能源管理基础知识.ppt

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1、重点用能单位能源管理基础知识,前 言,“十一五”重点用能单位节能工作回顾 1.中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议提出：“十一五”期末单位国内生产总值能源消耗比十五期末降低20%左右。广东省16%2.国家千家企业节能行动实施方案工业是我国能源消费的大户，能源消费量占全国能源消费总量的70%左右。重点耗能行业中的高能耗企业又是工业能源消费的大户。据统计，千家企业2004年综合能源消费量为6.7亿吨标准煤，占全国能源消费总量的33%，占工业能源消费量的47%。“十一五”实现节能1亿吨标准煤左右 广东省双千企业节能行动,3.新节约能源法从2008年4月1日起实施广东省节约能源条例

2、2010年3月31日广东省第十一届人大常委会第十八次会议第一次修订，自2010年7月1日起施行。4.企业能源审计和“十一五”节能规划5.重点用能单位报送企业能源利用状况报告6.企业节能自查报告和节能考核7.对企业的节能监察8.节能奖励9.节能主线：节能技术进步。,三、千家企业节能工作要求,（一）加强组织领导，落实节能目标责任制。（二）建立健全能源计量、统计制度，定期报送企业能源利用状况报告。（三）开展能源审计，编制节能规划。（四）加大投入，加快节能降耗技术改造。（五）建立节能激励机制。（六）加强节能宣传与培训。四、跟踪和考核,“十二五”重点用能单位,1、国家万家企业2、广东省千家企业（1880

3、家）,第一节、能量与能源,一、能量1能量 构成客观世界的三大基础：物质、能量和信息 能量是物质的属性，是一切物质运动的动力，没有能量，物质就停止呆滞。能量的六种形式：机械能，热能，电能，辐射能，化学能，核能热能、电能是能量利用的最基本形式,2 能量守恒与转换定律,能量既不能被制造也不能消灭，只可以从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，在能量的转换与传递过程中，能量的总量恒定不变。,3.能量的品质与能量的贬值,能量不仅有量的多少，还有质的高低。热能转化电能（机械能），不能100%转换电能 转化为热能，能100%转换在环境温度相同的情况下，高温热源循环的热效率高一点，热能品位高一

4、些。与环境温差小时，热能的品位就低一些。热能自发从温度高的地方传向温度低的地方。,例如：冬天，海水温度比环境高，但用海水的热量来发电，转换率会很低。能量在我们的利用过程中，并没有消失，一部分转化到产品中，大部分则作为低品位热能散失到环境中去。锅炉生产蒸汽发电,提高发电效率：超临界与超超临界发电技术,机组 P Tr/Tz 供电煤耗(Mpa)（）(%)(g/kWh)超高压 13 535/535 35 360亚临界 17 540/540 38 324 超临界 25.5 567/567 41 300高温超临界 25 600/600 44 278超超临界 30 600/600 48 256高温超超临界

5、30 700/700 57 214 30 大于700 60 205 360/256=1.406 385/256=1.504,二、能源,能源，是指煤炭、石油、天然气、生物质能和电力、热力以及其他直接或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源。,（一）、分类方法,1按被利用的程度分（1）常规能源，其开发利用时间长、技术成熟、能大量生产并广泛使用，如煤炭、石油、天然气、薪柴燃料、水能等，常规能源有时又称之为传统能源；（2）新能源，其开发利用较少或正在研究开发之中，如太阳能、地热能、潮汐能、生物能质等，新能源有时又称之为非常规能源。,2按获得的方法分,（1）一次能源，即直接从自然界获得的能源，如煤、石油

6、、天然气、风能水能等；（2）二次能源，即由一次能源直接或间接转换得到的能源，如电、蒸汽、焦炭、煤气、氢等，他们使用方便，易于利用，是高品质的能源。,3按能否再生分,（1）可再生能源，不会随它本身的转化或人类的利用而日益减少，如水能、风能、太阳能、潮汐能等；（2）非再生能源，随人类的利用而日益减少，煤炭、石油、天然气、核能等。,4按对环境的污染情况分,（1）清洁能源，即对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能、潮汐能等（2）非清洁能源，即对环境污染较大的能源，如煤、石油等。,5.能源消费是最主要的大气污染源,大气污染，主要来源于能源的利用温室效应(CO2)酸雨(SO2,NOx等)破坏臭氧层(

7、氟利氨等)热污染核污染(核电厂事故,废弃核电厂)影响人体健康(SO2,NOx粉尘等),统计数据表明，大气污染中SOx，NOx等人为排放量的80%来自能源的使用，特别是矿物燃料的开采、加工和使用过程。化石燃料燃烧所放出的CO2(约占CO2排放总量的70%)和地球植被的破坏，是CO2浓度增加的主要原因，CO2是温室气体，使地球产生温室效应。,三、能量与能源的计量单位,1能量单位（1）焦耳（J）：表示能、功和热量的基本单位，该单位具有专门名称的国际单位制导出单位，也是我国的法定计量单位，定义为：1牛顿（N）的力作用于质点，使它沿力的方向移动1米（m）距离所做的功。（2）千瓦时（kWh）：表示电量的计

8、量单位。1 kWh=3600 k J（3）卡（cal）：表示热量的单位。定义为1克（g）无空气之水在101.325kPa恒定压力下，温度升高1摄氏度（）所需的热量，1cal20=4.1816J。,2当量单位,不同能源的实物量是不能直接进行比较的。由于各种能源都有一种共同的属性，即含有能量，且在一定条件下都可以转化为热，为了便于对各种能源进行计算、对比和分析，首先选定某种统一的标准燃料作为计算依据，然后通过各种能源实际含热值与标准燃料热值之比，即能源折算系数，将各种能源折算成标准燃料的数量。所选标准燃料的计量单位即为当量单位。国际上习惯采用的标准燃料有两种，一种是标准煤，另一种是标准油。,（1）

9、低位热值与高位热值：单位质量或单位体积（气体）的燃料完全燃烧，燃烧产物冷却,到燃烧前的温度（一般为环境温度）时所释放出来的热量就是燃料热值，也叫燃料发热量。高位热值是指燃料完全燃烧，且燃烧产物中的水蒸气凝结成水时的发热量，其数值由测量获得。低位热值是指燃料完全燃烧，燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在时的发热量，它等于从高位热值中扣除水蒸气凝结热后的热量。燃料高位热值和低位热值的关系可由下式表述：,（2）当量热值与等价热值：,当量热值是指某种能源本身所含的热量。具有一定品位的某种能源，其当量热值是固定不变的，如汽油的当量热值是42054 kJ/kg，电的当量热值是电本身的热功当量3600 kJ/（k

10、Wh）。等价热值，是指为了获得某一个计量单位的某种二次能源（如汽油、柴油、煤油、焦炭、煤气、电力、蒸汽等）或耗能工质（如压缩空气、氧气、水等）所消耗的，以热值表示的一次能源量。其中，耗能工质只有在作为能量形式使用时才具有等价热值和当量热值。等价热值与当量热值的关系为：等价热值=当量热值/转化效率。,（3）标准煤与标准油：,标准煤（又称煤当量）是指按照标准煤的热当量值计算各种能源时所用的综合换算指标。1kg（千克）标准煤=29.3076MJ（7000 kcal/kg）单位：t（吨）标准煤，用符号表示为tce。标准油（又称油当量）是指按照标准油的热当量值计算各种能源量时所用的综合换算指标。中国采用

11、标准油，1kg标准油=41.87MJ（10000kcal/kg），常用用符号表示为toe,（4）标准煤和标准油折算方法：,能源折算系数=能源实际含热值/标准燃料热值能源标准燃料数量=能源实物量能源折算系数1）燃料能源的当量计算方法。以燃料能源的应用基低位发热量为计算依据。例如，我国原煤1kg的平均低位发热量为20910kJ（5000kcal），则：原煤的折标煤系数=2091029307.6=0.7143如果某企业消耗了1万t这种原煤，折合为标准煤即为：100000.7143=7143（tce）2）二次能源及耗能工质的等价计算方法，即以等价热值为计算依据。例如，目前在申请国家和省节能专项资金采用

12、的电的等价热值为0.35kgce/（kWh）。,（5）综合能耗,将企业消耗的各种能源折算成标准燃料相加起来的数量，即企业的综合能耗。,四、能源利用率,1能量利用率对于多种设备组成的工艺生产线、工段或企业，往往需要了解全部能量的利用情况，多采用能量利用率来表示：能量利用率有效能量/全部能量。能量利用率常常是一种综合效益指标。,2能源利用率,对于企业、特别是国家需要了解不是能量利用水平，而是一次能源情况，故采用能源利用率来表示：能源利用率有效能耗/全部能耗。全部能耗是折算为一次能源的全部能耗，用标准煤表示。有效能耗则是有效利用能量，用标准煤能耗形式加以表示。,能量利用率与能源利用率的异同,对于一台

13、使用一次能源的设备，两者的大小是一样的。例如：一台烧煤的锅炉的热效率（能量利用率）为80%，如果不考虑辅机耗能，其能源利用率也是80%。对于使用二次能源的设备，两者的大小不同。例如一台水泵机组的设备效率（能量利用率）为75%,其能源利用率等于其设备效率乘以一次能源转换为二次能源的效率。设能源转换效率为0.3511，能源利用率等于26.33%,一台电锅炉,设其热效率（能量利用率）为98%，而其能源利用率只有98%0.3511=34.41%,3企业能源利用率及其计算原则,企业消耗的各种能源的有效利用程度的集中反映和综合指标。企业能源利用率企业有效利用能量/企业总综合能耗量。,企业能源利用率的计量原

14、则：以企业能量平衡或能源审计所取得的数据为依据；在综合能耗的基础上进行计算；分子分母应为同类项，同一种单位；有效利用能量应从整个企业着眼。综合能耗的计算：按当量值计算的综合能耗按等价值计算的综合能耗,4节能量计算,节能量是指节约能源消耗量，节能量是在计划统计期内的实际能源消耗量与某个基准值(或对比期值)总量之间的相对差值。节能量是一个相对值，对比基准不同计算出的节能量也不相同。节能量可大体分为：总节能量、单位节能量、技措节能量、单项能耗节能量。,E节能量（tce）EB基准能源消费量(tce)E实际能源消费量（(tce)Q节电量(kWh)QB基准用电量(kWh)Q实际用电量(kWh),对于工业企

15、业，常按单位产品能耗来计算企业的节能量，上面式子的前提是产量相同。如果按单位产值能耗来计算企业的节能量，上面式子的前提是产值相同。如果按单位工业增加值能耗来计算企业的节能量，上面式子的前提是产值相同。,例1：某纸厂2008年吨纸综合能耗为eb=400公斤标煤，2009年为e=380公斤标煤，则2009年吨纸节能量为：e=0.4 tce-0.38 tce=0.02tce如果2009年纸厂的产量为500000t则该厂2009年的节能量为：E=e500000=10000tce,5.节能率计算,节能率例1中，=E/EB=e/e,=0.02/0.4=0.05例2：“十一五”万元GDP能耗下降20%。年均

16、节能率？以2005年为基数：=En/EB=en/eB=en/e05=4%环比节能率（每期比上一期）(1-)5=1-总，总=20%,年均环比节能率：=En/En-1=en/en-1=4.32%,四、能源利用过程与节能的途径,1.能源的利用过程（1）能量的释放与转换例：煤的燃烧，化学能释放转换为热能（2）能量的输送与传递例：电的输送，锅炉中热量从烟气传给水（3）能量的利用例：电饭锅用电煮饭,2.节能的途径（1）提提高高能量的释放与转换效率例：燃料燃烧完全（2）提高的输送与传递效率例：减少线损（3）能量的利用效率例：节能灯,3.企业节能潜力分析,（1）能质能的品质是以其做功本领来度量的。在一定环境条

17、件下，某一状态能量中，理论上能够转变为功的那一部分能量称有效能(做功能)，也称作“火用”，不可转化为功的部分(不做功能)，称作“火无”。所以，用能过程能量守恒，而能质降低火用值减少。,几种能的品质系数为：电磁能；力学机械能；化学能；热能随温度高低而不同，热源温度愈高，其品位也愈高。,2有效能计算3有效能效率计算4用能系统用能过程的能质贬值及分级用能,（2）企业节能潜力分析企业节能不但要从数量上而且要在能的“质”的方面去分析。能源数量计算是分析的基础；而火用分析不仅只是对热力过程的终结评价，而且是对能源利用过程的全过程分析。企业节能潜力分析从下述三方面着手：工作条件及状态分析；工质或载能体的“能

18、势”分析；能量转换及传递过程分析。,企业节能潜力分析的实质性内容：其一是从热力学第一定律的角度能量的数量平衡去分析，排出的能量有多少；其二是从热力学第二定律的角度火用平衡，能量的质去分析，排出的能量中的可用性有多大；其三是能量利用过程中的火用损失多少，原因何在。因此，我们确立用能的基本原则：热电联产联供；能源综合利用，合理使用；能源分级按质利用。充分发挥“能势”的推动力和它的使用价值。,第二节、用热设备与系统的节能技术企业合理用热技术导则中华人民共和国国家标准GB/T 3486-93，1993-06-19发布，1994-02-01实施,引用标准,GB 1576 低压锅炉水质标准 GB 4272

19、 设备及管道保温技术通则 GB 11790 设备及管道保冷技术通则 GB 1028 工业余热术语、分类、等级及余热资源量计算方法 GB 13271 锅炉大气污染物排放标准,一、燃料燃烧的合理化,1.基本概念a)固体燃料：煤，木材，炭等 液体燃料：重油，柴油等 气体燃料：液化石油气，天然气，沼气等b)燃料的元素分析成分：C,H,S,O.N,M,A(碳，氢，硫，氧，氮，水分，灰分)1kg碳32866kJ/kg,1kg氢120370kJ/kg,1kg硫9050kJ/kg煤的工业分析成分：挥发份，固定碳，水分，灰分。,C)燃烧反应：C+O2=CO2+32866kJ/kg 2 H+O=H2O+12037

20、0kJ/kgD)理论干空气量V0：对于固体或液体燃料，1kg燃料完全燃烧所需要的最小干空气量。V0=0.0889(Cy+0.375Sy)+0.265Hy-0.0333Oy Nm3/kg实际干空气量V：对应于1kg燃料送入燃烧装置的干空气量。E)空气系数:=VV0,例题：理论空气量的计算 一种煤，元素分析成分如下：,Cy=55.19，Hy=2.38，Oy=1.51，Ny=0.74，Sy=2.51，Ay=28.67，Wy=9.0，（%）低位发热值：20900kJ/kg=5000kcal/kg理论干空气量：V0=0.0889(Cy+0.375Sy)+0.265Hy-0.0333Oy=4.99+0.6

21、31-0.05=5.571 Nm3/kg湿空气V0=（1+0.0161）5.571=5.66 Nm3/kg如果=1.5，V=1.5 V0=8.49Nm3/kg,空气系数是通过烟气分析结果计算得到。可以用烟气中的含氧量来量度过量空气。烟气中的O2含量只随过量空气的增加而增加，而且，当过量空气相同时，烟气中O2含量随燃料种类的变化很小。过量空气正比于烟气中O2的摩尔百分数，即：其中的K值对天然气为0.9；对液体燃料为0.94；对煤为0.97。O2的体积是以干燥基(奥式分析)为准的。,2.燃料燃烧的主要控制指标,a）主要控制指标：包括根据燃烧设备、使用燃料的种类及不同燃烧方式，规定的空气系数、排渣含

22、碳量等指标。可燃性气体的排放应符合GB 13271 的要求。b）工业锅炉和工业炉窑采用不同燃料及按不同燃料方式运行时的空气系数范围，实际操作中在不降低燃料燃烧效率的基础上，应尽可能降低空气指数。,c）采用火苗床燃烧的工业锅炉，实际操作中应采取必要的措施降低排渣含碳量。d）评价燃料燃烧装置用热的合理性，应在满足工艺要求的前提下，同时考察3.1.2和3.1.3条规定的指标。e）采用合理的燃烧设备和燃烧工况,选择适当的助燃剂,防止各类燃烧装置在运行中结渣和污染,提高锅炉热炉率。,3.燃料燃烧方面的测量与记录,分析与记录燃烧的成分(包括煤的工业分析)发热量,以作为制定与调整燃烧控制参数的依据。a)为了

23、掌握燃料燃烧状况,燃烧装置应配备必要的计量仪表,测量与记录燃烧装置的燃料、助燃空气与雾化剂的用量、温度与压力、并测量与记录排出烟气中的含氧量（或二氧化碳量）。,b)分析与检验排出烟气及灰渣中的可燃成分量,以确定燃烧的安全程度,作为调整燃烧过程、改进燃烧装置定及依据。c)燃料燃烧检测仪器的配置应能满足评价用热的合理性的需要,能反映燃料燃烧的真实情况。d)燃油设备容量大于等于7MW的工业锅炉、燃耗1500t标煤/年以上的窑炉应配备燃烧过程自控系统，有条件者应装设燃烧过程控制和检测系统。,4.燃烧设备的检测和维修,a)检查并维修燃烧装置、安全装置、供风引风装置、燃烧控制系统、管路、阀门等，使之保持良

24、好状态。b)定期规定检查、校正和维修计量仪表，使之正常运行。c)燃烧设备应有定期检查维修制度,明确检修技术要求,建立检查与维修记录挡案。,5.改善燃料燃烧的措施,a)燃烧装置类型极其特性参数的选择,以满足加热负荷变化的要求。b)供风引风系统必须保证必要的风量和压力，尽量采用变速调节系统。c)安装燃烧控制装置，应根据排出烟气中的含氧量（或二氧化碳量），调节空气-燃料的比例，使之符合空气系数管理的要求，并使排出炉膛烟气中的可燃成分降低到最低值。,d)使用多个燃烧装置时,应分组(段)或分个调节与控制各组,提高热设备的总热效率。e）应采用合理的炉型结构，以进一步提高热效率。f)燃烧设备与所使用的燃料品

25、各种应相互适应并保持质量相对稳定，鼓励开展劣质燃料、煤矸石等的综合利用。g)遇有严重结渣而无法调整时，可采用化学除渣剂给予清除。,二、传热的合理化,1.传热的三种基本方式导热、热对流、热辐射（1）、稳定导热平板导热公式：Q=F(t2-t1)/单位面积平板导热公式：q=(t2-t1)/w/m2=(t2-t1)/（/）平板的导热热阻 R=/,最简单的导热现象：大平壁的一维稳态导热,特点：,1.平壁两表面维持均匀恒定不变温度；,2.平壁温度只沿垂直于壁面的方向发生变化；,3.平壁温度不随时间改变；,4.热量只沿着垂直于壁面的方向传递。,热流量：单位时间传导的热量,W,:材料的热导率（导热系数）：表明

26、材料的导热能力，W/(mK)。,热流密度 q,:单位时间通过单位面积的热流量,称为平壁的导热热阻，表示物体对导热的阻力，单位为K/W。,热阻网络,三层平板：R1=1/1，R2=2/2，R3=3/3,通过三层平璧的导热计算公式:q=t/R=t/(R1+R2+R3)=(t2-t1)/(1/1+2/2+3/3)w/m2导热系数（kcal/米.小时.）钢39（20），水垢0.5-2，水0.58（80），空气0.023（20），烟灰0.05-0.1，石棉纤维0.095（50）,（2）对流换热,平板对流换热公式：Q=F(t2-t1)单位面积平板对流换热公式：q=(t2-t1)w/m2=(t2-t1)/（1

27、/）=t/R对,对流换热系数的影响因素：流体的性质，流体的速度，冲刷方式，管径，物态变化。,自燃对流:空气：3-6，水：200-500强制对流:空气：20-100，油：50-450，中、高压蒸汽：50-150，水：3000-8000沸腾换热：常压水：4000-10000 压力水：10000膜状凝结放热：水蒸气：4000-10000 有机液体蒸汽：500-2000,（3）热辐射 Q=C(T/100)4,2.传热计算,a)单层平璧传热计算q=t/R=t/(R1+R2+R3)w/m2=(tf1-tf2)/(1/1+/+1/2)=K(tf1-tf2)K为传热系数：K=1/R=1/1+/+1/2,b)多

28、层平璧传热计算,q=(tf1-tf2)/(1/1+1/1 d平1+2/2 d平2+3/3 d平3+1/2)w/m2,c)平均温差,算术平均温差:t=tf1平均-tf2平均对数平均温差:t=（t进口-t出口)/（t进口/t出口）,3.增强与减少传热的途径,a)增强传热的途径:增加传热面积、提高传热温差，采用逆流换热、）提高传热系数，减少热阻大的环节，如1=40，2=5000，K=39.71=80，2=5000，K=78.81=40，2=10000，K=39.8b)减少传热（散热）的途径采用保温材料，增加热阻。减少表面辐射，减少对流换热等。,4.传热管理的要求。,a)对被加热或被冷却物体的温度,用

29、于加热的蒸汽或其他载热体的温度压力及能量，应根据工艺要求和节能的原则制定合理的控制指标及有关的管理要求。b)对企业内主要用热设备，应制定热效率或单位产品产量热耗定额行业标准，作为评价该类设备合理用热的依据。c)厂房等采暖、降温和空气调节的管理，要根据建筑物的构造、设备的配置、作业的工艺特点，制定相应的温度和通风次数等管理要求。,5.与传热有关的测量与记录,a)测量与记录被加热或被冷却物体及载热体的温度、压力与流量，以及表征设备热工状况的其他参数。b)对采暖、降温和空气调节有要求的厂房，应测量与记录其室内温度、湿度及其耗能工质的必要参数或消耗量。,6.传热设备的检查维修,a)检查并维修传热设备及

30、其附件，保持其处于完好状态。b)清除传热设备内沉积的灰渣、水垢或其他附着物，保持其良好的传热性能。c)清除空气调节设备过滤器的堵塞物、热交换器的结霜、冷凝器的水垢等，保持设备的良好工作状况。d)对工业锅炉、冷却构件等的给水，应根据GB1576进行水质管理;电站锅炉和其他中、高压锅炉应按照电力工业技术管理法规进行水质管理。e)定期检查、校正和维修设备的计仪表，使之正常运行。建立仪器仪表的检修记录档案，明确检修技术要求。,7.改善传热的错施,a)合理制定加热(冷却)：温度的规定值，以降低综合能耗。b)准确控制被加热或被冷却物体的温度，防止超出规定的温度。c)对于使用蒸汽等载热物体的设备，准确控制载

31、热体的温度、压力与流量，降低热量的损耗。d)对于温度稳定、连续工作的加热设备，应控制各点的供热量，以保证被加热物按规定的温度制度加热。为进一步提高热效率，应研究改进温度制度，合理分配各点的供热量。,e)对于周期性工作的热设备，在各工作阶段应按规定的供热制度控制供热量，为提高热效率，应研究更为合理的供热制度。f)根据可能，尽量采用直接(明火)加热、浸没燃烧等加热方法，以提高加热速度，降低燃料消耗；同时应研究新的直接加热的燃烧方式和装置，进一步缩小间接加热的范围，对尚不能采用直接加热的工艺亦应改进间接加热的效果。g)加热设备的排烟系统应有适当的抽力多台设备共用问一排烟系统时，每台设备均应有单独的调

32、节闸阀，整个排烟系统应有良好的气密性，以保证设备内压力分布的调节能力。,h)改善工业炉内壁表面的性能和形状:以提高其撼肘柯对流换热能力。i)改善热设备换热部分的性能和形状，以提高其传热能力。j)改进加热设备的本体、台架以及运送被加热物的台车、链爪、辊道等的结陶，减少其重量，采用比热及导热率小的材料，以降低其蓄热接及热损失，提高设备的加热速度及热效率。K)采用增加多效重复利用罐的级数、合理延长炉子长度，增设并合理布置热交换装置、高温与低温加热设备配合使用等方法，多次利用热量，提高系统综合热效率。,8.改善传热设备的运行管理,a）防止设备因产量过低或过高而增加热耗。b)多台热设备并列运行时调整开动

33、台数及各台负荷。c)应尽可能缩短两个加热周期间的空烧停歇时间，在重复加热的工序中，应缩短工序之间的等待时间。d)间断运行的加热设备，应通过调整，实现集中运行。e)在工艺条件允许的情况下，应采用被加热物热输热装技术，并尽可能提高热装温度。f)对热效率过低或热耗过高的设备，应改进结构、调整操作，必要时及早淘汰更新。对国家有关部门公布的淘汰产品按规定限期淘汰。附录A表5中列出工业锅炉最低热效率指标。,9.采用高效设备与节能工艺流程,a)改造与新建热设备时，必须采用能够提高设备热效率的结构型式、建造材料及操作制度。b)应尽量创造条件推广采用节能型工艺流程。,三、减少传热与泄漏引起的热损失,1.减少热损

34、失的管理要求a)输送载热体的管道、装置以及热设备的保温、保冷际准，应按4272,GB11790的有关规定执行。5.1.2 当环境温度为25C时，工业锅炉外壁表面平均温度不得超过50C。b)工业锅炉排烟温度应符合附录A表A4的要求。c)附录A表A中列出各种炉窑的工业炉温的炉体外表面温度指标，作为设计建造与维修工业炉 窑时，评价炉体保温性能的依据。,2.有关热损失的测量与记录 为掌握热设备的热损失状况定期进行保温，保冷状况的测定与分析在有条件的情况下可与,设备的热平衡测定与分析结合进行。3.热设备的检查与维修a)对热设备及其附件和保温、保冷结构定期进行检查与缝维修避免由于设备和保温、保冷结构损坏而

35、引起载热体流失及热损失的增加。b)对炉体及孔门进行检查与维修保证其气密性，减少炉逸出或冷空气吸入。c)对蒸汽疏水阀热力管网进行检查与维修，保证蒸汽疏水阀及热力管网无明显的蒸汽泄露现象。d)明确检查技术要求并建立检查与维修档案。,4.减少热损失的措施,a)热设备的砌体（外壳）包括炉底、掉挂炉顶、炉门等、均应具有完好有效的绝热层。降低间歇工作热设备的蓄热损失。b)尽量减少工业炉窑内水冷或汽化冷却构件的数目及尺寸 炉内的冷却构件均应可靠的绝热，以降低冷却造成的热损失。c)减少炉门等孔口的数目和面积，以减少辐射及沪气逸出或冷空气吸入等热损失。d)炉墙必须有良好的气密性，尽可能包以钢板，以减少炉气外逸或

36、冷气吸入造成的热损失。,e)控制炉内压力，减少炉气朴邀或冷空气吸入造成的热损失。f)热设备中的连接，旋转部分应可靠密封，防止载热体泄露损失。g)合理布置输送载热体的管路，减少散热面积。输送载热体的管路，要采取管道保温措施，不得用裸管输送载热体。h)输送高温物体的设备、采用开放型利用蒸汽或热水的设备，应加盖或罩，以减少散热损失。,四、余热的回收利用,1.余热回收利用的管理要求a)对于排出烟气的各种热设备，应制定回收利用的具体要求。表A7为工业炉窑烟气余热回收利用的控制指标。b)对于排出冷凝水及其他低温液体的设备,应对必须回收利用其余热的物体温度，数量，范围等制定具体要求。c)对于排出液态，固态的

37、高温物体和 废物的热设备，应对必须回收利用其余热的物体温度、数量、范围等制定具体要求。,e)对于排出具有可燃成分的固、液、气态废物的热设备，应制定回收利用范围的要求。f)对于排出具有余压的气体、液体的热设备，应制定回收利用余能范围的要求。g)对于高温产品的显热（物理热）应尽量回收利用。,2.余热回收利用设备的设置,a)根据余热的种类，排出的情况，介质温度、数量及利用的可能性，进行综合热效率及经济可行性分析，决定设置余热回收利用设备的类型及规模，并应符合GB1028的有关要求。b)余热回收应优先用于设备系统，例如预热助燃空气或煤气、预热被加热物体等，以提高设备的热效率降低燃料消耗。c)在余热余能

38、无法回收利用于加热设备本身或用后仍有部分可回收时，可用于生产蒸气或热水、产生动力等方面，也可作为其他加热设备的热源。或进行综合利用。,3.对余热的测量与记录,a)为掌握余热介质的温度与数量、可燃物质的成分(或发热量)与数量，以及余能载体的压力与流量等参数，应进行有关的测量与记录。b)应对余热、余能回收利甲装置的运行参数进行测量与记录。,4.余热回收设备的检查与维修,a)对回收利用余热余能的热交换器、余热锅炉、热泵等设备进行检查，清除热交换面上沉积的尘渣，修补泄漏载热体的部位，更新损耗的物件等，保持设备完好，运转正常，并建立检修记录档案。b)定期检查、校正和维修计量、测试仪表使之正常运行。5.改

39、善余热回收利用的措施a)输送余热载热体的烟道、管道及其闸阀等，应尽可能保持严密，防止吸入冷空气及渗入地表水，并应改善其保温性能，以减少载热体的温降及热损失。,b)改善余热回收设备的传热面的佳能和形状，增加其表面积，以提高余热的回收率。c)研制开发并积极采用余热回收率高，预热温度高或产生蒸汽压力高，消耗耐热金属少，占地少，漏损率低的新型高效余热回收装置及能将低品位热能转换成高品位热能或电能的余热回收装置。,五、实行热能的综合利用与用能设备的合 理配置,1.有条件的企业应实行热、电、冷并供，或热电并供。2.在用热系统配置时应考虑对高品位热能的梯级开发，多次利用，如多效蒸发系统。3.在热设备负荷变化

40、较频繁而又无法从生产调度获得平衡的情况下，可采用苔热器，实现热源和用热设备的合理匹配。4.在生产工艺允许条件下，避免采用间断加热和重复加热等方式。5.改善系统的保温与保冷设计，迸一步降低系统的热、冷量损失,2.3 加强企业内热网管理，节约用汽,1.蒸汽的特性和输送a)蒸汽的特性蒸汽的比焓,每kg蒸汽含有的热能。显热和潜热水蒸汽特性有如下规律蒸汽压力越高：饱和蒸汽温度也越高，饱和蒸汽的比焓也越高，但差距越来越小，当压力超过3.1MPa，饱和蒸汽的比焓下降。饱和水的温度也越高，比焓也越高，汽化潜热越小比体积越小。密度越大,表2-1饱和水和饱和蒸汽的比焓绝对压力p（MPa）,饱和温度t（）,饱和水比

41、焓is（kcal/kg)饱,蒸汽比焓iq（kcal/kg)和汽化热r（kcal/kg),p,t,is,iq,r0.1013，100，100，639，539，0.9，175.4，178，663，485，1.4，195，198.5，667，4692.6，226，232，670，438，3.5，242.6，251，668，417，10，311，336，652，316,2.用汽设备蒸汽冷凝水回收,冷凝水损失，设环境温度20，1 kg0.9 MPa压力的饱和冷凝水带走的热能为178-20=158 kcal，占1 kg0.9 MPa饱和蒸汽的热能（663-20=643 kcal）的24.6%，1 kg2.

42、6 MPa压力的饱和冷凝水带走的热能为226-20=206 kcal，占1 kg0.9 MPa饱和蒸汽的热能（670-20=650 kcal）的31.7%，,3.蒸汽加热及其合理使用a）直接蒸汽加热b）间接蒸汽加热汽化潜热、疏水阀、换热效果、其他因素4.疏水阀：选用、安装、保养与检修,5.蓄热器类型、安装与使用6.节约用汽的主要途径a)冷凝水回收b）减少漏气和散热c）改进设备工艺d）蒸汽套用和余热利用e）合理安排生产调整用气负荷,例1.锅炉节能,1锅炉热平衡和锅炉热效率,根据热平衡，Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6两边除以Qr，就可以得到各部分热量占输入热量的百分比。100=q1+q2

43、+q3+q4+q5+q6%,2 锅炉节能技术,（1）.优化燃烧，降低不完全损失1）高效能的燃烧器2）选择燃料、合理配煤3合理调节风量4）二次回风系统（2）.减少排烟损失1）合理减少炉膛空气系数，减少漏风2）合理降低排烟温度（3）.控制系统,分层燃烧,3.分层燃烧技术,锅炉分层燃烧技术是通过一台特殊筛分装置将煤仓中的原煤经过煤闸板，利用重力筛分的方法，按上小下大的原则均匀地铺设在炉排上，形成层次分明、疏松有序的煤层。它突出的特点是改善了锅炉的透气性，增大了燃烧强度，拓宽了锅炉对煤种的适应性，降低了机械不完全燃烧热损失，提高了锅炉热效率及锅炉出力。该技术是正转链条锅炉迄今为止比较成熟的节能方法之一

44、，其结构简单、性能稳定、安装方便，,4.循环流化床锅炉,(一)循环流化床锅炉燃用化石燃料来生产蒸汽的一种装置，锅炉的炉膛运行在一种特殊的流体动力特性下：细颗粒被以超过平均粒径颗粒终端速度的气流输送通过炉膛，同时又有足够的颗粒返混以保证炉膛内的温度分布均匀。（二)循环流化床锅炉的优点 1燃料适应性广2燃烧效率高3高效脱硫4NOx排放低,例2.加热炉节能,燃用重油和柴油加热炉的节能措施，与锅炉相似。1.优化燃烧，降低不完全损失（1）高效能的燃烧器（2）选择燃料、合理配煤（3合理调节风量（4）二次回风系统,2.减少排烟损失（1）合理减少炉膛空气系数，减少漏风（2）合理降低排烟温度3.加强炉体保温4.

45、余热回收5.提高自动控制水平,六、用能系统的优化与节能,6.1系统工程概述系统工程是一门由多种学科交叉产生的综合性横向技术学科。它是以研制对象为系统，并使之达到最优的思想、程序、组织和方法的总称。在实践中，对系统工程可有狭义和广义两种理解：狭义的系统工程又称系统分析。广义的系统工程则是指在创造待开发系统和改造现存系统过程中的规划、计划、设计、研究、生产、安装和运行等阶段所采用的思想、程序、组织和方法等总和。,5.2系统工程在能源管理上的应用5.3系统工程在制订节能规划上的应用5.4系统用能5.5大系统的能级分析法5.6孤立系统的能级分析法5.7能级分析的若干问题,第三节 节电技术,电流I，电压

46、U，电阻R，电功率P I=UR（1）直流与单相电的电功率：P=IU=I2 R（2）三相电的电功率P P=相直流I相电压U（3）1/2 cos（3）有功功率P(kW)，无功功率Q(kVar)，视在功率S(kVA)S2=P2+Q2，cos=PS,Cos对线损的影响,Cos=1,U=380V,P=1kW,I=P/(U（3）1/2 cos)=1000/(380 1.732 1)=1.52 A线损：P线损=1.522 R=2.31R wCos=0.85,U=380V,P=1kW,I=P/(U（3）1/2 cos)=1000/(380 1.732 0.85)=1.79 A线损：P线损=1.792 R=3.

47、2R w(3.2R-1.79R)/1.79R=78.7%,中华人民共和国国家标准GB/T 3485-1998评价企业合理用电技术导则1998-02-19发布，1998-09-01实施,引用标准 GB/T 12326-90 电能质量 电压允许波动和闪变 GB/T 14549-96 电能质量 公用电网谐波 GB 50034-92 工业企业照明设计标准GB 50033-91 工业企业采光设计标准 GBJ 133-90 民用建筑照明设计标准,一、企业供电的合理化,1.选择合理供电电压和供电方式。2.企业变配电所应接近负荷中心，减少变压级数，缩短供电半径，按经济电流密度选择导线截面。3.根据受电端至用电

48、设备的变压级数，其总线损率分别应不超过：a)一级3.5%，b)二级5.5%，c)三级7%,4.企业用电设备的供电电压偏移值不应超过额定电压5%。5.调整企业用电设备的工作状态，合理分配与平衡负荷，企业日负荷率应不低于以下标准：a)连续性生产95%，b)三班制生产85%c)二班制生产60%，d)一班制生产30%6.供电网络的电压不平衡度应小于2%。,7.在负荷侧合理装置集中与就地无功补偿设备，功率因数应不低于0.90；低负荷时，应调整无功补偿设备的容量，不得过补偿。8.正确选择和配置变压器容量和台数，通过运行方式的择优，合理调整负荷，实现变压器经济运行。9.企业变配电所内的变配电设备要配置相应的

49、测量和计量仪表。监测并记录电压、电流、功率、功率因数和有功电量、无功电量。电能计量仪表准确度等级为2.01.0级。,10.应采取抑制高次谐波的措施达到GB/T 14549的要求。11.应采取限制冲击负荷及波动负荷的措施达到GB/T 12326的要求。12.对企业自备电厂和地方电厂应考核厂用电率指标。,二、电能转换为机械能的合理化,1.电动机类型应在满足电动机安全、起动、制动、调速等方面要求的情况下，以节能的原则来选择。a)恒负载连续运行，功率在250kW及以上，宜采用同步电动机。b)功率在200kW及以上，宜采用高压电动机。c)除特殊负载需要外，一般不宜选用直流电动机。,2.电动机功率选择，应

50、根据负载特性和运行要求合理选择，使电动机工作在经济运行范围内。3.新投入的电动机工作应在经济运行范围内。4.调压的电动机工作应在经济运行范围内。,5.对机械负载经常变化的电气传动系统，应采用调速运行的方式加以调节。调速运行方式的选择，应根据系统的特点和条件，通过安全、技术、经济、运行维护等方面综合经济分析比较后确定。6.对异步电动机采取就地补偿无功功率。7.达到系统经济运行，提高系统电能利用率。8.功率在50kW及以上的电动机，应单独配置电压表、电流表、有功电能表等计量仪表。,三、风机、水泵变频调速节电技术,节电原理分析：从流体力学知道，风量Qn（风量与转速成正比），风压Hn2,轴功率Nn3。