中国矿业大学韩东太节能原理与技术1.ppt

节能原理与技术 中国矿业大学 机电学院动力工程系 韩东太 一、总论 世界和我国能源消费及资源状况 能源的分类和利用 热能转换与利用中的节能技术 可再生能源 我国的节能政源现况 总结（节能的意义） 潜在的能源危机 诱因： 后果： 世界主要经济国家能源利用率 能源的分类 能源评价的技术指标 能流密度：就是在一定空间或面积内，从某种能源实际所能得到的能量或功率，太阳能100W/m2； 开发费用和设备价格； 存储可能性与供能连续性； 运输费用与损耗； 对环境的污染； 储藏量； 能源品位。 3.1 工业锅炉提高热效率的有效途径 3.1.1 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。 3.1.2 循环流化床（CFB）锅炉 * 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。 3.1.3 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 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１000mmH2O 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。 3.2 余热利用 3.2.1 余热资源 3.2.2 余热利用方式 3.2.3 热管和热泵技术 3.2.4 热能的贮存系统 3.2.1 余热资源 余热资源属于二次能源。 衡量余热资源不仅要看数量，还要看质量。 按余热温度范围可分：高温余热（≥500℃）；中温余热（250～500℃）；低温余热（≤250℃） 3.2.2 余热利用方式 直接利用 （1）预热空气或煤气 （2）预热或干燥物料 （3）生产蒸汽或热水 （3）余热制冷，作为吸收式制冷机的热源 余热发电 （1）利用余热锅炉产生蒸汽，按凝汽式机组循 环或背压式供热机组循环发电 （2）以高温余热作为燃气轮机工质的热源 （3）采用低沸点工质回收中低温余热 3.2.3 热管换热器 3.2.4 热能的贮存系统 对蒸汽能量进行贮存的设备称为蓄热器。实用的蓄热器是以热水作为载热体，将热能贮存在高压饱和热水中，然后利用降压闪蒸产生蒸汽。 变压式蓄热器：工作压力0.5～2.0MPa；工作温度200～300℃ 针对许多工业部门（例如造纸、印染、食品、化工、橡胶等）的用汽设备对蒸汽的需用量往往是不均衡的，波动很大，因此供汽锅炉负荷也会变动，蒸汽压不稳，造成锅炉工况不稳，效率下降，则最适用与采用蓄热器。 设置蓄热器后，其经济效益的大小是取决于用汽负荷波动的幅度及频繁程度。 3.2.5蓄冷技术 意义：移峰填谷，节电省钱 所谓蓄冷就是让制冷机组在电力负荷低谷期运行，所产生的冷量储存起来，在需要时才将冷量释放出，满足生产和生活用冷的需求。 冰蓄冷： 水蓄冷系统就是利用水的显热来储存冷量，水经冷水机组冷却后储存于蓄冷罐中用于次日冷量供应。蓄冷量的大小取决于蓄冷罐容积和蓄冷温差。所谓蓄冷温差是指负荷回流水与蓄冷罐供冷水之间的温度差。 水蓄冷： 冰蓄冷就是将水制成冰，利用水的相变潜热进行冷量的储存。由于冰蓄冷除了可以利用一定温差的水显热外，主要利用的是335kJ/kg的相变潜热。因此，与水蓄冷相比，储存同样多冷量，冰蓄冷所需的体积比水蓄冷的体积小得多。 3.3 热电联产和集中供热 目的：提高能源利用率