1 概述

天然氣被認為是一種優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的化石燃料，具有很低的碳排放比系數(shù)，目前已經(jīng)被認為是最具有發(fā)展?jié)摿Φ囊淮文茉粗?/p>

。但是即使大規(guī)模使用天然氣作為燃料，仍然無法滿足我國對于碳排放的預期，因此還必須尋找其他減少碳排放量的方法

。

富氧燃燒被認為是最易實現(xiàn)工業(yè)化和最具有潛力的電廠大規(guī)模碳捕獲技術之一

。然而在富氧燃燒過程中，大量的能量被消耗在O

產(chǎn)生過程和煙氣分離單元中，這導致系統(tǒng)產(chǎn)電效率大幅度降低，限制了富氧燃燒模型的推廣

。而液化天然氣(LNG)作為一種常見的天然氣存儲運輸方式，貯存著大量的冷能

。研究表明，將LNG冷能應用于富氧燃燒電廠中，不僅可以有效提高LNG冷能的利用效率，而且可以大幅度提高富氧燃燒系統(tǒng)的產(chǎn)電效率

。因此，將LNG冷能應用到富氧燃燒技術中是彌補電廠能源損失的有益嘗試。

考慮到燃燒設備能夠承受的溫度條件，通常采用CO

或H

O作為稀釋劑中和燃燒器的燃燒溫度。稀釋劑不同，對于系統(tǒng)的經(jīng)濟性和優(yōu)化潛力有著重要的影響。但是到目前為止，仍然缺少稀釋劑對富氧燃燒模型經(jīng)濟性影響的研究，因此有必要分別對CO

或H

O作為稀釋劑的LNG富氧燃燒系統(tǒng)進行經(jīng)濟和優(yōu)化性能評估。

火用及火用經(jīng)濟分析方法作為一種同時考慮系統(tǒng)能耗和經(jīng)濟成本的分析手段受到廣泛關注

。該方法一直以來都被認為是對系統(tǒng)性能優(yōu)化做出合理化建議、精確評估系統(tǒng)經(jīng)濟可行性的有效辦法，并經(jīng)常被應用到復雜的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中

。

本文提出分別使用CO

和H

O作為稀釋劑中和燃燒溫度的LNG富氧燃燒發(fā)電廠。為識別和量化系統(tǒng)火用損及經(jīng)濟成本，采用火用及火用經(jīng)濟分析手段對系統(tǒng)進行研究，對分析結(jié)果進行深入討論。由此對系統(tǒng)火用效率及經(jīng)濟可行性進行評估，并定量掌握了系統(tǒng)能耗及經(jīng)濟性兩方面的優(yōu)化潛力。

2 模型建立

2.1 系統(tǒng)模型

圖1、2分別是以H

O和CO

作為稀釋劑的LNG富氧燃燒系統(tǒng)(簡稱為O

/H

O燃燒系統(tǒng)和O

/CO

燃燒系統(tǒng))流程，兩者皆主要由燃燒器、燃氣輪機、余熱回收單元及煙氣分離單元組成。

在圖1中，通過空氣分離裝置制得的氧氣(物流1)經(jīng)過壓縮機加壓后(物流2)，與天然氣(物流29)和稀釋劑水(物流22)混合后進入燃燒器進行燃燒，燃燒后的煙氣(物流3)進入燃氣輪機通過膨脹驅(qū)動發(fā)電機產(chǎn)生電能。排氣(物流4)進入余熱回收單元，為汽水循環(huán)提供熱量。之后，降溫后的煙氣(物流7)在換熱器1中與低溫天然氣(物流26)進行換熱，并進入分離裝置1中(物流8)，分離出來的水(物流20)被分為兩部分，一部分(物流21)經(jīng)過泵2加壓后被送入燃燒器，另一部分(物流23)則直接排出系統(tǒng)。相對干燥且富含CO

的煙氣(物流9)經(jīng)過壓縮機2加壓至CO

冷凝壓力，之后高壓煙氣(物流10)在換熱器2中通過換熱冷卻為低溫高壓煙氣(物流11)，最后液態(tài)CO

(物流13)在分離裝置2中被分離并捕獲，而剩余煙氣(物流12)則被排出系統(tǒng)。LNG(物流24)經(jīng)過泵3加壓為高壓液化天然氣(物流25)，之后依次通過換熱器2和換熱器1與煙氣進行換熱，為系統(tǒng)提供冷能，天然氣(物流27)在分離器2中被分為兩部分，一部分(物流29)被用作燃燒器的燃料，另一部分(物流28)被存儲下來通過管道輸送至其他用戶處。

其次，我國的互聯(lián)網(wǎng)金融企業(yè)還面臨這來自外資的競爭。我國大部分的汽車金融公司具有外資背景，而國外的汽車金融發(fā)展時間較長，業(yè)務較為成熟，這對我國的互聯(lián)網(wǎng)汽車金融行業(yè)造成了巨大的威脅，但這也是一個巨大的挑戰(zhàn)，激勵我國互聯(lián)網(wǎng)汽車金融公司不斷提高自身業(yè)務水平，迎頭趕上。

一是，2017年4月20日—4月21日，由北京飛莫斯科，當天轉(zhuǎn)機伏爾加格勒，在伏爾加格勒尋訪阿玉奇牙帳地馬努托海遺址疑似地，以及當?shù)氐奶K聯(lián)衛(wèi)國戰(zhàn)爭勝利紀念碑群——祖國母親紀念碑；

在圖2中，與O

/H

O燃燒系統(tǒng)不同的是，在換熱器1中完成降溫的煙氣(物流b8)經(jīng)過分離處理后，分離出來的水(物流b20)被抽離系統(tǒng)，而相對干燥且富含CO

的煙氣(物流b9)在壓縮機2中加壓至CO

冷凝壓力。之后高壓且富含CO

的煙氣(物流b10)在分流器1中分為兩部分：一部分(物流b11)在換熱器2中預冷為低溫煙氣(物流b12)，然后流經(jīng)換熱器3通過與液化天然氣進行換熱降溫至CO

冷凝溫度，液化后且富含CO

的煙氣(物流b13)進入分離裝置2中將液態(tài)CO

(物流b31)分離并捕獲，剩余煙氣(物流b30)被排出系統(tǒng)。另一部分(物流b21)進入壓縮機3中加壓至燃燒壓力，之后富含CO

的高壓煙氣(物流b22)被送入燃燒器中作為稀釋劑調(diào)節(jié)燃燒溫度。此外，O

/CO

燃燒系統(tǒng)中的其他過程與O

/H

O燃燒系統(tǒng)相同。

本文利用大型化工流程模擬軟件Aspen Plus對兩個系統(tǒng)進行了模擬仿真。模型建立過程中，兩個系統(tǒng)中的燃料進量保持一致，燃燒器進口燃料物流設置為3 600 kmol/h，氧氣富裕度(與化學計量比相比)為2%，且進料物流的性質(zhì)在兩個系統(tǒng)中也保持相同，進料物流的組成及相關性質(zhì)見表1。本文假定所有組分均在穩(wěn)態(tài)條件下運行，其余一些模擬過程中組件的主要熱力學參數(shù)見表2。本文涉及的壓力均為絕對壓力。

2.2 模型驗證

O

/H

O燃燒系統(tǒng)和O

/CO

燃燒系統(tǒng)通過XIANG等人

研究的天然氣聯(lián)合循環(huán)電廠(NGCC)來進行驗證，當兩個模型的相關參數(shù)與文獻中的對應模型保持一致時，模擬結(jié)果顯示O

/H

O燃燒系統(tǒng)和O

/CO

燃燒系統(tǒng)的產(chǎn)電效率分別為38.6%和51.2%，與文獻中的對應效率參數(shù)38.9%和51.1%相近。因此可以表明本文提出的模型合理，可以用于后續(xù)的研究分析。

2.3 計算模型

① 火用分析

當系統(tǒng)相對于環(huán)境靜止時，忽略勢能和動能，系統(tǒng)中物流火用可以表示為物理火用和化學火用之和

。

系統(tǒng)內(nèi)部由于發(fā)生化學反應和熱交換等不可逆過程，因此會出現(xiàn)火用損

：

=

-

-

(1)

O

/H

O燃燒系統(tǒng)和O

/CO

燃燒系統(tǒng)內(nèi)各組件的燃料火用、產(chǎn)品火用及火用損的計算過程分別見表3、4。其中需要注意的是，余熱回收單元中的冷凝器屬于耗散組件，因此直接定義冷凝器的火用損為

-

或

-

，而不考慮其燃料火用和產(chǎn)品火用。另外由于本文設置環(huán)境狀態(tài)為系統(tǒng)邊界條件，因此只需要計算系統(tǒng)總泄漏火用而不在表3、4中考慮單獨組件的泄漏火用

L，

。

在系統(tǒng)運行的過程中，組件之間會相互影響。為了評估這種相互作用，將組件

的火用損分為內(nèi)源和外源部分；為了揭示系統(tǒng)部件能耗的優(yōu)化潛力，還將組件

的火用損分為可避免和不可避免部分；即將組件

的火用損進一步劃分為內(nèi)源可避免、外源可避免、內(nèi)源不可避免及外源不可避免部分

，具體見式(2)：

根據(jù)設備的維護記錄，設備的投用時間和設備使用年限，結(jié)合儀表廠家的備品生產(chǎn)信息，定期生成診斷報告，告訴用戶更換設備或定期更換備品備件。

(2)

② 火用經(jīng)濟分析

火用經(jīng)濟分析方法是一種評估系統(tǒng)內(nèi)組件經(jīng)濟性的有效手段。系統(tǒng)內(nèi)組件

的經(jīng)濟平衡方程通常采用式(3)表達：

(3)

組件

的單位燃料火用成本方程為：

(4)

O

/H

O燃燒系統(tǒng)和O

/CO

燃燒系統(tǒng)內(nèi)各個組件的經(jīng)濟平衡方程和輔助方程

見表5、6。

類似于火用損分析方法，火用損成本和投資成本同樣可以分為可避免、不可避免、內(nèi)源和外源部分

：

(5)

(6)

(7)

(8)

為了深入進行火用經(jīng)濟分析，將組件

的火用損成本細分為內(nèi)源可避免部分、外源可避免部分、內(nèi)源不可避免部分及外源不可避免部分

：

(9)

③ 系統(tǒng)評價指標

組件

的火用效率

作為評估并比較不同組件能效的重要參數(shù)，被定義為該組件

的產(chǎn)品火用與燃料火用的比值：

(10)

O

/H

O燃燒系統(tǒng)和O

/CO

燃燒系統(tǒng)整體的火用效率分別定義為

和

：

然后教師再總結(jié)：壓力是一種效果力，而重力是一種性質(zhì)力，他們之間并沒有本質(zhì)的聯(lián)系，所以壓力可以由重力產(chǎn)生，也可以由其他力產(chǎn)生。這樣學生就不會將它們混在一起了。

(11)

(12)

為比較系統(tǒng)內(nèi)不同組件可避免火用損，定義可避免火用損率為：

(13)

定義組件

的內(nèi)源可避免、內(nèi)源不可避免、外源可避免、外源不可避免火用損率如下：

(14)

(15)

(16)

(17)

3 結(jié)果與分析

3.1 火用分析結(jié)果

表10、11詳細反映了O

/H

O燃燒系統(tǒng)和O

/CO

燃燒系統(tǒng)內(nèi)重要組件的火用損成本。燃燒器在兩個系統(tǒng)中的火用損成本都達到最大，分別為49 288 美元/h和517 094 美元/h。在O

/H

O燃燒系統(tǒng)中，燃燒器火用損成本過高是因為該組件本身火用損過高；而在O

/CO

燃燒系統(tǒng)中則是因為燃燒器相對較高的單位火用成本。

基于火用分析結(jié)果可知，O

/CO

燃燒系統(tǒng)的可避免火用損率高達19.97%，遠高于O

/H

O燃燒系統(tǒng)的11.99%。另外，在O

/H

O燃燒系統(tǒng)中只有53.65%的火用損屬于內(nèi)源部分，而O

/CO

燃燒系統(tǒng)中內(nèi)源火用損占比高達88.54%。因此，以CO

作為稀釋劑的LNG富氧燃燒系統(tǒng)具有相對較高的能耗優(yōu)化潛力，且該系統(tǒng)中的火用損主要是由組件內(nèi)部自身的不可逆性造成的。

兩個系統(tǒng)內(nèi)重要組件的可避免/不可避免、內(nèi)源/外源火用損見表9。系統(tǒng)性能的可優(yōu)化程度主要取決于其可避免火用損率。由表9可知，O

/CO

燃燒系統(tǒng)中各個組件的可避免火用損率除燃燒器外都要高于O

/H

O燃燒系統(tǒng)中的對應組件。另外，在O

/CO

燃燒系統(tǒng)中，組件的火用損主要集中在內(nèi)源部分，由此可知各個組件自身的不可逆性是造成組件火用損的重要原因。因此，以CO

作為稀釋劑可以提高富氧燃燒系統(tǒng)內(nèi)各個組件的優(yōu)化潛力。

3.2 火用經(jīng)濟分析結(jié)果

O

/H

O燃燒系統(tǒng)和O

/CO

燃燒系統(tǒng)內(nèi)重要組件的火用效率見圖3，兩個系統(tǒng)的火用分析結(jié)果分別見表7、8。從系統(tǒng)整體看，在O

/ CO

燃燒系統(tǒng)中表現(xiàn)出更高的火用效率，即以更低的燃燒火用得到更高價值的產(chǎn)品火用。由表7及表8可知，從系統(tǒng)整體而言，在保持系統(tǒng)進料及燃燒條件相同的條件下，O

/CO

燃燒系統(tǒng)的總火用損為509.77 MW，明顯低于O

/H

O燃燒系統(tǒng)；另外，O

/CO

燃燒系統(tǒng)在運行過程中的總火用效率高達51.12%，遠大于O

/H

O燃燒系統(tǒng)。因此，從能耗角度來講，CO

更適合作為LNG富氧燃燒系統(tǒng)的稀釋劑。

兩個系統(tǒng)中各重要組件的4種火用損率分別見表12、13，表中，因為部分組件的外源火用損為負值，因此，該組件的火用損率為負值，在比 較的過程中，負值無意義，用“—”表示。為了更加詳細地研究兩種不同稀釋劑對燃燒系統(tǒng)的影響，需要進一步對比分析。

① 燃燒器

如表10、11所示，O

/CO

燃燒系統(tǒng)中燃燒器的火用損成本遠高于O

/H

O燃燒系統(tǒng)；且由表12、13可知，在O

/CO

燃燒系統(tǒng)與O

/H

O燃燒系統(tǒng)中，燃燒器中可避免火用損率分別11.36%與11.55%，該組件在兩個系統(tǒng)中火用損成本的優(yōu)化潛力相近。因此，以H

O作為稀釋劑中和燃燒溫度時，燃燒器具有更高的經(jīng)濟可行性。

、

、

、

、

——O

/H

O燃燒系統(tǒng)中壓縮機1、泵1、壓縮機2、泵3、泵2所需電能成本，美元/h

② 燃氣輪機

由表10、11可知，O

/H

O燃燒系統(tǒng)和O

/CO

燃燒系統(tǒng)中燃氣輪機的火用損成本分別為4 741 美元/h和11 801 美元/h。由表12、13可知，燃氣輪機在O

/CO

燃燒系統(tǒng)中的可避免火用損率為35.18%，高于O

/H

O燃燒系統(tǒng)。

③ 余熱回收單元

從表10、11可見，余熱回收單元在O

/CO

燃燒系統(tǒng)中的火用損成本遠高于O

/H

O燃燒系統(tǒng)。另外該組件在O

/CO

燃燒系統(tǒng)中可避免火用損率26.25%，略高于O

/H

O燃燒系統(tǒng)的22.32%。因此，在優(yōu)化潛力相差不明顯的情況下，O

/CO

燃燒系統(tǒng)中余熱回收單元將消耗更多的經(jīng)濟成本。

、

——O

/CO

燃燒系統(tǒng)中燃氣輪機、汽輪機發(fā)電功率，MW

從表10、11可見，O

/CO

燃燒系統(tǒng)中換熱器1的火用損成本為85 678 美元/h，是O

/H

O燃燒系統(tǒng)中該組件火用損成本的5.7倍。如表12、13所示，在O

/CO

燃燒系統(tǒng)和O

/H

O燃燒系統(tǒng)中換熱器1的可避免火用損率分別僅為4.88%和0.02%。該分析結(jié)果說明在O

/CO

燃燒系統(tǒng)中換熱器1消耗成本更多，且在兩個系統(tǒng)內(nèi)換熱器1的升級空間受到限制。

⑤ 煙氣分離單元

“基礎會計”是面向經(jīng)管類專業(yè)開設的一門專業(yè)基礎課。主要教學目標為，在了解會計基礎理論的同時，具備根據(jù)企業(yè)基本經(jīng)濟業(yè)務進行賬務處理的能力。主要教學內(nèi)容包括：復式記賬原理、借貸記賬法、會計憑證填制、賬簿登記、會計報表編制等。

如表10、11所示，煙氣分離單元在O

/H

O燃燒系統(tǒng)中的火用損成本為9 851 美元/h，明顯低于O

/CO

燃燒系統(tǒng)。由表12、13可知，該組件在O

/H

O系統(tǒng)及O

/CO

燃燒系統(tǒng)中的可避免火用損率分別為33.54%和42.14%。因此可知,當以CO

為系統(tǒng)的稀釋劑時，煙氣分離單元將會消耗更多的成本，但由于較高的優(yōu)化潛力，該組件仍然具有很高的研究優(yōu)化價值。

4 結(jié)論

① O

/CO

燃燒系統(tǒng)的總火用效率為51.12%，高于O

/H

O燃燒系統(tǒng)的36.35%；O

/CO

燃燒系統(tǒng)可避免火用損率為19.97%，遠高于O

/H

O燃燒系統(tǒng)的11.99%。

故事敘述中，同一主題卻采用正反兩個故事或一個故事卻有對比的不同結(jié)局、不同做法即為對比法。如在教授《集體力量大》一課中，教師播放兩名小學生做值日的錄像，一個認真細致，一個敷衍了事，對比鮮明，反差巨大，能夠引導學生迅速找到討論的切入點。

② 從系統(tǒng)整體而言，在保持系統(tǒng)進料及燃燒條件相同的條件下，O

/CO

燃燒系統(tǒng)火用效率更高，從能耗角度來講，CO

更適合作為LNG富氧燃燒系統(tǒng)的稀釋劑，以CO

作為稀釋劑可以提高富氧燃燒系統(tǒng)各個組件的優(yōu)化潛力。

(1) 主體符號

——火用損率(定義式見式(13))

——火用損，MW

——火用成本，美元/h

——O

/CO

燃燒系統(tǒng)中汽輪機電量成本，美元/h

、

、

、

、

——O

/CO

燃燒系統(tǒng)中壓縮機1、泵1、壓縮機2、壓縮機3、泵2所需電能成本，美元/h

——O

/CO

燃燒系統(tǒng)中燃氣輪機剩余電量成本，美元/h

迷走神經(jīng)刺激可能有遠期效果而被批準用于難治性的抑郁癥患者。沒有資料證實它有快速的效果，因此不能用于抑郁癥的急性期治療。迷走神經(jīng)刺激可作為其他抗抑郁治療的輔助措施。

——火用損成本，美元/h

——O

/H

O燃燒系統(tǒng)中汽輪機電量成本，美元/h

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS20.00軟件分析數(shù)據(jù)，計數(shù)資料以例數(shù)或百分比表示，比較采用χ2檢驗；正態(tài)分布的計量資料以表示，比較采用t檢驗，用Pearson相關分析法進行相關性分析，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2008年北京奧運會之后，建設體育強國開始成為我國體育發(fā)展新的認知[1]。2017年，習近平在十九大報告中提出：“加快推進體育強國建設”，體育強國由此上升為國家戰(zhàn)略[2]。體育強國其內(nèi)涵主要包括競技體育、群眾體育、體育產(chǎn)業(yè)、體育文化、體育科教5個層面[3]。群眾體育是體育強國建設的重要組成部分，近年來我國學者在這一領域的研究取得了豐碩成果，這些研究涉及我國群眾體育發(fā)展的方方面面。

——O

/H

O燃燒系統(tǒng)中燃氣輪機剩余電量成本，美元/h

——物流火用，MW

2013年汛期，嫩江、松花江發(fā)生了1998年以來最大的流域性洪水，黑龍江發(fā)生了1984年以來最大的流域性洪水。在黨中央、國務院的堅強領導下，在國家防總、松花江防總的組織指揮和有關部門、地區(qū)全力支持下，黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古三?。ㄗ灾螀^(qū)）各級黨委政府和廣大軍民共同努力，奪取了嫩江、松花江、黑龍江流域防汛抗洪斗爭全面勝利，有力保障了人民群眾生命安全，最大程度減輕了洪澇災害損失。

O

——系統(tǒng)內(nèi)O

的火用，MW

天界，1969年出生，浙江黃巖人，中國作協(xié)會員，寫作以詩和評論為主。2008年參加詩刊社第二十四屆青春詩會。浙江省文聯(lián)《品位·浙江詩人》雜志執(zhí)行主編。

——燃料火用，MW

——泄漏火用，MW

反應堆壓力容器是核電站重要的不可更換設備，在反應堆開關蓋期間要盡量避免螺栓咬死的情況，應對螺栓及螺孔螺紋的檢查、潤滑、擰入擰出的速度及力矩進行有效控制，在出現(xiàn)咬死后處理措施要保守，盡量避免對螺孔螺紋的損壞。螺栓咬死后的取出以及螺孔螺紋缺陷的處理的研究，為工程及運營期間出現(xiàn)該類問題提供了解決方案，提高了設備的可靠性。

——系統(tǒng)內(nèi)LNG的火用，MW

CO，OUT

——系統(tǒng)捕獲CO

的火用，MW

——產(chǎn)品火用，MW

、

——系統(tǒng)進口、出口物流的數(shù)量

——系統(tǒng)中組件消耗的功率，MW

1.2.1 成立腦卒中社區(qū)延續(xù)性康復護理服務小組 腦卒中社區(qū)延續(xù)性康復護理服務小組成員工作人員共15人，包括臨床醫(yī)師2人、護理人員8人、康復治療師5名。本小組成員均接受延續(xù)性康復護理服務培訓。

④ 換熱器1

、

——O

/H

O燃燒系統(tǒng)中燃氣輪機、汽輪機發(fā)電功率，MW

——O

/CO

燃燒系統(tǒng)凈發(fā)電功率，MW

——O

/H

O燃燒系統(tǒng)凈發(fā)電功率，MW

——火用損率(定義式見式(14)～(17))

——投資成本(投資與運維成本之和)，美元/h

——火用效率

——O

/CO

燃燒系統(tǒng)火用效率

——O

/H

O燃燒系統(tǒng)火用效率

(2) 上標

AV——可避免

EN——內(nèi)源

EX——外源

UN——不可避免

(3) 下標

b1,b2,…，b31——O

/CO

燃燒系統(tǒng)中物流編號

bC1、bC2、bC3——O

/CO

燃燒系統(tǒng)中的壓縮機1、壓縮機2、壓縮機3

bP1、bP2——O

/CO

燃燒系統(tǒng)中的泵1、泵2

bGT、bT——O

/CO

燃燒系統(tǒng)中燃氣輪機、汽輪機

bCOM、bHRSG、bHEX1、bFGU——O

/CO

燃燒系統(tǒng)中的燃燒器、余熱回收單元、換熱器1和煙氣處理單元

COM、HRSG、HEX1、FGU——O

/H

O燃燒系統(tǒng)中的燃燒器、余熱回收單元、換熱器1和煙氣處理單元

C1、C2——O

/H

O燃燒系統(tǒng)中壓縮機1、壓縮機2

F——燃料

f——單位燃料

GT、T——O

/H

O燃燒系統(tǒng)中的燃氣輪機、汽輪機

in——進口

——組件

Loss——泄漏

out——出口

P——產(chǎn)品

P1、P2、P3——O

/H

O燃燒系統(tǒng)中的泵1、泵2、泵3

tot——系統(tǒng)整體

1,2，…，29——O

/H

O燃燒系統(tǒng)中物流編號

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