热能转换和利用中节能技术.ppt

热能转换与利用中的节能技术? １. 基本概念和基本原理 １.１热能资源 １.２热力学第一定律和热力学第二定律 １.３节能的基本分析方法—热平衡法 １.４热平衡法简介 １.５设备热平衡—以锅炉热平衡为例 1.1 热能资源 　 热能是人类使用最为广泛的一种能量形式，有８５％～９０％的能源是转换成热能后再加以利用。在一次能源中，热能资源也占了绝大部分。最主要的常规能源有化石燃料，新能源有太阳能、核能、地热能等。 1.2 热力学第一定律和热力学第二定律 自然界基本定律：能量守恒与转换定律 热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热现象上的应用，它揭示了能量在量上的特性。 热力学第二定律涉及能量传递的方向和深度的问题，是能量在质上的特性。所谓能的质量是指能的品位或能的可用性。能量在其传递或转换过程中，品质是逐渐降低的，即能量贬值。 能量在数量上的守恒性和在质量上的贬值性（不可逆）是其最重要两个特性。 1.3 节能的基本分析方法— 热平衡法 热平衡法是建立在热力学第一定律基础上的能量分析方法，主要考察系统热量的平衡关系，揭示能在数量上的转换和利用情况，从而确定系统的能利用率或能效率（热效率）。 1.4 设备热平衡—以锅炉热平衡为例 1.4 .1固体燃料的热平衡方程式： Qr =Q1 +Q2 +Q3 +Q4 +Q5 +Q6 (kJ/kg) （1-1） 热平衡方程的百分比表示式： 100% = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 (%) （1-2） 对于固体燃料， 　q2 和 q4高； 对于液体燃料， q2 高， q４很小，q6＝0 ； 对于气体燃料， q2 高，q4≈0， q6＝0 ; 1.4. 2.锅炉热效率 2.热能转换与利用中的节能技术 2.1 工业锅炉提高热效率的有效途径 2.2 余热利用 2.3 热电联产和集中供热 2.4 燃气—蒸汽联合循环 2.5 分布式能源利用系统 2.6 建筑节能 2.7 清洁、高效新型燃料 2.1 工业锅炉提高热效率的有效途径 2.1.1 燃煤链条锅炉 存在问题： 　因q2 和 q4高，热效率低，一般７０％； 　污染严重。 措施: (燃烧无烟煤链条锅炉) 　合理布置前后拱，及时着火，提高燃烬； 　合理配风，控制过量空气系数，热风； 　二次风　。 ２.1.2 循环流化床（CFB）锅炉 * 概述 * 存在问题： 锅炉热效率比煤粉炉低,大约85%;主要原因是飞灰含碳量高，大约达25%。 * 措施： 　设计时选择合适的流化气速，炉膛高度，保证煤颗粒在炉内获得充足的停留时间； 　保持床层和炉膛950℃以上的高温，以提高飞灰燃尽率; 要正确设计燃料破碎系统,减少飞灰份额; 选择一个高效的分离器。 2.1.3油、气锅炉 对于油炉：由于先进的燃烧器和成熟的本体设计，柴油燃尽率和排烟温度都可控制到理想程度，故油炉提高热效率已没有多少余地。但重油还有余地。 　 如果本体设计有缺陷，排烟温度过高，可根据燃烧器背压余量布置热管省煤器。 对于气炉：大量水蒸气携带着可观的汽化潜热离开锅炉。这部分热量约占天然气低位发热量的14 % 。它等于燃料高低位发热量之差。 　　尽可能多地通过锅炉受热面或特殊换热器把排烟中的水蒸气凝结下来，回收其热量，就能较大幅度地提高锅炉热效率。 重油燃烧技术 目的：提高雾化质量，降低q4和颗粒物排放 雾化技术: 转杯雾化和气泡雾化 降低黏度: 预热或掺适量轻油 掺水燃烧: 合理掺水率可降低q4和烟气黑度 ( 见结构图 ) 转杯雾化技术 6500/min 高速旋转的转杯 ----离心力作用导致油膜越来越薄 高压(由高速旋转叶片升压至１000mm　H2O 以上，风速达100m/s)的一次风(风量的10%)把薄油膜粉碎至几十微米颗粒。 气泡雾化喷嘴技术 气泡雾化喷嘴技术是用气泡作为雾化的动力，利用气泡 的产生、运动、变形直到出口爆破来产非常细小的液雾。 主要特点为: （1）液雾颗粒粒度小(索太尔平均直径SMD≤40μm)，尺寸 分布均匀(尺寸分布指数N2)； （2）雾化效果基本不受燃油粘度大小的影响,粘度使用范围 宽，为70°E(即燃油需具有流动性)； （3）燃烧完全，不冒黑烟,燃烧效率达99.5%以上，燃烧产物 中污染物低于国家环保局规定的各项指标；