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热力学绪论
Engineering Thermodynamics
绪 论
工程热力学是重要的技术基础课
工程热力学是一门研究热能有效
利用及热能和其它形
式能量转换规律的科学
能源转换利用的关系
热 能
电 能
机 械 能
风
能
水
能
化
学
能
核
能
地
热
能
太
阳
能
一次能源
(天然存在)
二次能源
光电转换
燃料电池
光热
聚变
裂变
燃烧
水车
水轮机
风车
热机
电动机
发电机
90%
转换
直接利用
工程热力学与节能
工程热力学建立节能的理论基础
工程热力学是一门研究热能有效
利用及热能和其它形式
能量转换规律的科学
节能的重要性（1）
电力为例：我国电力 2 亿 5 千万千瓦
中等发达国家 1 kW/人
发达国家 6 kW/ 人
2050 年 1 kW/人 15 亿千瓦
我国 0.2 kW/ 人
节能的重要性（2）
煤：9 亿 kW
2050 年 1 kW/人 15 亿千瓦
水能： 3 亿 7 千 6 百 kW
核能：2 亿 kW
风能、太阳能： 1 亿 kW
节能的重要性（3）
燃煤：SO2、粉尘、CO2
（酸雨） （温室效应）
57%城市总悬浮颗粒超标
48个城市SO2浓度超标
82%城市出现过酸雨
目前
黄岛发电厂脱硫装置
中国平均发电耗煤量的变化
g / kW. h
中国与日本工业能耗比较
节能的重要性（4）
我国能源利用率32% (先进>42%)
占铁路货运量42%
占公路货运量22%
占航运25%
32%开采效率
节 能
节能是近年来的基本国策
“开发和节约并重”
节能任重道远
是我们的责任
热力学的分类
工程热力学：热能与机械能
物理热力学
化学热力学
生物热力学
溶液热力学
热力学
能源转换利用的关系
热 能
电 能
机 械 能
风
能
水
能
化
学
能
核
能
地
热
能
太
阳
能
光电转换
燃料电池
光热
聚变
裂变
燃烧
水车
水轮机
风车
热机
电动机
发电机
90%
转换
热 机 种 类
发电（火力、核能） 40%
车辆发动机（内燃机） 25~35%
轮船发动机 25~35%
航空发动机 20~30%
制冷、空调 >200%
能量利用率
火电厂系统图
实际火电厂布置图
元宝山火电厂
大型坑口电站(陕西韩城电厂)
德国1.35MW核电站
首台国产20万千瓦机组(辽宁朝阳电厂)
660MW发电机内部（邯郸发电厂)
石横发电厂30万千瓦机组集控室
扬州第二发电厂600MW监控系统
变电站500kV出线
东北电网总调度大厅
北京市电厂分布示意图
北京市电厂分布示意图
火力发电装置
锅
炉
汽轮机
发电机
给水泵
凝汽器
过热器
基本特点：
1、热源，冷源
2、工质（水，蒸
汽）
3、膨胀做功
4、循环
(加压、加热、
膨胀做功、放热)
航空发动机（燃气循环）
活塞
燃气发电装置
活塞
燃气装置
基本特点：
1、热源，冷源
2、工质（燃气）
3、膨胀做功
4、循环
(加压、加热、
膨胀做功、放热)
压气机
燃气轮机
燃烧室
空气
废气

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