广东工业大学：《高等工程热力学》课程教学资源（课件讲稿）㶲经济分析

2-2㶲经济分析 一、 㶲经济分析的产生背景 二、㶲经济学特点 三、 能量定价问题 四、系统不同部位㶲的不等价性 五、㶲成本分摊一补充方程 六、排弃㶲的成本分配 七、成本与价格的关系 八、㶲经济学分析与综合的模式与方法

1 2-2㶲经济分析 一、㶲经济分析的产生背景 二、㶲经济学特点 三、能量定价问题 四、系统不同部位㶲的不等价性 五、㶲成本分摊—补充方程 六、排弃㶲的成本分配 七、成本与价格的关系 八、㶲经济学分析与综合的模式与方法

㶲经济分析产生背景 现象方程 任何实际用能过程（热量传递、质量传递、动量传 递、化学反应过程等)均存在以下现象方程： 过程速率 推动力 阻力 T 如传热过程： K-1 过程速率的大小决定着过程进行的设备、硬件系 统的投资费用； 推动力，即过程的热力学不可逆程度，与过程的 㶲损耗互为单调增加关系（有时是线性关系）， 直接决定过程进行的能耗费用

2 过程速率的大小决定着过程进行的设备、硬件系 统的投资费用； 推动力，即过程的热力学不可逆程度，与过程的 㶲损耗互为单调增加关系（有时是线性关系）， 直接决定过程进行的能耗费用。 任何实际用能过程（热量传递、质量传递、动量传 递、化学反应过程等）均存在以下现象方程： 如传热过程： 现象方程 一、㶲经济分析产生背景

㶲经济分析产生背景 热力学考虑 㶲分析片面强调降低㶲损耗来达到过程热力 学的完善性，而忽视了㶲损耗对实际过程进行的 推动力作用，在降低㶲损耗的同时，引起过程进 行的推动力减少，相应的设备投资费用增加：凝 汽器、换热器； 㶲分析也不能反映出能量在变化过程中价值 的变化，更不能给出㶲损耗同工艺过程进行之间 的关联以及在实际工业过程中合理减少㶲损耗的 限制条件

3 㶲分析片面强调降低㶲损耗来达到过程热力 学的完善性，而忽视了㶲损耗对实际过程进行的 推动力作用，在降低㶲损耗的同时，引起过程进 行的推动力减少，相应的设备投资费用增加：凝 汽器、换热器； 㶲分析也不能反映出能量在变化过程中价值 的变化，更不能给出㶲损耗同工艺过程进行之间 的关联以及在实际工业过程中合理减少㶲损耗的 限制条件。 热力学考虑 一、㶲经济分析产生背景

㶲经济分析产生背景 动力学考虑 由于实际过程的工程考虑，必须以一定的过程 速率进行，即通过一定的㶲损耗来推动过程进行， 但动力学也难以给出合理的过程速率！（管道、换 热器)

4 由于实际过程的工程考虑，必须以一定的过程 速率进行，即通过一定的㶲损耗来推动过程进行， 但动力学也难以给出合理的过程速率！（管道、换 热器） 动力学考虑 一、㶲经济分析产生背景

㶲经济分析产生背景 经济学考虑 热力学、动力学均难以成为能量利用合理性的 判据，利用经济学则是目前唯一可行的合理性 判据，即 Max (P)=S-(Oa+) 在一定的物料流程方案下，过程能量综合优化主 要取决于能耗费用0e与设备费用0d权衡

5 热力学、动力学均难以成为能量利用合理性的 判据，利用经济学则是目前唯一可行的合理性 判据，即 经济学考虑 在一定的物料流程方案下，过程能量综合优化主 要取决于能耗费用Oe与设备费用Od权衡。 一、㶲经济分析产生背景

㶲经济分析产生背景 用能效率费用权衡关系 440 ◆一热源。一非共沸工质一。一纯工质 费 420 用 总费用 400 380 操作费用 期 投资费用 360 340 320 300 1000 20003000 40005000 6000 热量[kW 用能效率 用能效率_费用权衡关系 换热过程示意图

6 操作费用 投资费用 总费用 用能效率 费 用 用能效率~费用权衡关系 用能效率-费用权衡关系 换热过程示意图 一、㶲经济分析产生背景

㶲经济分析产生背景 用能目标 提高能量利用率并不是一个单纯的热力学 问题，实际的设计方案必须是在满足工程实 际要求的前提下，如可靠性、可操作性、灵 活性及最小的环境污染，达到热力学的完善 性与经济上的最大效益两方面的目标

7 提高能量利用率并不是一个单纯的热力学 问题，实际的设计方案必须是在满足工程实 际要求的前提下，如可靠性、可操作性、灵 活性及最小的环境污染，达到热力学的完善 性与经济上的最大效益两方面的目标。 用能目标 一、㶲经济分析产生背景

㶲经济分析产生背景 问题：如何实现能耗费用与投资费用的统一？ 设备费用0较为直观，计算相对方便； 但如何计算能耗费用0。？以什么为基准来确定能 量流的价值？特别是针对某些中间物流？ 经历了较长时间的争论、发展，基本达成共识， 这是本课程需要解决的问题。 既然合理性判据是经济学，因此主要的问题集中 在各式各样能量流的计价

8 设备费用Od较为直观，计算相对方便； 但如何计算能耗费用Oe ？以什么为基准来确定能 量流的价值？特别是针对某些中间物流？ 经历了较长时间的争论、发展，基本达成共识， 这是本课程需要解决的问题。 既然合理性判据是经济学，因此主要的问题集中 在各式各样能量流的计价。 问题：如何实现能耗费用与投资费用的统一？ 一、㶲经济分析产生背景

㶲经济分析产生背景 㶲经济学（Exer goeconomics.)又称“热经济学 （Thermoeconomics),是㶲分析与技术经济 学相互结合而产生的一门新的交叉学科。它是伴 随世界范围内的能源问题对经济发展的制约而迅 速兴起的一门新型交叉学科，涉及热力学、动力 学、系统工程、技术经济学、计算机学科等学科 的交叉。 Exergoeconomics: Cal led as Exergy-aided cost minimization

9 一、㶲经济分析产生背景 㶲经济学（Exergoeconomics）又称“热经济学 ”（Thermoeconomics），是㶲分析与技术经济 学相互结合而产生的一门新的交叉学科。它是伴 随世界范围内的能源问题对经济发展的制约而迅 速兴起的一门新型交叉学科，涉及热力学、动力 学、系统工程、技术经济学、计算机学科等学科 的交叉。 Exergoeconomics: Called as Exergy-aided cost minimization

㶲经济分析产生背景 㶲经济学的实质是依据㶲含量而赋予能流一定 的价值，结合价值平衡思想，估算能量在形式的转 换与质量变化中价值的变化，最终，以经济效益为 尺度科学地评价系统用能的完善性。 10

10 㶲经济学的实质是依据㶲含量而赋予能流一定 的价值，结合价值平衡思想，估算能量在形式的转 换与质量变化中价值的变化，最终，以经济效益为 尺度科学地评价系统用能的完善性。 一、㶲经济分析产生背景