节能技术课程

节能技术,第一篇 通用节能技术 和新能源及再生能源利用技术,第一章 热能、电能利用节能技术 第一节 锅炉节能技术 第二节 工业窑炉节能技术 第三节 绝热技术 第四节 蓄冷蓄热技术 第五节 燃烧节能技术 第六节 换热节能技术 第七节 余热余压利用技术,第一节 锅炉节能技术一、知识结构,第一节 锅炉节能技术二、了解内容,概述 锅炉是重要的能量转换设备和热能动力设备，遍布于我国各个领域。需量大，用途广。我国锅炉使用有三个主要的特点：一是锅炉燃料以煤为主，且燃用未经筛选的原煤居多；二是工业锅炉平均热效率不高，只有60%70%，比发达国家的锅炉热效率低10%15%；三是锅炉运行效果差，不仅浪费能源而且造成大气污染。 我国锅炉技术的发展趋势，将以锅炉的高效率和洁净燃烧为方向。,第一节 锅炉节能技术三、理解要点,（一）加强燃料管理，实现节约用煤。 加大煤场监督管理力度，确保煤炭入库数据真实准确，对入库煤按批量批次进行化验分析，确保煤炭质量。科学配煤，使其尽量符合锅炉设计煤种。另外，配煤时根据煤的化学组成，也可加入一定量的添加剂。,第一节 锅炉节能技术三、理解要点,（二）加强水质管理，减少结垢和排污 。 结垢对锅炉造成的危害主要表现在：受热面热阻增大，传热性能变差，能耗增加；损坏锅炉，影响安全；增加检修费用，缩短锅炉寿命。 降低锅炉排污热损失的途径主要有两条： 对给水脱碱去盐处理，减少锅炉排污量； 对排污水进行热量回收和资源化利用。 另外，加强蒸汽凝结水回收利用也是改善炉水品质、降低锅炉排污率的措施。,第一节 锅炉节能技术三、理解要点,(三）锅炉辅机节能系统改造： 1.锅炉辅机（风机、水泵等）的调速节能。 采用调节辅机转速的方法，是符合经济运行要求的理想调节方法。 锅炉辅机常用的调速方法有变频器、液力耦合器、可控硅串级调速及多速电动机等。 采用变频调速技术（效果好且技术成熟），可实现良好的节能效果。,第一节 锅炉节能技术三、理解要点,(三）锅炉辅机节能系统改造： 2.除氧器排汽工质回收及余热利用。 锅炉给水除氧的采用较多的是热力除氧，排汽中含有一定量的水蒸汽，需要回收利用。 回收利用的方法主要分为汽水混合吸收法和表面冷却法两类。 汽水混合吸收法分：喷淋喷雾吸收法和射水抽气吸收法。 优点：简单易行。 缺点：操作繁琐、存在氧的再循环问题。,第一节 锅炉节能技术三、理解要点,3.锅炉疏水和排污水回收及余热利用。 （1）锅炉疏水的回收利用：主要目的是回收除盐水或软化水。 锅炉房疏水水源近，没有污染，热量较高，水质较好，可直接做锅炉给水。 （2）锅炉排污的回收利用：锅炉排污采用连排和定排的组合方式。排污水为饱和水，有较大的热量。 利用的方法：一是预热锅炉送风；二是预热锅炉给水或其他工艺用水 。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点,（一）锅炉常用分类方法（二）加强运行调整及管理，减少锅炉热损失（三）工业锅炉主要节能技术 （四）电站锅炉主要节能技术,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点,（一）锅炉常用分类方法 1.按燃料种类：燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉； 2.按用途：电站锅炉、工业锅炉和生活锅炉； 3.按出口工质压力：常压锅炉、低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉、超临界压力锅炉和超超临界压力锅炉；,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点锅炉常用的分类方法,4.按燃烧方式：火床燃烧锅炉、火室燃烧锅炉和沸腾炉（流化床锅炉）； 5.按照载热工质：蒸汽锅炉、热水锅炉和有机热载体锅炉； 6.按循环方式：自然循环锅炉、强制循环锅筒锅炉和直流锅炉。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点,（二）加强运行调整及管理，减少锅炉热损失 锅炉热效率表示锅炉有效利用热量Q1与输入热量Qr之比的百分数： Qr燃料带入的热量 Q1锅炉有效利用热量 Q2排烟热损失Q3气体未完全燃烧热损失 Q4固体未完全燃烧热损失 Q5锅炉散热损失 Q6灰渣物理热损失,热平衡关系,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点（二）加强运行调整，减少各项热损失,1.减少锅炉热损失（待续） 锅炉运行存在的热损失包括：排烟热损失q2、气体不完全燃烧热损失q3、固体不完全燃烧热损失q4、散热损失q5和灰渣物理热损失q6。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点-（二）加强运行调整，减少各项热损失,（ 续1） 排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项热损失。排烟热损失是由尾部排烟温度、烟气量与漏入系统内的冷空气量综合决定的。 要降低排烟热损失，一方面要控制炉膛出口处过量空气系数，减少烟道漏风量。要保持炉膛出口处最佳过量空气系数，并减少炉膛及烟道各级漏风量。另一方面要降低排烟温度。（排烟温度过低，烟气爬升高度不够，加大局部污染；烟气中的水分凝结，与二氧化硫等反应，生成硫酸等腐蚀设备。）,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点-（二）加强运行调整，减少各项热损失,（ 续2） 排烟温度的高低关系到排烟热损失的大小。工业锅炉排烟温度合格指标为150230 （循环流化床锅炉为140 ）。 -燃煤工业锅炉节能监测GB/T15317-2009 排烟温度每提高10，排烟热损失约增加1个百分点。 应在技术可行、安全可靠、经济合理的前提下，尽可能降低排烟温度，减少排烟热损失。 降低锅炉排烟温度的方法是，利用烟气热量预热锅炉入炉空气和锅炉给水。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点-（二）加强运行调整，减少各项热损失,（ 续3） 锅炉燃烧效率表征燃料完全燃烧的程度。要提高锅炉燃烧效率，必须进行燃烧调整，降低气体未完全燃烧热损失和固体未完全燃烧热损失，使燃料充分燃烧。 燃料充分燃烧有3个必要条件： 一是要有足够量的空气以及燃料与空气的充分混合； 二是要有足够高的炉膛温度，使燃料的燃烧反应能迅速进行； 三是要使燃料有足够的燃烧时间，使燃料与氧能充分反应。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点-（二）加强运行调整，减少各项热损失,（ 续4） 采取的强化燃烧措施主要是合理配风和维持合理的炉膛温度。 锅炉合理配风的目标，是根据负荷要求，恰当地供给燃料量，力争控制最佳空气系数（实际空气量与理论量的比值），达到完全燃烧。维持合理的炉膛温度是燃料迅速燃烧和完全燃烧的基本条件。 层燃炉、煤粉炉、燃油及燃气炉正常燃烧工况下炉膛温度高达13001600，炉膛出口处烟气温度也高达1000左右。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点-（二）加强运行调整，减少各项热损失,（ 续5） 维持合理炉膛温度的主要作用是： 提高燃烧化学反应速度，降低燃烧热损失；提高炉内辐射换热强度。 其主要措施有：加强锅炉燃烧调整，改进燃烧设备，优化炉膛及炉拱结构，预热入炉空气并增加二次风等。 散热损失的大小取决于散热表面的面积、温度和环境条件。因此，散热损失与锅炉容量有关，也与锅炉有无省煤器、空气预热器等受热面有关。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点-（二）加强运行调整，减少各项热损失,1.减少锅炉热损失（结束） 锅炉容量越大，其与外界接触的面积相对地变小，散热损失减小。 通常小型锅炉的散热损失较大，有尾部受热面（如省煤器、空气预热器）的锅炉散热损失较小。要减少散热损失，需要对锅炉做好保温措施。 通常层燃炉的灰渣量较大且温度较高，灰渣排放所损失的热量较多。一般通过加装锅炉排渣余热利用设备来回收这部分热量，实现节能的目的。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点-（二）加强运行调整，减少各项热损失,2. 保持锅炉稳定运行。 锅炉在额定负荷稳定而连续运行时，热效率最高。锅炉负荷频繁变化直接影响炉内燃烧工况并增大未完全燃烧热损失，导致锅炉热效率降低。 锅炉尽量在额定负荷下运行，一是锅炉容量与热负荷匹配；二是热负荷与生产负荷匹配；三是负荷较大时，增设蒸汽蓄热器。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点,（三）工业锅炉主要节能技术 1.锅炉给煤装置改造 链条炉排锅炉给煤装置改造有两种方式：一是将斗式给煤装置改造成分层给煤装置；二是斗式给煤装置改造成锅炉炉前成型煤机。 锅炉分层给煤装置可减少锅炉漏煤量，使煤层通风均匀，提高炉膛温度，有利于燃料燃尽，一般可使锅炉热效率提高25个百分点；改造投资少，见效快，投资回收期短。 锅炉炉前成型煤机适用于中小型锅炉。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点,（三）工业锅炉主要节能技术 2.锅炉炉拱改造（待续） 炉拱的作用是促进炉膛中气体的混合，组织辐射和炽热烟气的流动，促使燃料及时着火燃烧和燃尽。 按炉拱在炉内位置的不同，炉拱可分为前拱、后拱和中拱。 前拱的主要作用是造成燃料引燃所需要的高温环境。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点,（三）工业锅炉主要节能技术 2.炉拱改造（待续） 后拱的主要作用是把火床后部含有过剩空气的高温烟气导向炉膛前部，提高炉膛温度，强化主要燃烧区的燃烧，并提高燃尽区的温度，促进燃料燃尽。 中拱一般很少使用，可用于着火困难而含碳量不高的劣质燃料，以改善着火条件。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点,（三）工业锅炉主要节能技术 2.炉拱改造（待续） 链条炉排锅炉的炉拱是按设计煤种配置的。煤种与拱型结构的适应性，是链条炉排燃烧好坏的一个关键，将直接影响锅炉的热效率及出力。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点,（三）工业锅炉主要节能技术 2.炉拱改造（结束） 链条炉排锅炉是按照实际使用煤种配置的，适当改变炉拱的形状与位置，采用新型炉拱材料，可改善燃烧状况，提高燃烧效率及锅炉出力，明显降低灰渣含碳量，减少燃煤消耗。 目前，新型炉拱有双人字形拱、活动拱、节能异形拱等。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点,（三）工业锅炉主要节能技术 3.锅炉燃烧系统改造（待续） 二次风（火床以上的配风）通过搅动炉内气流和增强气流相互间的混合达到助燃、强化燃烧和消烟除尘的目的。 用作二次风的工质可采用空气、蒸汽或烟气。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点,（三）工业锅炉主要节能技术 3.燃烧系统改造-锅炉复合燃烧技术（待续） （1）煤-煤粉复合燃烧技术：链条炉层燃加煤粉燃烧的煤-煤粉复合燃烧技术，具有煤种适应性强、负荷变化调节性能好和提高锅炉出力及热效率的特点。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点,（三）工业锅炉主要节能技术 3.燃烧系统改造-锅炉复合燃烧技术（结束） （2）煤-气复合燃烧技术：链条炉层燃加工业富产燃气燃烧的煤-气复合燃烧技术，使锅炉点火性能好、升温快；负荷调节范围大，负荷调节热损失小；燃料的燃尽率提高和过量空气减少，热效率提高；能很好地适应负荷变化和煤质变化等。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点,（三）工业锅炉主要节能技术 4.锅炉烟气余热利用。 烟气的排放，不仅浪费能源，也污染环境。 锅炉烟气余热利用一般是指加装锅炉尾部受热面，利用锅炉烟气热量加热锅炉给水和送风，降低锅炉排烟温度，提高锅炉热效率，节约燃料。,第一节 锅炉节能技术四、掌握重点,（四）电站锅炉主要节能技术（指导137） 1.锅炉等离子点火及稳燃技术。 2.煤粉锅炉稳定燃烧技术。 3.高浓度煤粉燃烧技术。 4.制粉系统新型双可调煤粉分配器。 5.磨煤机动态旋转分离器。 6.回转式空气预热器密封改造。 7.锅炉烟气余热利用。 8.锅炉自动控制系统节能技术。,第二节 工业窑炉节能技术一、知识结构,第二节 工业窑炉节能技术二、了解内容,1、工业窑炉应满足的基本要求及现状（教材P11-12）要求：（1）炉温、气氛保证工艺要求（2）生产率高（3）热效率高（4）使用寿命长（5）机械化、自动化程度高（6）基建投资少（7）对环境污染少。现状：我国工业窑炉的燃料以煤为主，加热质量差，效率低。 2、工业窑炉发展趋势（教材P18-19）,第二节 工业窑炉节能技术三、理解要点,（一）在工业生产中，利用燃料燃烧产生的热量或将电能转化为热能，从而实现对工件或物料进行熔炼、加热、烘干、烧结、裂解和蒸馏等各种加工工艺所用的热工设备，称为工业窑炉。工业窑炉由炉衬、炉架、供热装置（如燃烧装置、电加热元件）、预热器、炉前管道、排烟系统、炉用机械等部分组成。 （二）工业窑炉的用途。(教材P14 表1.2-1),第二节 工业窑炉节能技术四、掌握重点,（一）工业窑炉的分类（二）工业窑炉经济运行（三）工业窑炉主要节能技术（四）工业窑炉节能改造,第二节 工业窑炉节能技术四、掌握重点,（一）工业窑炉的分类，一般按其某些主要特征进行分类（待续） （1）工艺特点：加热炉、熔炼炉； （2）所使用能源种类：燃料炉、电加热炉； （3）工作温度高低：高温炉(1000以上）、中温炉（1000650）、低温炉（650以下）；,第二节 工业窑炉节能技术四、掌握重点,（一）工业窑炉的分类(结束) (4)按热工操作制度：连续式、间歇式工作窑炉； (5）按工作制度：分为辐射式工作制度窑炉、对流式工作制度窑炉和层式工作制度窑炉； （6）按照炉型特点：室式炉、双层室式炉、贯通炉。,第二节 工业窑炉节能技术四、掌握重点,（二）工业窑炉经济运行 提高燃烧及热利用效率和加强自动控制是实现窑炉经济运行的两个主要方面。 1. 提高燃烧及热利用效率 可采取的措施主要包括：采用低过量空气系数、富氧燃烧、提高助燃空气温度和减少热损失等。 （1）采用先进的燃烧装置，可实现低过量空气系数燃烧。,第二节 工业窑炉节能技术四、掌握重点,（二）工业窑炉经济运行 1.提高燃烧及热利用效率（待续） （2）工业窑炉50%70%的热量以高温烟气的形式直接排入大气。利用这部分热量来加热助燃空气是提高窑炉热效率最简单又最有效的途径。 （3）窑炉热损失包括排烟热损失、炉体热损失及其他热损失。其中，排烟热损失最大。 减少排烟热损失的方法主要包括：降低排烟温度、减少烟气量和合理控制炉内压力。,第二节 工业窑炉节能技术四、掌握重点,（二）工业窑炉经济运行 1.提高燃烧及热利用效率（待续） 炉体热损失包括散热损失、蓄热损失、孔洞辐射损失和逸气损失。以散热损失和蓄热损失为主。 减少炉体散热损失，可采用新型耐火材料、保温材料和加强炉体绝热来实现。 减少炉体蓄热损失，可采用轻质耐火材料替代传统耐火砖，通过减轻炉衬的重量来实现。对间歇性工作的窑炉，合理安排其工作周期，减少停炉和开炉次数，也可有效降低窑炉的蓄热损失。,第二节 工业窑炉节能技术四、掌握重点,(二）工业窑炉经济运行 1.提高燃烧及热利用效率（结束） 其他热损失，主要包括未完全燃烧热损失、水冷构件热损失、工艺工装热损失和灰渣热损失。采用先进燃烧技术，可以减少未完全燃烧热损失和灰渣热损失。尽量减少窑炉冷却构件的应用，对高温受热面进行绝热处理，可有效减少水冷构件热损失。尽量减少工装件的数量和质量，可以减少工艺工装热损失。,第二节 工业窑炉节能技术四、掌握重点,（二）工业窑炉经济运行 2.加强自动控制 窑炉自动控制包括对燃烧器的启停控制、燃烧火焰的连续检测、热负荷自动控制、燃料及助燃风比例连续调节控制等。 对工业窑炉进行自动控制的作用有两个：通过自动化控制手段，使窑炉始终稳定在最佳运行工况；能随时了解窑炉运行工况，获取详实运行数据，为技术创新提供素材。 窑炉自动控制的常规调节手段主要有串级比值控制、空气过剩系数自动修正、生产率前馈控制等。串级比值控制是炉温控制的基本控制方法，也是现场使用最多的一种方法。,第二节 工业窑炉节能技术四、掌握重点,（三）工业窑炉的主要节能技术 1.炉型和工艺 工业窑炉行业发展了许多先进炉型和工艺，其中最有代表性的是水泥预分解窑、干法熄焦工艺、明焰裸烧方法及低温快烧技术等。 2.燃烧技术：我国工业窑炉的燃料以煤为主。 （1）富氧燃烧技术。以氧含量高于21% 的富氧空气或纯氧代替空气作为助燃气体的一种高效强化燃烧技术。具有明显的节能效果；可提高融化质量；减少对窑炉的烧损。 （2）高温空气燃烧技术。节能效果主要体现在三个方面：极限回收余热，低空气消耗系数和强化炉内换热。,第二节 工业窑炉节能技术四、掌握重点,3.新型节能材料。（指导P141） 选择高性能耐火材料、保温材料和蓄热材料，可降低炉体散热、增加炉体寿命，提高工业窑炉效率。 工业窑炉用保温材料应满足导热系数小、密度小、气孔率大、吸水性吸湿性小、透气性小、膨胀系数小、热稳定好、热扩散率大的要求，并具有一定的机械强度，同时化学性能和高温性能也应满足工艺要求。 蓄热材料分为显热蓄热材料和潜热蓄热材料两种。 新型蓄热材料的发展趋势是：尺寸大小合适，形状合理，材质搭配好，体积紧凑，温度波动小，热回收率高且换向设备简单等。,第二节 工业窑炉节能技术四、掌握重点,4.节能涂料。指导P142 节能涂料包括隔热涂料和高辐射率涂料等。高辐射率涂料是目前应用最广的节能涂料。 在工业窑炉内及加热管外表面涂刷高温辐射涂料，可强化窑炉内的辐射换热。 5.余热回收利用。指导P142 工业窑炉余热回收利用的途径主要有预热空气或煤气、预热物料、发电、供热、制冷等。回收烟气余热来预热空气或燃料，是最常用、最可靠和最有效的方法。,第二节 工业窑炉节能技术四、掌握重点,（四）工业窑炉节能改造 1.热源改造 通过改造工业窑炉的热源可以有效减少其能源消耗。如：将燃油改为燃用工艺过程回收的可燃气，或将燃油、燃气改为电加热等。 2.燃烧系统改造 用新型燃烧器取代老式燃烧器。如：采用新型烧嘴。,第二节 工业窑炉节能技术四、掌握重点,（四）工业窑炉节能改造 3.窑炉结构改造 对工业窑炉结构通过进行改造，可有效改善燃烧状况、缩小散热面积、增大窑炉的有效容积，从而减少能耗、提高质量和产能的目的。 4.窑炉保温改造 既减少燃料消耗，又改善操作环境。 5.窑炉密封改造 提高窑炉密封性，减少冷空气的渗入和热空气的泄漏所造成的热损失。,第三节 绝热技术一、知识结构,第三节 绝热技术二、了解内容,概述：绝热是指隔绝、阻止热量的传递、散失、对流，使某个密闭区域内温度（热量）不受外界影响或外界不能影响而保持内部自身稳定或独立发生变化的过程和作用。绝热包括保温和保冷两个方面。 绝热材料发展趋势： 1、聚氨酯泡沫塑料采用绿色环保的发泡剂。 2、提高阻燃性和降低成本。 3、发展新型保温材料。 如：纳米孔硅保温材料。,第三节 绝热技术三、理解要点,（一）绝热材料的选用原则 1.绝热设计原则。教材P20 （1）建筑围护结构需设绝热的，必须绝热。 （2）设备和管道外表面温度大于50 ，环境温度为25 时，必须绝热。 （3）当需要限制介质在生产和输送过程中的温度下降或延迟介质凝结，以满足防堵、防冻、防结露要求时，应进行绝热。 （4）介质温度低于周围空气露点温度的设备和管道应进行绝热。 （5）工程设计中，一般公称直径1 000 m的管道和设备均视为管道，按圆筒计算；公称直径1 000 mm的管道按平壁面计算。,第三节 绝热技术三、理解要点,2.绝热材料选用要求。 绝热材料选用要求共有10项 教材P21（1）材料的热导率越小越好；（2）选用最佳密度的绝热材料；（3）具有一定的抗压强度；（4）绝热材料的使用温度高于介质温度；（5）绝热材料膨胀性、防潮性、防火性好；（6）绝热材料的化学稳定性好；（7）保冷材料的理化性能好；（8）按保冷材料特征采用粘结剂、密封剂；（9）绝热防潮材料常温下使用方便；（10）绝热材料不开裂、不老化、强度高。,第三节 绝热技术三、理解要点,（二）对绝热结构的基本要求 绝热结构在保证热损失不超过标准热损失值的前提下，应有足够的机械强度，不仅要考虑管道或设备振动情况，还要避免绝热结构所产生的应力传到管道或设备上。绝热结构要简单，尽量减少材料的消耗量，所需要的材料应尽可能就地取材、价格便宜。绝热结构要有良好的保护层，施工简便，扬尘率、损耗率小，维修方便，外表整齐美观。,第三节 绝热技术四、掌握重点,（一）绝热材料的分类（二）绝热施工工艺（三）绝热结构的保护层（四)常用和新型绝热材料及性能,有机材料无机材料,1、化学成分不同,第三节 绝热技术四、掌握重点（一）绝热材料的分类（待续）,低温保冷工程多用有机绝热材料。具有密度小，热导率低、原料来源广、吸湿时不腐烂等特点。热力设备及管道绝热材料多为无机绝热材料。,2、按照使用温度不同,高温用中温用低温用,高温用绝热材料，使用温度在700 以上。主要用于各种工业炉耐火砖间的填充料以及其他场所。中温用绝热材料使用温度在100-700 ，是热力设备及管道常用的保温材料。低温用保温材料主要用于温度在100以下的保冷工程,3、施工方法不同,湿抹式填充式绑扎式包裹及缠绕式,4、按照绝热原理,多孔材料：如泡沫塑料的绝热性较好。反射材料：常以松散材、卷材、板材等形式用于屋面、外墙、地面等。,第三节 绝热技术四、掌握重点 （一）绝热材料的分类（待续）,第三节 绝热技术四、掌握重点,（一）绝热材料的分类（结束） 另外，绝热材料还可以按体积密度分为轻质和超轻质材料； 按材料的形态分为粉粒状隔热材料、定型隔热材料、不定型隔热材料、纤维状隔热材料和复合隔热材料等； 按结构分为气相连续固相分散隔热材料、气相分散固相连续隔热材料和气相固相都连续的隔热材料等。,第三节 绝热技术四、掌握重点,（二）绝热施工工艺(7种） 1.涂抹法绝热：一种传统的绝热结构和工艺，便于接岔施工和填灌孔洞，但不适用于露天或潮湿地点。 2.绑扎法绝热：是广泛采用的绝热结构形式。(设备、管道） 3.装配式绝热：（定型制品，现场安装） 4.填充法绝热：（主要用于阀门法兰和膨胀节部位可卸式保温结构等 ）,第三节 绝热技术四、掌握重点,（二）绝热施工工艺(7种） 5.粘贴法绝热：特别适合耐火纤维毡等的施工。（外壳、外墙） 6.喷涂结构绝热：（用专用设备将有机泡沫绝热材料或某些无机绝热材料喷涂到绝热面，形成喷涂绝热结构。） 7.金属反射式绝热：采用不锈耐热钢箔制成热屏。（主要用于降低辐射与对流传热，特别适合于振动和高温工况 ）,第三节 绝热技术四、掌握重点,（三）绝热结构的保护层 保护层的主要作用是：防止外伤，便于设备和管道的运行维护；防止雨水的侵入；对保冷工程还有防潮隔汽的作用；使绝热结构的外观整齐、美观。 根据使用的材料及施工方法，保护层可分为涂抹式保护层、金属保护层和玻璃丝布类保护层。涂抹式保护层应用最为广泛。金属保护层主要用于受水和蒸汽侵蚀的部位、可能漏油而引起火灾的部位和高温高压的蒸汽管道。在潮湿地沟和保冷工程上采用沥青黏结玻璃丝布作为绝热结构的防潮层。,第三节 绝热技术四、掌握重点,（四）常用和新型绝热材料及性能（11种） 1.硅酸铝质耐火纤维：隔热、隔音和防酸。工业锅炉、热处理炉等广泛用硅酸铝质耐火纤维作绝热材料。 2.岩棉:密度小，热导率低，良好的绝热、防火和吸声性能。但防水性能差，对人的皮肤有刺激，不适用于冷冻、空调管道和设备的绝热。 3.离心玻璃棉：绝热性能良好，不燃烧，抗化学腐蚀性能较好，抗老化能力强，吸声性能好。但要避免与碱类、氧化剂、苯胺接触，扎人。,第三节 绝热技术四、掌握重点,（四）常用和新型绝热材料及性能（11种） 4.膨胀珍珠岩：高效能绝热材料，热导率低，耐高温，耐酸碱，生产简便。 5.硬质聚氨酯泡沫塑料：绝热性能极好，工艺性极佳，强度高。适用于各种管道、储罐等设备的绝热。广泛用于冰箱、冷库的绝热，但不适于高温设备和管道。硬质聚氨酯泡沫塑料成型工艺比较简单，可预制或现场发泡，但成本较高。,第三节 绝热技术四、掌握重点,（四）常用和新型绝热材料及性能（11种） 6.聚苯乙烯泡沫塑料。具有闭孔结构，吸水性小；机械强度好，缓冲性能优异；加工性好，易于模塑成型；着色性好，温度适应性强，抗放射性强等优点。但燃烧时会放出污染环境的苯乙烯气体。 （1）模塑（膨胀或可发性）聚苯乙烯泡沫板俗称苯板，具有热导率低、吸水率低、隔音性好、机械强度和耐冲击性能高等特点。但这种材料不耐高温，适用于70 以下的管道、设备绝热和建筑绝热。,第三节 绝热技术四、掌握重点,（四）常用和新型绝热材料及性能（11种） （2）挤塑聚苯乙烯泡沫板，简称挤塑板。具有高热阻、低线性膨胀率的特性，导热系数远远低于其他绝热材料，具有高抗压、低吸水率、防潮、不透气、质轻、耐腐蚀、超抗老化（长期使用几乎无老化）等优异性能。 7.复合硅酸盐绝热材料：可塑性强、导热系数低、密度小、粘接性强、防水、耐酸碱、不燃、施工方便、不污染环境等特点，是新型优质保温绝热材料。,第三节 绝热技术四、掌握重点,（四）常用和新型绝热材料及性能 （11种） 8.轻质镁铝辐射绝热材料：改善对辐射热屏蔽能力，屏蔽热辐射的能力高达50%60%。热导率低，绝热后的表面温度低，耐高温。适合于高温介质管道的绝热。 9.橡塑绝热材料:热导率低，隔热、音性强。该材料为高分子聚合物，能防止酸碱盐的侵蚀，防腐、防水性能好。其适用温度范围为-6089，燃性能好，防火性能为难燃B1级，适用于建筑业、商业、工业用大罐体设备和管道的绝热保温等。,第三节 绝热技术四、掌握重点,（四）常用和新型绝热材料及性能（11种） 10. 酚醛树脂发泡材料:热导率低，隔热性能好，抗水性和抗水蒸汽渗透性强，质轻、防火、不燃、无烟、无毒、无滴落等特点。其使用温度范围为-196200。 11. 泡沫玻璃(又叫多孔玻璃)。绝热、吸声、防潮、防火。其使用温度范围为-196450。,第四节 蓄冷蓄热技术一、知识结构,第四节 蓄冷蓄热技术二、了解内容,概述(教材P27)：峰谷电价，削峰填谷。 水蓄冷应用实例(教材P32)：济南奥体中心。 冰蓄冷应用实例(教材P35)：我国冰蓄冷空调工程已有500多个，如广州大学城、湖北出版文化城、海南三亚亚龙湾等。 蒸汽蓄热器应用实例及经济效益分析(教材P36) 电蓄热锅炉的系统组成 (教材P37)：主要是电热锅炉和蓄热水箱。,第四节 蓄冷蓄热技术三、理解要点,（一）蓄冷蓄热原理及模式 1.原理：把冷量（或热量）通过一定的方式储存起来，在需要的时候再释放出来加以利用。 蓄冷（热）方式主要有显热蓄冷（热）和潜热蓄冷（热）。 显热蓄冷（热）利用物质具有的比热容，其热力学能随着温度降低（升高）而储存冷（热）量。其主要的储存介质有水、油、陶瓷等。 潜热蓄冷（热）主要是利用物质发生相变时热力学能的变化而储存冷（热）量。,第四节 蓄冷蓄热技术三、理解要点,2.蓄冷蓄热模式。 蓄冷蓄热的模式有两种，即全量蓄冷（热）与分量蓄冷（热）。 采用分量蓄冷（热）模式，相当于一个工作日的负荷被均摊在全天来承担，所以其容量最小，可以节约初投资，但控制系统较复杂。 实际工程中采用分量蓄冷（热）模式的较多。,第四节 蓄冷蓄热技术三、理解要点,（二）蒸汽蓄热器结构与工作原理 蒸汽蓄热器是贮存蒸汽热能的一种设备，用于负荷波动较大的供汽系统，可平衡对波动负荷的供汽，使锅炉负荷稳定；用在余热利用系统，能有效回收热量。 合理利用蒸汽蓄热器，可获得显著的节能效果，一般可节约燃料3%20%。,第四节 蓄冷蓄热技术三、理解要点,（二）蒸汽蓄热器结构与工作原理 1. 蒸汽蓄热器的结构。蒸汽蓄热器是钢制圆柱形压力容器，分卧式和立式两种，一般采用卧式。容器壁上有蒸汽入口、出口、进水口和入口，底部有排水口；容器内部有充蒸汽的总管和支管，支管末端的蒸汽喷头外围是换热管。,第四节 蓄冷蓄热技术三、理解要点,（二）蒸汽蓄热器结构与工作原理 2.蒸汽蓄热器工作原理。蒸汽蓄热器为一密闭压力容器，安装于锅炉与用汽设备之间。蓄热器90%的空间充有饱和热水，其余水面以上空间为蒸汽；水空间内设有充热装置。蒸汽蓄热器的蓄热和放热是通过内部饱和热水间接实现的。（蒸汽进入压力容器，水的压力、温度，水饱和水；容器内压力，饱和水过热水，产生蒸汽，输送到供汽系统。）,第四节 蓄冷蓄热技术三、理解要点,（三）电蓄热锅炉的分类(5类)：常压水蓄热、高温水蓄热、液态高温体蓄热、固态高温体蓄热、相变介质蓄热。 1.常压水蓄热。是应用最多的电锅炉蓄热方式。其结构简单，尤其适合蓄冷、蓄热一体化系统。缺点是单位容积蓄热量小，占地面积大，蓄热介质有效利用率不高，存在蓄热死区。,第四节 蓄冷蓄热技术三、理解要点,（三）电蓄热锅炉的分类 (5类) 2.高温水蓄热。其优点是单位容积蓄热量较大，地域适用性广，成本低。缺点是系统较为复杂。 3.液态高温体蓄热。其优点是温度高，单位容积蓄热量较大。缺点是易燃，必须配备庞大的消防系统，一次性投资高。,第四节 蓄冷蓄热技术三、理解要点,（三）电蓄热锅炉的分类 (5类) 4.固态高温体蓄热。其优点是单位体积蓄热量较大，占地空间小，体积约为常压式蓄热锅炉的1/7。缺点是需有中间热媒体，换热较困难，电加热设备寿命短，金属密封壳体易发生高温氧腐蚀等。 5.相变介质蓄热。其优点是单位体积蓄热量大。缺点是相变介质性能不稳定，存在过冷现象，成本较高。,第四节 蓄冷蓄热技术四、掌握重点,（一）蓄冷蓄热的主要作用及技术和装置（二）蓄冷系统分类（三）水蓄冷（四）冰蓄冷（五）蒸汽蓄热器适用范围（六）电蓄热锅炉的特点,第四节 蓄冷蓄热技术四、掌握重点,（一）蓄冷蓄热的主要作用：削峰填谷。 蓄冷蓄热技术和装置主要有：水蓄冷、冰蓄冷、蒸汽蓄热器和电蓄热锅炉。 （二）蓄冷系统分类 空调蓄冷方式主要是水蓄冷和冰蓄冷。 1.水蓄冷属于显热蓄冷。 2.冰蓄冷属于潜热蓄冷。利用冰发生相变时的潜热来储存热量，1kg冰的潜热为334kJ/K，约为水比热容的80倍。储存相同的冷量，水蓄冷所需体积约是冰蓄冷的710倍，因而冰蓄冷所占据的空间比较小。,第四节 蓄冷蓄热技术四、掌握重点,（三）水蓄冷：按照蓄冷罐的结构形式，水蓄冷可以分为四种： 1.自然分层水蓄冷：(结构简单、蓄冷效率较高、经济效益较好 。是目前应用最广泛的水蓄冷方法 )。 2.迷宫式水蓄冷：装置较复杂。 3.多槽/空槽式水蓄冷：如果蓄冷量较大，布置立式蓄冷罐有困难时，优先选用多槽式蓄冷装置。 4.隔膜式水蓄冷：装置可靠性不够高。,第四节 蓄冷蓄热技术四、掌握重点,（四）冰蓄冷 1.静态冰蓄冷（应用较多）：主要有密封件式和冰盘管式两种。密封件式冰蓄冷传热效果较好，制冰融冰速度快，效率高；冰盘管式冰蓄冷制冷剂用量大，易发生制冷剂泄漏和金属盘管腐蚀。 2.动态冰蓄冷（传热效率高，未来发展趋势）：根据制取冰晶的方式，分为刮削式、过冷式和真空冷冻式3种。目前比较成熟的是刮削式，但其刮削部分易磨损，且加工精度要求高，造价较贵。过冷式将占据未来冰蓄冷主要市场。,第四节 蓄冷蓄热技术四、掌握重点,（五）蒸汽蓄热器适用范围 蒸汽蓄热器适用于4种情况： 1.用汽负荷波动较大的供热系统； 2.瞬时耗汽量极大的供热系统； 3.汽源间断供汽的或流量波动的供热系统； 4.需要储存蒸汽供随时需要的场合。,第四节 蓄冷蓄热技术四、掌握重点,（六）电蓄热锅炉的特点 1.热效率高，运行及维修费用低，经济效益好。 2.无污染，无废气或二氧化碳排放，无鼓、引风机及燃烧器的噪声污染。 3.属常压设备，安全性好，消防要求低，不必每年进行安全检查。,第五节 燃烧节能技术一、知识结构,第五节 燃烧节能技术二、了解内容,概述 燃烧是指燃料中的可燃成分与空气中的氧在一定的温度条件下，发生剧烈的化学反应，发出光并产生大量热的现象。 在我国，利用燃料燃烧的方式取得能量在相当长的时期内还将占主导地位。为了有效、合理地利用燃料燃烧释放的热能，需要不断提高燃料燃烧效率。根据不同燃料的燃烧特点，采取各种措施提高燃料的燃烧效率是节能的重要途径,第五节 燃烧节能技术三、理解要点,（一）水煤浆燃烧技术 1.原理：依靠水煤浆在入炉前燃烧器处预热蒸发，通过喷嘴使煤、水、蒸汽3种物质在不同压力下，合理配合雾化，使煤颗粒均匀雾化，以便于快速蒸发和高效率燃烧。 其目的是提高燃烧效率、减少二氧化硫的分离和氮氧化物的生成。,第五节 燃烧节能技术三、理解要点,（一）水煤浆燃烧技术 2.水煤浆燃烧过程。 水煤浆燃烧过程包括5个阶段： （1）蒸发水分预热级雾化； （2）加速加热水分完全蒸发，煤浆颗粒结团； （3）水煤浆中的挥发分析出并着火，形成火焰；（4）强力燃烧阶段，并伴有水煤气反应； （5）燃尽阶段。,第五节 燃烧节能技术三、理解要点,（二）垃圾焚烧技术 1.条件：垃圾要具有一定的热值，当垃圾低位热值5000kJ/kg（1200kcal/kg）时燃烧效果较好。一般城市生活垃圾低位热值在33508374kJ/kg （800-2000kcal/kg）间，含水量50%。 2.垃圾焚烧技术主要有三大类：层状燃烧技术、流化床燃烧技术和旋转燃烧技术（也称回转窑式）。,第五节 燃烧节能技术三、理解要点,（三）乳化燃烧技术 乳化燃料燃烧是个复杂的过程，在燃料燃烧过程中存在着“微爆”现象和“水煤气反应”。 通过“微爆”及“水煤气反应”，乳化油燃料可获得减轻大气污染和节约能源的双重效果。,第五节 燃烧节能技术三、理解要点,（四）磁化燃烧技术 在液体燃料进入燃烧室或炉膛燃烧之前，利用磁化装置对液体燃料进行磁化。被磁化的燃料分子的微观状态发生改变，燃料分子与氧分子结合得更加充分；同时在磁场作用下，液体燃料雾化后，液滴粒径减小，增大了液滴的表面积，增加了与氧分子充分结合的几率，使液体燃料的燃烧效率提高，从而达到消烟节油的目的。,第五节 燃烧节能技术三、理解要点,（五）脉冲燃烧技术 脉冲燃烧控制的主要优点有：传热效率高；可提高炉内温度场的均匀性；无需在线调整即可实现燃烧气氛的精确控制；可提高烧嘴的负荷调节比；系统简单可靠，造价低；减少氮氧化物的生成。 缺点：调节比小，容易产生噪声；启动必须使用风机；需要设置燃烧稳定后自动停止风机的装置。,第五节 燃烧节能技术三、理解要点,（六）旋风燃烧技术 旋风燃烧装置称为旋风炉，旋风炉分为卧式、立式两种，立式旋风炉又分有前置式和下置式两种。 旋风燃烧是一种高热强度和高效率的燃烧方式，它的优点主要有：热强度高、燃烧稳定、燃烧经济性高、捕渣率高、锅炉尺寸紧凑等。,第五节 燃烧节能技术四、掌握重点,（一）分层燃烧技术 （二）循环流化床燃烧技术 （三）煤粉高效低污染燃烧技术 （四）富氧燃烧技术 （五）高温空气燃烧技术 （六）催化燃烧技术,第五节 燃烧节能技术四、掌握重点,（一）分层燃烧技术 1.原理：利用机械筛分的办法，将原煤由给煤滚筒出口先经过筛分装置，使不同粒度的煤在经过筛子落向炉排时，造成时间差与位置差，结合炉排的转动形成上小下大、层次分明且疏松的煤层结构。 2.特点：减少锅炉漏煤量，煤层厚度平整均匀且通风均匀，提高燃烧效率。,第五节 燃烧节能技术四、掌握重点,（二）循环流化床燃烧技术 1.原理：在流化床锅炉的炉膛出口处安装一个高效分离器，将被气流携带出燃烧室的细颗粒分离出来，回送到流化床底部，并与加入炉内的燃料和排出的炉渣一起达到维持炉内总物料量不变的连续工作状态。,第五节 燃烧节能技术四、掌握重点,（二）循环流化床燃烧技术 2.特点：燃料适应性广，低污染物排放，燃烧负荷大，锅炉负荷的调节性能好。但埋管受热面管壁磨损严重。 循环流化床燃烧技术广泛适用于燃煤锅炉、废弃物焚烧等领域。,第五节 燃烧节能技术四、掌握重点,（三）煤粉高效低污染燃烧技术 1.煤粉低氮氧化物燃烧技术。 降低氮氧化物排放比较成熟的做法是采用低过量空气系数燃烧、空气分级燃烧（目前采用最广泛、技术上较成熟的低氮氧化物燃烧技术）、燃料分级燃烧和烟气再循环等技术。 2.高浓度煤粉燃烧技术。 实现高浓度煤粉燃烧技术的主要方法有3种：高浓度给粉、燃烧器浓缩技术（除了能大幅度降低氮氧化物排放外，还具有明显的低负荷稳燃性能 ）和浓缩器浓缩技术。,第五节 燃烧节能技术四、掌握重点,（四）富氧燃烧技术 富氧燃烧是以氧含量高于21%的富氧空气或纯氧代替空气作为助燃气体的一种高效强化燃烧技术。 特点：提高燃烧温度；降低燃料的着火温度，促进完全燃烧；降低空气系数，减少排烟量。,第五节 燃烧节能技术四、掌握重点,（五）高温空气燃烧技术 高温空气燃烧技术，又称高温低氧空气燃烧技术。通过回收废气的余热来助燃空气或预热煤气，降低设备能耗，显著减少氮氧化物排放。 主要用于钢铁、冶金、机械、建材等行业。 该技术的特点：采用扩散燃烧或以扩散燃烧为主的燃烧方式，火焰体积显著扩大；炉内火焰温度场分布均匀，炉内平均温度升高，加热能力提高；低氧燃烧过程燃烧充分，燃料消耗量低，污染物排放量减少；低燃烧噪声；能满足不同生产方式的工业窑炉和不同热值燃料的工艺要求。,第五节 燃烧节能技术四、掌握重点,（六）催化燃烧技术 依据煤炭燃烧化学反应原理，在燃煤中加入少量化学助燃剂，通过催化、活化等作用，可促进氧化及离子交换，改善煤炭燃烧性能，提高燃烧效率。 催化燃烧技术的应用效果为：降低煤炭的着火温度，改善煤炭的燃烧特性。,第六节 换热节能技术一、知识结构,第六节 换热节能技术二、了解内容,1、概述 (教材P46) 换热的形式主要有导热、对流和热辐射三种。换热节能技术的目的是通过研究换热过程的各种影响因素，强化传热过程，提高换热效率。 2、换热节能技术发展趋势 (教材P57)（1）非金属材料（如石墨、搪瓷玻璃）应用到工程传热领域。 （2）有源强化传热技术的研究进一步发展。如利用振动、电磁场等物理方法进行强化传热 （3） 强化传热结构组合研究。 （4）拓宽换热应用范围。（5） 各种新型、高效换热器逐步取代现有常规换热器。,第六节 换热节能技术三、理解要点,（一）换热器的设计选型 换热器设计包括热力设计和结构设计。其主要过程为设计计算，包括热力计算、结构计算、流动阻力计算和强度计算。 热力计算分为设计计算和校核计算，其方法主要有平均温差法和传热有效性-传热单元数法。,第六节 换热节能技术三、理解要点,（一）换热器的设计选型 换热器的设计或选型应满足的基本要求：合理地实现所规定的工艺条件；结构安全可靠；便于制造、安装、操作和维修；经济上合理。,第六节 换热节能技术三、理解要点,（一）换热器的设计选型 1.换热器设计的基本步骤：估算传热面积，初选换热器型号；计算管程和壳程流体的流动阻力；计算传热系数，校核传热面积。 2.换热器的选型。 换热器选型的基本要求(教材P50)：满足工艺参数；正常运行；易于管理；经济；符合工艺条件。 换热器选型的一般步骤(教材P50)：要明确热工性能、物理化学性质、运行条件、技术经济要求等。,第六节 换热节能技术三、理解要点,（二）热管技术的应用 热管技术最初仅用于航天领域和电子领域，现已在工业余热和工艺过程利用、空调余热回收、电子装置及电器设备冷却、太阳能利用等方面广泛应用。 按照冷、热流体的状态，主要分为气-气型、液-液型、液-气型热管换热器等；按照结构形式，可分为整体式、分离式和组合式热管换热器。 特点：传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、可靠性强、有利于控制露点腐蚀等。特别适用于易然、易爆、腐蚀性强的流体换热场合以及低品位热能的回收。,第六节 换热节能技术三、理解要点,（三）热泵技术应用 1.蒸汽压缩式热泵（应用普遍）由压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置等部件组成。其特点是利用高品位能量作为热泵循环的驱动力、结构紧凑、便于调节。 2.吸收式热泵通常由发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器和节流装置等部件组成。 3.蒸汽喷射式热泵的工作原理与蒸汽压缩式热泵基本相同，只是由蒸汽喷射器代替压缩机。与蒸汽压缩式热泵和吸收式热泵相比，蒸汽喷射式热泵效率较低。,第六节 换热节能技术四、掌握重点,（一）强化传热 （二）换热器（三）热管,第六节 换热节能技术四、掌握重点,（一）强化传热 强化传热技术是实现换热节能的主要途径之一 。 内容：采用强化传热元件和改变壳程的支撑结构，以提高换热效率，实现换热过程的最优化。 目的：缩小设备尺寸，提高换热效率，降低流体的输送功率消耗和高温部件的温度，保证设备安全。,第六节 换热节能技术四、掌握重点,强化传热原理,传热量