做中间溶液。 8H-5-4过程为8H状态的溶液进入低压发生器被来自高压发生器的3H状态的冷剂蒸气加热，以及在 Pk压力下点5状态发生出点3状态冷剂蒸气的过程，直到点4状态，发生过程结束。 4-8为低压发生器中流出的浓溶液在低温溶液热交换器中的冷却过程。溶液的温度降低到 t8，质量浓度不变。2+8-9分别为点 8 状态的浓溶液与吸收器中点 2 状态的稀溶液混合的过程。其混合溶液最后达到点9状态。若直接喷淋浓溶液，则无此过程。9-9为混合溶液在吸收器中的闪发过程。9-2为混合液在吸收器中的冷却、吸收过程。9 状态的混合溶液在吸收器管内冷却水的作用下，吸收来自蒸发器点 1 状态的蒸气，成为点 1 状态的稀溶液。3H-3H为高压发生器的冷剂蒸气在低压发生器管簇内的冷凝放热过程。（作为低压发生器的热源）3H-3为低压发生器管内冷剂水（从高压发生器过来的）进入冷凝器的节流、冷却过程。压力由Pr降到Pk，冷剂水的最终状态达到点3状态。3-3为低压发生器的冷剂蒸气在冷凝器中的冷凝过程。在冷凝器管内冷却水的作用下，凝结成点3状态的冷剂水。 3-3 ”为冷凝器中的冷剂水进入蒸发器的节流、蒸发过程。点3状态的冷剂水节流进入蒸发器后，压力降至P0但焓值不变3（点1与点1）。蒸发器吸取管束内冷水的热量而制冷。成为点1状态的冷剂蒸气。 并联回路：1. 溶液循环由吸收器出来的稀溶液（图中点1）压力为Pe，浓度为，温度为t1；经发生器泵升高压力，溶液的状态由点1到点2，此时浓度没有变化，温度t2t1，略有变化可忽略，点2与点1重合。发生器泵GP供出的溶液分两路，一路在高温溶液热交换器中被预热，温度升高到t3，状态由点2到点3。该溶液进入高压发生器中被加热，并在Ph下沸腾汽化，产生冷剂水蒸汽，溶液浓度变浓（s1），状态点4是高压发生器溶液发生过程的终了状态，高压发生器中溶液过程为334。高压发生器出来的浓溶液（点4）经高温溶液热交换器冷却到状态点5，温度为t5，进入吸收器时压力节流到Pe（状态点6），在h图上点6与点5重合，而点5是压力Ph下的过冷液体。 另一路稀溶液经低温溶液热交换器预热到状态点7（温度为t7，浓度不变）；又经冷凝水热交换器加热到状态点8（温度为t8）。该点溶液压力高于Pc，进入低压发生器时节流到Pc，溶液成为压力Pc下的湿蒸汽（点9，与8点重合）。在低压发生器中溶液被加热汽化，其中冷剂水被蒸发出来，溶液变为浓溶液（s2），低压发生器中的溶液过程为9910。状态点10的浓溶液经低温溶液热交换器冷却，温度降到t11，浓度不变（状态点11）。进入吸收器时压力节流到Pe（状态点12），在h图上点12到点11重合，但点12是压力Pe下的湿蒸汽。吸收器泵吸入的溶液为点6、12的饱和溶液（点6和12是对应的饱和溶液状态点）与点1溶液的混合物（点13，应在点6、12和点1的连线上）。 状态点13的溶液经泵提高压力（点13到点14），此时浓度不变，温度也基本不变，点14与点13重合。该溶液喷淋在吸收器的传热管簇上，吸收冷剂水蒸汽而成为稀溶液（状态点1）。2. 冷剂水循环（高压发生器发生的部分）高压发生器出来的蒸汽应是发生过程（点3到点4）所产生蒸汽的混合物，可以看成是34过程的平均状态的蒸汽（状态点15）。冷剂水进入低压发生器的盘管，加热低压发生器的浓溶液而本身在等压下冷凝成饱和水（状态点16）。饱和水进入冷凝器时节流成压力为Pc的湿蒸汽（状态点17，是17与17”的混合物），它由大部分饱和水（点17）与小部分饱和水蒸气（点17）所组成，这小部分饱和水蒸气也在冷凝器中冷凝成饱和水（点17）。在低压发生器中发生的冷剂水蒸汽（状态18）进入冷凝器中冷凝成饱和水（点17）。（即1817的过程）在低压发生器中发生的冷剂水蒸汽（状态18）进入冷凝器中冷凝成饱和水（点17）。饱和水节流后进入蒸发器，成为压力为Pe的湿蒸汽（状态点19），它由大部分的饱和水（点19）和小部分的饱和水蒸气（点19）所组成。饱和水再蒸发成水蒸气（点19）。水蒸气在吸收器中被溶液所吸收。冷剂水如此不断循环。（171919”）直燃机：得到热水的三种方式：用蒸发器制备热水（冷冻水与热水为同一水系统）；用冷凝器、溶液热交换器、吸收器制备热水（冷却水与热水为同一水系统）；另设热水器制备热水；单效型：驱动热源在机组内被直接利用一次。双效型：驱动热源在机组的发生器内被直接利用，并在低压发生器内被间接地第二次利用。多效型：驱动热源在机组内被直接和间接地多次利用。 第一类吸收式热泵：是以消耗高温热能作为代价，通过向系统输入高温热能即高品质热能（如蒸汽、燃料直接燃烧），将低温热源（废热）的热能，提高其温度以中温的形式供给用户。 第二类吸收式热泵：是在不供给其它高温热源的条件下靠输入的中温热能（废热）驱动系统运行，将其中一部分热能品位提高，成为高温热水或蒸汽，送至用户，另一部分能量则