企业节能技术原理与甄选.ppt

1 企业节能技术原理与甄选 企业节能技术原理与甄选 零 能源管理基础一 节能技术基础知识二 节能技术评价与甄选三 工艺节能技术四 热力系统节能技术五 电气系统节能技术六 控制节能与信息化七 综合节能技术 能源管理已不能适应内外部对能源管理的要求 表现在 节能目标难受控 能源指标体系不能满足管理深度需求 生产 成本 设备等专业管理不能实现协同甚至相互矛盾 能源计量和统计准确度不能满足管理需求 基层用能岗位的节能措施不具体且动力不足 节能技术应用进程缓慢 能源管理 三无一有 无边界 无标准 无资源 有压力 能源管理必须突破和变革 能源管理面临越来越多的问题 什么是企业能源管理 谁从事企业能源管理工作 企业能源管理工作做什么 企业能源管理 企业消耗能源种类 能源管理人员的现状 企业能源管理的问题 企业目前节能开展情况 能源管理EnergyManagement 是以 能源 为核心进行管理 用能单位通过识别能源使用 确定具体的能源目标和指标 并通过能源管理来降低能耗 提高能源效率 企业能源管理 企业的能源管理工作 建立体系 组织体系 计量体系 统计体系 完善制度 宣传培训 巡查监测 指标考核 系统评价 能耗分析 奖惩整改 合理使用 经济运行节能的最终目的 合理使用 经济运行 节能减排 降低成本 提高效益 1 主要环节主要生产系统辅助生产系统转换系统2 能源流向购入储存传输加工转换终端消费余能回收3 重点环节 电力系统 热力系统 供水系统 重点耗能设备 物料回收 余热余能等 企业能源管理 生产制造环节 能源流 重点环节是影响企业能源使用效率最重要的3个方面 也是能源管理的管理对象 生产制造环节 包括从进厂到产品销售各个生产和加工环节 主要包括生产组织和生产产品损耗对能耗的影响 能源流 包括各种能源的采购 存储 加工 输配 使用 回收等各个环节 设备状态 包括从各种设备的选型 安装调试 用能过程的效率 维护和能效监管 报废更新的全过程管理 企业能源管理的功能 内部需求 外部需求 能源管理具有全员 全流程 全方位的特征 包括从产品设计到销售的所有环节 涉及到所有员工和上下游工序 包括从能源采购到消耗回收的全过程 能源管理的根本目的是满足企业外部要求和降低能源成本 能耗费用增长率 实现能效持续改进的过程 通常能效是起伏波动的 采取措施可使能效持续改进 10 一个生产和服务过程中的能源利用可以抽象成八个方面 即能源 技术工艺 设备 过程控制 管理 员工等六个方面的输入 得出产品和废弃能的输出 技术工艺 员工 管理 设备 过程控制 生产过程 产品 能源 排放 废弃能 回收 企业节能途径 开展能源管理工作当务之急 列举要点完善能源管理体系能源管理基础资料收集加强能源计量管理节能意识 企业节能基本途径结构节能 管理节能 技术节能系统节能 企业节能途径 1 结构节能结构节能主要是指节约由于经济结构不合理所引起的能源浪费 经济结构包括 1 产业结构 在今后的发展中 应增加省能型工业的比重 减少耗能型工业的比重 2 产品结构 3 企业结构 调整生产规模结构是节能降耗的重要途径 4 地区结构 地区结构的调整主要是指资源的优化配置 调整部分耗能型工业地区结构 企业节能途径 2 管理节能通过加强企业能源利用各个环节的管理来实现节能的目的 主要包括以下八个环节的管理 能源规划及设计管理能源输入管理能源加工转换管理输送分配和传输管理能源使用管理能源计量检测能耗分析节能技术进步 企业节能途径 3 技术节能指采取技术措施而实现的节能 主要措施有 1 通过能耗监测 改进操作和维护 提高现有设备或系统的运行效率 2 采用成熟的节能技术 对设备或系统进行技术改造 3 采用先进技术 更新设备或工艺等 企业节能途径 16 技术工艺 企业节能途径 17 设备 自身的功能 设备的搭配 设备先进程度 设备的维护保养 设备的自动化水平 企业节能途径 18 过程控制 计量检测 分析仪表不齐全 反应参数是否处于受控状态并达到优化水平 过程控制水平不能满足技术工艺要求 导致能源利用效率低和能源浪费 企业节能途径 4系统节能系统节能是指从系统合理用能的角度 对生产过程中与能量的转换 回收 利用等有关的整个系统所进行的节能工作 以前的节能工作主要着眼于局部 但系统各部件之间是有着有机的联系 随着系统工程和热力学分析两大理论的发展及其相互结合与渗透 产生了系统节能的理论和方法 把节能工作推上了一个新的高度 1 变孤立运行为联合集中运行 2 注意回收冷凝水 合理布置管网 3 充分利用余热余压 4 整体能量系统优化设计 使供能系统效率提高 企业节能途径 能量系统的优化是指合理地设计能量的转换 逐级利用和回收系统 在满足工艺过程对动力 蒸汽 冷却 加热等各种能量需求的前提下 使企业总的能源消耗最少 设备投资费用最少 优化总体用能的核心是推行按需产能 阶梯用能和合理匹配 优化总体用能越来越为国内外企业所重视 许多生产工艺从技术上来看并没有太多差别 各大公司之间竞争的实质是系统技术的较量 更低的能量消耗和更少的投资主要取决于高度集成化的过程能量系统的改进 企业节能途径 组合工艺流程 优化总体用能从工艺优化和能量联合利用两个方面节能 1 从系统总流程出发 探讨生产用能的合理性 2 避免过分追求装置操作独立性 相同工艺单元采取联合的方式生产 将原先分置于各个装置的同类工艺单元联合起来 实现规模化 提高设备效率 3 实施装置热联合 装置热联合打破了用能自成体系的局面 做到相互协调 取长补短 有显著的节能效果 企业节能途径 问题 节能空间 企业节能技术原理与甄选 一 节能技术基础知识二 节能技术评价与甄选三 工艺节能技术四 热力系统节能技术五 电气系统节能技术六 控制节能与信息化七 综合节能技术 能源 能源是可以直接或经转换提供人类所需的光 热 动力等任一形式能量的载能体资源 中国大百科全书 几个基本概念 一 节能技术基础知识 几个基本概念什么是节能 节能是指加强用能管理 采用技术上可行 经济上合理以及环境和社会可以承受的措施 从能源生产到消费的各个环节 降低消耗 减少损失和污染物排放 制止浪费 有效 合理地利用能源 什么是节能量 企业节约的能源量简称节能量 它是指企业消耗的能源量与某一个基准能源消耗量的差值 基准能源消耗量通常是指能源消耗定额 节能量可分 企业节能总量 单位产品节能量 单位产值节能量 节能技术改造项目节能量和单项工艺的节能量 一 节能技术基础知识 直接获得 一次能源 包括煤炭 原油 天然气 煤层气 水能 核能 风能 太阳能 地热能 生物质能等加工转换 二次能源 包括电力 热力 成品油 焦炭 煤气等 能源的基本形式 一 节能技术基础知识 能量的形式 一 节能技术基础知识 机械能 物体或物质系统因作机械运动而具有的能 最常见的是动能和势能内能 物体因内部微观粒子的热运动而具有的能称为内能或称 热能 改变内能的途径 传递热量和作功 做机械运动的宏观物体总能量实际上是机械能和内能的总和 电磁能 彼此相联系的交变电场和磁场所具有的能 包括电能 电磁能 磁能等 电磁能与其它形式能的转换可通过发电机 电动机等来实现 辐射能 包括电磁波 声波 弹性波 核放射线等所传递的能量 太阳能是典型的辐射能 具有温度的物体均能发出热辐射 化学能 物质系统的分子结构发生改变时释放的物质结构能 核能 原子核在转变过程中或反应过程中释放出来的能 重核裂变 轻核聚变 能量的形式 一 节能技术基础知识 能的性质 能量转换的普通性 当物质运动的形式发生转变时 能的形态同时发生转变能量守恒 能量转换时 总量守恒不变 既不创造 也不消失能量转换的限制性 由于能在品质上存在差异 各种形态的能不可能无条件地相互转化 如机械能可以全部转换为热能 而热能却不可能无条件地全部转换为机械能 高温热能可以转换为低温热能 低温热能却不能自动转换为高温热能等能量的传递性 能量的传递性是指在系统经历状态变化过程中 系统通过边界可以由作功或传热的方式向外界传递能量 一 节能技术基础知识 能量的转移 加热 可感知 的热能 显热 隐藏 的热能 潜热 30 水的加热曲线Heatingcurveofwater Univ ofWaterloo CA 两种类型的热能 一 节能技术基础知识 可感知 的热能 显热 若将物体的温度从T1加热到T2 需要的 显热 计算公式是 Q cp m T2 T1 Q 热能 kJ cp 热容 kJ kgK m 质量 kg T 开氏温度 K 若某浴缸装了150升水 欲从14加热到39 请问需要多少度电 水的比容 大约1升 千克 水的比热 大约4 2千焦 千克 K 4 2kJ kgK 150kg 25K 15750kJ 4 375kWh 一 节能技术基础知识 潜热 温度不变 相变下吸收或放出的热量 熔解潜热汽化潜热升华潜热 克服分子势能体积改变 克服外界压力膨胀做功 一 节能技术基础知识 传热方式 一 节能技术基础知识 固体热传递的主要方式物质微粒的运动 使热量从高温侧向低温侧传递 一 节能技术基础知识 传热方式 对流 对流的定义 通过气体或液体的运动实现能量的传输自然对流 由于温差造成的密度不同导致的物质流动强制对流 通过风机泵等设备强制循环 一 节能技术基础知识 传热方式 辐射 热辐射的定义 通过发射电磁波传输能量 红外光谱 例 阳光 StefanBoltzmanlaw斯特潘 玻尔兹曼定律 一 节能技术基础知识 问题 透过窗户发生的传热涉及了那些传热机制 一 节能技术基础知识 热力学第一定律分析法热力学第二定律分析法 掌握节能原理科学找出节能潜力与部位制定节能措施的指导原则规划长短期节能目标 不掌握节能原理提出不恰当的节能指标制定出不合理的节能决策批准不合理的节能方案 主要分析方法 1 节能基本方法 第一定律分析法 热力学第一定律即能量守恒定律 能量是物质运动的量度 当任何一种形式的能量被转移或转化为另一种形式的能量时 数量不变 该分析法得到了广泛应用 它主要是用热效率的高低来估计节能潜力 热效率越高说明节能潜力越大 能量平衡工作正是基于这一定律 把能量的来龙去脉搞清楚 确定多少能量被利用 多少能量损失掉 优点 简单直观 容易理解和掌握 运用得当对节能工作能起到重要作用 缺点 由于它所依据的仅是能量数量上的守恒性 在挖掘节能潜力时有较大的局限性和不合理性 一 节能技术基础知识 热力学第二定律的两种表述 开氏表述 Kelvin 1851 其唯一效果是热量全部转变为功的过程是不可能的 克氏表述 clausius 1850 热量不能自动地从低温物体传向高温物体 20世纪50年代以后 热力学第二定律的理论开始在节能实践中广泛应用 它的表述方法很多 其中之一是 当任何一种形式的能量被转移或转化为另一种形式的能量时 其品位只可能降低或来变 绝不可能提高 这样能量在数量的守恒性和质量上的贬值性 就构成了能量的全面本性 一 节能技术基础知识 工业生产中的用能过程可以归纳为 传热过程 传质过程 化学反应过程 热功转换过程等 可逆过程是热力学中的一种理想过程 在这个过程中 如为机械运动则没有摩擦阻力 如为传热过程则没有温差 因此可以看出 真正的可逆过程是不存在的 事实上 自然界的任何过程都不是可逆过程 节能工作就是要在现有的经济合理条件下 最大限度降低过程的阻力 使用能过程接近可逆过程 工艺过程 设备节能分析方法 一 节能技术基础知识 一 节能技术基础知识 使用先进工艺过程和高效设备 减少过程 凡有过程 就有不可逆性 因此应尽可能减少过程 减少不可逆性 多次使用能量 如对传热过程 就是要减少传热温差 凡是传热温差很大或较大的地方 也即是用能不合理的地方 高能高用 低能低用 工艺过程 设备节能的基本原则 通过节能分析指出节能潜力和方向通过经济分析指出改进的经济可行性 提高能源效率必须在能耗费用和投资费用之间取得平衡 分析方法 工艺过程用能优化流程简化和优化组合用能单元和设备强化排弃能量和最小化运行工况最优化 一 节能技术基础知识 一 节能技术基础知识 过程能量系统是指生产过程中由与能量的转换 利用 回收等环节有关的设备所组成的系统 它包括换热网络 蒸汽 动力 冷却 冷冻等公用工程子系统 能量系统担负着生产过程中物流的加热 冷却 驱动机泵的动力供应 工艺和加热用蒸汽等任务 对生产特别是生产中的能源消耗起着十分重要的作用 系统节能分析方法 一 节能技术基础知识 能量系统的优化是指合理地设计能量的转换 逐级利用和回收系统 在满足工艺过程对动力 蒸汽 冷却 加热等各种能量需求的前提下 使企业总的能源消耗最少 设备投资费用最少 优化总体用能的核心是推行按需产能 阶梯用能和合理匹配 优化总体用能越来越为国内外企业所重视 许多生产工艺从技术上来看并没有太多差别 各大公司之间竞争的实质是系统技术的较量 更低的能量消耗和更少的投资主要取决于高度集成化的过程能量系统的改进 一 节能技术基础知识 组合工艺流程 优化总体用能从工艺优化和能量联合利用两个方面节能 1 从系统总流程出发 探讨生产用能的合理性 2 避免过分追求装置操作独立性 相同工艺单元采取联合的方式生产 将原先分置于各个装置的同类工艺单元联合起来 实现规模化 提高设备效率 3 实施装置热联合 装置热联合打破了用能自成体系的局面 做到相互协调 取长补短 有显著的节能效果 一 节能技术基础知识 1 能量的有效利用能量的有效利用就是要减少能量的不可逆损失 能量有效利用的若干基本原则 按质用能 按需供能 能量的多次利用 适当减小过程的推动力 一 节能技术基础知识 1 能量的有效利用按质用能 按需供能按质用能是根据输入能的能级确定其使用范围 按需供能则是根据用户对需求能的能级要求 选择适当的输入能 两者的核心都是要尽量避免能量的无功降级 实现能级匹配 一 节能技术基础知识 1 能量的有效利用能量的多次利用根据用户要求 使能源的能级逐次下降 对能量进行多次利用 包括梯级利用和多效利用 梯级用能的基本思想是对高温带压 或不带压 的流体 先利用其势差做功 然后再利用其温差供热 它的特点是载能工质不变 一 节能技术基础知识 1 能量的有效利用能量的多次利用多效利用是通过不同的载能工质传递蒸发潜热 使热能多次利用 常用于多效蒸发和多效蒸馏 在多效蒸发中 通过加压或抽真空使各个蒸发器的沸点不同 就可将前一蒸发器的二次蒸汽 作为后一蒸发器的加热蒸汽 由于利用了二次蒸汽的余热 就降低了新鲜蒸汽的消耗 在多效蒸馏中 通过加压或抽真空使精馏塔的沸点不同 就可利用高压塔塔顶蒸汽的冷凝热 供低压塔再沸器加热用 一 节能技术基础知识 1 能量的有效利用适当减小过程的推动力增加过程的推动力来强化过程 可以减少设备投资 但是却增加了过程的损失 从而增加了长期的运行费用 推动力太小 设备投资大幅增加 因此 应进行全面的技术经济评比 确定适当的传热推动力 一 节能技术基础知识 2 能量的充分利用能量的充分利用就是要减少排出损失 基本方法有 堵塞漏洞 减少余热排放减少散热和跑 冷 损失 减少跑 冒 滴 漏 减少各种废弃物和污染物的排放量 减少可燃和有用气体的放空 一 节能技术基础知识 2 能量的充分利用 余热的回收利用 参见附表 常用作法 高温 或高压 及中温余热用于产生蒸汽及发电 低温余热 473K以下 则可利用热泵提高其温度 随着低沸点工质的应用 也可用低温余热发电或制冷 目前溴化锂制冷技术已比较成熟 可利用60 以上的低温余热进行制冷 余热回收的基本方法 一 节能技术基础知识 3 能量的综合利用 1 热电合供的总能系统 2 能量的综合利用工业过程能量的综合利用除应考虑热能与动力的配合以外 还应考虑各种物理和化学过程热效应 机械能等的综合利用 目前比较先进的是能量系统优化节能技术 节能诊断方法之设备能效评价方法 一 节能技术基础知识 基本步骤 第一步 检查设备是否属于国家明令淘汰的设备和工艺 淘汰落后的设备和工艺 第二步 现场测量设备的运行效率第三步 分析设备运行效率低下的原因 根据原因制定节能方案适用于针对单个耗能设备的节能评价 一 节能技术基础知识 设备低效的原因一般可分为三种 1 设备固有效率 例如属于国家淘汰产品 低质量产品或者因为设备选型的错误 2 设备的低效是因为设备维护保养不当或者使用不当 提高设备能效的最好方法 就是改善管理3 如果设备效率低下是因为工艺的需要负载变化较大 设备不能够工作在最佳效率区域 提高设备能效的方法 就是采用节能技术 一 节能技术基础知识 节能诊断法之能耗结构分析法 一 节能技术基础知识 产品制造能耗 制造产品消耗的能量 温度 压力 运动 特点 取决于产品制造工艺 能耗总量与产量成起正比节能思路 从产品的工艺入手 通过降低温度 压力速度 流量等等实现 通常需要开展以节能为目标的工艺研究 需要一整套的程度 有组织的开展 一 节能技术基础知识 产品制造辅助能耗 车间照明 空调 换气以及生产线运转消耗的能量 特点 与产量无关 总能耗取决于工作时间 节能思路 提高生产效率并随时保持高效率生产提高辅助耗能设备的能耗尽量减少工作时间 一 节能技术基础知识 公共能耗 办公 后勤 生活消耗的能量 特点 与产量无关 与工作时间成正比节能方法 提高工作效率 尽可能不加班 普及节能知识 开展办公节能 缩短办公设备工作时间 厉行节能 一 节能技术基础知识 节能诊断法 系统分析法 一 节能技术基础知识 供应能量 供能系统 转化设备 传输系统 使用终端 输出能量 锅炉变压器线路 照明设备电动机工作机换热设备 管道 末端 锅炉效率变压器线路损耗 能量转化损失 阻力跑冒滴漏热损失 末端浪费 系统能效 末端输出能量 供应能量该方法适合对复杂的系统进行分析 如中央空调 压缩空气系统 供水系统 方法说明 将能源供应 转化 传输和使用作为一个系统进行研究 对各个部分的能源效率分别进行检测 评估出整个系统的能源利用效率 找到系统的节能方案 特点 从能效入手 可迅速找到节能机会优点 有量化指标 可能明确节能的空间 适合复杂的耗能系统缺点 需要专业的检测设备和评估经验 不容易发现 低成本 的节能机会 一 节能技术基础知识 节能诊断法 分类分析法 一 节能技术基础知识 市场上销售的各种通用节能技术 方案 基本上都是针对设备节能 本方法特点 全面性 无论是什么节能机会 都能够在本方法中 对号入座 采用本法不会遗漏可能的的节能机会 合理性 一个类别的节能机会 必须用相应的方法才能够发现 一个类别的节能机会 不会同时出现在两个类别当中 一个类别的节能措施 不会节能另一个类别的节能潜力 简单 企业管理人员具备基本的节能知识 就很容易掌握 是 发现节能机会 最简单实用的方法 一 节能技术基础知识 1 管理节能管理节能针对各种能源浪费现象 常浪费的能量现象包括 无须照明的时间和地点还在开启的照明设备所有的跑冒滴漏没有生产 工作 时还在耗能 运转 的设备生产能力低于设备能力 低效率生产 设备维护不当造成的设备故障和效率下降浪费能量的特点 随处可见 每一个点都不大 难以量化 容易忽视 总量可观 一 节能技术基础知识 2 工艺节能工艺节能量是指用能端的能耗超过需要的 是最容易被企业忽视的潜在能源浪费 过度照明 一家世界500强企业 一个车间一年过度照明损失40万kWh 过度的温度 压力 流量 一家知名企业 零件清洁压缩空气由0 58MPa下降到0 3MPa 节能40 以上 过低的室温 食品厂车间温度由22 提高到24 空调节能超过10 每年节省电费超过20万 过高质量的水 压缩空气 高质量意味着高能耗 一 节能技术基础知识 浪费的能量有多大 一盏40W日光灯 一年耗电超过320kWh 10盏3200kWh 100盏32000kWh 1000盏320000kWh 一个2mm小孔 在0 6MPa下 泄漏量相当于1 7kW的功率损失 一年损失13600kWh设备空动转 电动机的能耗是额定功率的20 50 一台电脑即使一年不用 忘记拔掉插头 或者关闭插头电源 一年耗电量超过50kWh 所有带变压器的设备均有这种现象 设备有维护对设备的效率影响很大 维护不当造成的能量损失 远远超出一般人的 感觉 出现故障才匆匆忙忙修理 损失更大 一 节能技术基础知识 工艺节能量 是工艺决定的能耗 识别和判定都较困难 需要节能顾问和企业工艺 生产 质量等部门技术人员密切合作 经过仔细研究 试验才能够完成 工艺节能一旦确定 实施方法非常简单 通常是调整工艺参数 可以实现很低的成本就取得非常好的节能效果 识别工艺节能 需要较高的专业水平的尊重科学的态度 由于涉及到改变企业的工艺参数 对企业的技术能力有一定的要求 需要按照一整套完整的流程执行 一 节能技术基础知识 工艺节能的研究方法 识别工艺能耗的方式和用量 压力 流量 温度 对高能耗工艺 一般是高参数 例如高温 低温 高压 大流量等 进行节能专项研究 需要成立一个专门的研究小组 小能有节能 工艺 生产 质量 工程等部门的技术人员参加 需要定制一个研发的研究和方法 一 节能技术基础知识 3 设备节能设备能效 效率 设备输出能量 输入能量设备的效率包括固有效率和运行效率 设备的固有效率是设备的 铭牌效率 设备的实际运行效率 需要实际检测才能够确定 如果设备维护不好 或者偏离 设计工况 都会影响设备的实际效率 1 设计效率是设备能够达到的最高效率2 节能技术是解决 设备偏离高效率区 的技术 不能够解决由于维护不当造成的效率下降问题 一 节能技术基础知识 4 耗能设备节能第一步 检查设备的维护工作 过滤器是否堵塞 换热器是否结垢 机器润滑是否良好等等 首先消除由于设备维护不当造成的效率下降第二步 如果设备低效率是因为运行偏离设计工况 需要分析偏离的是因为工艺需要还是设备选型不对第三步 根据原因 提供方案 仅仅检测出设备效率低 还没有分析低效的原因 就匆匆忙忙建议加装变频器等节能设备 可有失去低成本的节能机会 一 节能技术基础知识 节能诊断包括以下的几个步骤 会谈 了解情况并收集相关的资料制定节能诊断计划及初步的节能诊断书 并征求对方同意进行现场诊断 确认数据数据汇总 分析 制作节能报告书提交报告书并研讨 一 节能技术基础知识 5 余热利用在能量的转化过程中 往往会产生热能的浪费 回收这部分能量 可以提高能源的利用率 可回收余热能量就是余热的节能空间 余热情利用包括减少热量损失和余热回收 余热的回收 需要考虑热能的 吸收 和 再利用 两个方面 余热回收 需要正确估计可回收余热能量 设备合适的回收方案和投资收益分析余热的回收具有特定性 必须根据企业的具体状况设计 需要专门的服务 一 节能技术基础知识 案例 Pr sentationT VRheinland 空压机系统优化 现场调研发现并联运行的空压机由于系统设置不合理 造成运行不平衡 系统供气能力仅不足80 效率低 针对现状 建议对空压系统进行合理设置 加装空压机节能控制装置 自动控制 优化空压机运行 使其在低功耗的状态下运行 从而实现空压机节能 据经验保守估计 平均节电量可达平均25 经过初步统计 企业四个空压站总运行功率约6289KW 7689KW 每日平均耗电量约121856KWh 年运行按照360天计算 则年运行耗电量为 121856 360 10 4 4387万kWh按1 降空压站运行的现状计算 节能空间应在20 30 保守以20 节能率计算 生产负荷按80 计算 则每年可节约电量 节约费用 702 0 65 456万元该项目改造投资总额约为520万元 则投资回收期约为 520 456 1 14即14个月可回收 空压机系统运行优化空压机系统运行优化主要是解决树状供气网络中存在的为保证某一末端用气压力而造成空压机长期高压运行 如 现场1 降空压站 1 空压机ZH15000 6 1台 ZH10000 4 1台 ZR250VSD 1台 运行状况是 系统母管供气压力设置要求 8 1bar 1 机进气阀开度比为 10 29 放气阀关阀比 100 60 一直处于加载状态 2 空压机ZH10000 4 运行状况是 系统母管供气压力设置要求 8 1bar 2 机进气阀开度比为 100 放气阀关阀比 100 一直处于加载状态 3 空压机是变频空压机 进气阀开度比为 100 放气阀关阀比 100 一直处于加载状态 上述数据可以看出 并联运行的3台空压机由于系统设置不合理造成运行不平衡 系统供气能力仅不足70 效率很低 加装空压机节能控制装置 优化空压机运行 冷却塔系统能效提升建议方案 改造冷水塔顶部布水器的结构 均衡分配水流 修补冷却塔上部各漏风点 减少气流短路 重新安装冷却塔内风机空间隔断连通门 减少气流短路 重新装配冷却塔填料 清除内部结垢 硅粉 减少气流 水流阻力 制定严格规范的冷却塔使用 操作规程 将电耗列为运行员工考核的重要内容 对节能优秀员工给予相应奖励 循环水 冷却塔 系统装置改造案例 据企业统计 所用风机 水泵运行数量约40 48台 64台冷却塔 投入运行总功率约6662KW 其中已安装运行变频器11台 变频器控制功率约1372KW 依据经验 保守估计此运行系统节能率可达到25 30 全年运行 生产负荷按80 计 则改造后节能量为 5290 80 24 360 25 10 4 731万kWh折合等价标煤 731 3 5 2558 5tce折合当量标煤 731 1 229 898tce节约费用 731 0 65 475万元该项目投资约800万元 投资回收期为 800 475 1 6821个月可回收 多数水泵处于工频与变频并联 两工频泵并联工作状态 由于系统均为共母管供水系统 水系统的压力最终靠母管总压力来决定 所以工频与变频并联运行多数情况下会造成变频水泵频率在47 48HZ运行 电机表面发热 同时与之并联的工频水泵会超负荷运行 运行电流大于额定电流 工频与变频并联 工频与工频泵并联均不能达到适应环境温度变化和产能变化引起的供水温度变化来及时调节电机的转速 从而达到节能降耗的目的 此两种并联运行状况均依靠人工经验调节阀门开度来达到调节系统流量 从而满足生产或工艺需求 系统能耗大 无功消耗高 建议增加变频器的数量 实现2台水泵或多台水泵均在变频器控制下同步运行 将阀门开度开至100 依靠温度和压力传感器双闭环信号进行调节控制 系统能实现依据环境温度和供回水温度变化 调节电机转速 实现大流量 小扬程运行的目的 此运行系统一般节能率能达到25 30 多泵并联运行 建议按照 同流量 同扬程控制原理 多泵并联运行尽量改成单泵运行 如 1降冷却水泵2台 90KW 48米 420吨 小时 建议改成 DFG300 400 4132KW 流量 800吨 小时 扬程 47米 可见 不加变频器就可节约48KW 小时 如果加装变频器控制 则节能效果更可观 需要实际检测运行多泵并联工况 进行水力计算 综合改造水泵和管道系统 必要时增加水泵变频改造 使水泵和系统高效运行 预计单泵运行比多泵并联运行节电25 60 冷冻泵 制冷泵 二次循环泵的改造 初始投资 1500万元节能量 可节约电力808万kWh 年投资回报周期 34个月 冷却塔节能改造 车间的气压阀缺少保养 表面油污 表盘指针处于红色异常状态 而且多处漏气造成消耗气源 同一气源端口出有多条软管 气源软管排布乱 软管长 导致气源消耗增大 此外冲压端拾吸盘为易损件 缺少对其的寿命管理 易造成超期使用 从而导致气源浪费 建议加强仪表等设备的维护保养管理 保证合理用气 控制计量装置是否完好 压力表坏了 一旦发现有坏的压力表等计量装置 请及时更换 如果有困难请寻求上司帮助 保温棉破损 导致的能源损耗 需要及时修补 动能厂热力系统优化 1 抽凝式机组改为背压式机组 更换背压机组总的等价节能量为 11516tce当量节能量为 14888tce原煤价格643 05元 吨 因此更换背压机组在满足当前生产需要的前提下 实际消耗能源费用为 4021万元与2012年相比 获得节能效益为 1419 30万元该项目购买新汽轮机以及改造等费用约900万元投资回收期 1419 3 900 1 58即19个月可回收 将抽凝式机组改为背压式机组发电下有优点 可以减少现有减温减压的动能损失 降低发电冷却塔的负荷 把凝汽机组冷凝蒸汽能量通过背压机组转化为电力 增加发电量减少外购电力费用等 4 控制企业用电设备的冲击负荷和波动负荷 3 谐波治理 应进行实际测量 根据测量的数据 安装高次谐波消除装置 初始投资 300万元节能量 可节约电力216万kWh 年投资回报周期 25个月 工艺中工作电流波动较大 可采取错时工作方法 企业节能技术原理与甄选 一 节能技术基础知识二 节能技术评价与甄选三 工艺节能技术四 热力系统节能技术五 电气系统节能技术六 控制节能与信息化七 综合节能技术 二 节能技术评价与甄选 1 节能技术评价的主要指标应进行节能指标评价 经济指标评价 进行多方案比较 每个方案都必须具备 足够的可靠性 允许的工作条件 满足相同的需要 不会产生危及其它部门或污染环境的后果 能效或能耗指标应达到有关标准的要求 能源利用效率在同类产品中较高 节能效果明显 技术具有创新性 二 节能技术评价与甄选 1 节能技术评价的主要指标经济评价主要内容 投资 年收益 基准收益率 投资回收期 万元投资节能收益 经济评价方法 1 简单补偿年限法 此方法是最简单 最基本的经济评价方法 它只考虑节能措施投入资金在多长时间内可以由节能创造的直接经济效益中收回 对资金的利息 以及节能的社会效益等全未予考虑 2 标准补偿年限内的计算费用法 有多方案时选择费用最低的方案 二 节能技术评价与甄选 2 甄选原则综合评价的原则技术成熟 具有工业应用案例知识产权明晰节能效果明显投资回收期短 投资收益率高节能产品生产企业应具有完善的质量保证体系 售后服务能力 二 节能技术评价与甄选 1 节能技术评价的主要指标经济评价方法 3 动态补偿年限法 考虑资金的时间收益 4 寿命周期净现值收益法 考虑每个方案的一次性投资 残值及资金利率均考虑进去 最后折算成每个节能方案在寿命周期内净收益总和之现值 5 年度净收益法 6 净收益 投资比值法 增加对投资差异的考虑 并将一次性投资折算成年度均摊费用 企业节能技术原理与甄选 一 节能技术基础知识二 节能技术评价与甄选三 工艺节能技术四 热力系统节能技术五 电气系统节能技术六 控制节能与信息化七 综合节能技术 三 工艺节能技术 工艺节能技术是指通过对生产过程工艺流程 工艺参数 新型催化剂的选用等方面的改进 以降低能耗的技术 工艺节能技术的专业性很强 应用范围较窄 但与其它通用节能技术相比 其节能效果往往最好 是最优先选择的节能技术 其它节能技术选用与否 应在工艺技术改造之后视具体情况才能决定 企业节能技术原理与甄选 一 节能技术基础知识二 节能技术评价与甄别三 工艺节能技术四 热力系统节能技术五 电气系统节能技术六 控制节能与信息化七 综合节能技术 四 热力系统节能技术 热力系统是企业能源消费很高的系统 也是节能潜力最大的地方 热力系统涉及的节能技术很多 以下对锅炉节能技术 蒸汽系统节能技术 换热网络优化节能技术进行 1 锅炉节能技术我国工业锅炉产品的实际运行效率往往要比鉴定热效率低10 15个百分点 造成一次能源的浪费 影响工业锅炉节能的因素有很多 有设计制造和运行操作等技术因素 燃料供应等管理因素 财税和法律法规等政策因素 四 热力系统节能技术 1 锅炉节能技术 通用节能技术 1 工业锅炉的富氧燃烧技术 2 降低工业锅炉排烟温度的节能技术 3 加强炉体保温 减少工业锅炉散热损失 4 炉内高温远红外涂料 5 工业锅炉的风机 水泵节能技术 6 工业锅炉的自动控制系统节能技术 7 加强工业锅炉定期维护保养节能 8 蒸汽蓄热器稳定工业锅炉负荷节能 四 热力系统节能技术 1 工业锅炉的富氧燃烧技术空气中氧气含量为20 93 通常工业锅炉燃料的燃烧也是在这样空气含量下工作 在燃料燃烧中占空气总量78 1 的氮气及少量惰性气体不但不参与燃烧反而会带走大量的热量 采用氧气浓度高于21 的气体参与燃烧的技术 叫富氧燃烧技术 工业锅炉采用富氧燃烧有以下效果 a 提高火焰温度和降低排烟黑度 b 加快燃烧速度 促进燃烧完全 从而根治污染 c 降低燃料的燃点温度 d 减少燃烧后的烟气量 四 热力系统节能技术 1 工业锅炉的富氧燃烧技术e 提高热能利用率f 降低空气过剩系数综上所述 工业锅炉及工业炉窑采用富氧燃烧新技术 节能效果非常显著 通常 链条炉排锅炉抛煤机锅炉节能率10 以上煤粉炉节能率2 5 燃油 燃气锅炉节能率12 以上 四 热力系统节能技术 2 降低工业锅炉排烟温度的节能技术排烟热损失是锅炉的主要热损失之一 可达10 20 锅炉排烟温度偏高 严重影响了锅炉运行的经济性 一般情况下 排烟温度每升高10 排烟损失增加0 5 0 8 排烟热损失主要取决于排烟温度和过量空气系数的大小 降低锅炉排烟热损失的技术措施 a 避免漏风 保持较低的过量空气系数 b 及时清理受热面积灰与结垢 保持受热面清洁 c 增加锅炉受热面积 四 热力系统节能技术 3 加强炉体保温 减少工业锅炉散热损失由于锅炉成本制约了炉墙保温技术的应用 故锅炉实测散热损失q5常常超过规定的2 5 4 0数值范围 尤其是一些小型立式锅炉 散热损失高达6 8 形成不应有的能源浪费 由于炉体保温不佳 增大炉膛和烟道的漏风 将增大烟道通风阻力和风机的电耗 炉膛大量漏风会降低炉温 影响燃烧的正常进行 锅炉保温节能的潜力不小 炉墙保温结构炉墙的结构有重型炉墙 轻型炉墙 敷管炉墙及新型全纤维超轻型的炉墙 所用的材料除炉墙防风墙内壁绝大部分用耐火砖外 保温层则采用蛭石混凝土 烧缩珍珠岩 轻质保温砖等 四 热力系统节能技术 4 炉内高温远红外涂料锅炉水冷壁管 过热器管 省煤器管长期经受烟气中粉尘的高速冲刷 加之铁管的高温氧化作用 致使铁管壁厚磨损严重 锅炉使用寿命直线下降 更重要的是 钢管的远红外辐射系数只有0 65左右 炉膛内的热量不能很快透过钢管传递到水中 高温远红外节能涂层喷涂于炉衬内壁和炉管外壁能够有效提高炉衬和炉管黑度 提高钢管表面的辐射系数到0 98 保护炉体 延长炉龄 有效辐射炉膛内红外热能 显著提高炉膛内的热传递效果 节约燃料消耗5 35 投资不多 效果很好 四 热力系统节能技术 1 锅炉节能技术 通用节能技术 5 工业锅炉的风机 水泵节能技术 6 工业锅炉的自动控制系统节能技术 7 加强工业锅炉定期维护保养节能 8 蒸汽蓄热器稳定工业锅炉负荷节能 四 热力系统节能技术 2 蒸汽系统节能技术 1 大气式热力除氧技术及低位热力除氧器 2 工业蒸汽乏汽回收器 3 蒸汽蓄热技术及蓄热器 4 锅炉自动排污技术及应用 5 高温冷凝水回收技术及冷凝水回收泵 6 蒸汽疏水阀 7 喷射泵技术及应用 8 余热利用系统技术 工艺及设备开发 锅炉控制 计量与监测 压力控制 温度控制 温度控制 蒸汽疏水阀 锅炉 锅炉排污 锅炉给水调节 冷凝水和热能回收 管道附件 5 10 5 10 5 10 5 20 5 10 5 20 10 40 蒸汽系统的节能潜力示意 四 热力系统节能技术 1 大气式热力除氧技术及低位热力除氧器热力除氧原理 水被加热到0 018MPa下的饱和温度时 水表面蒸汽压力接近水面的全压力 溶解在水中的各种气体的分压力接近于零 水不具备溶解气体的能力 气体就会从水中析出 从而达到除氧目的 四 热力系统节能技术 2 工业蒸汽乏汽回收器利用方法 1 扩容回收 有压乏汽 0 3MPa 收集至扩容器 定压0 3MPa 并入该压力等级管网 2 换热器回收 有压乏汽 0 15MPa 收集至换热器 冷凝水回收至软水箱 3 乏汽回收器回收 有压乏汽 0 05MPa 收集至乏汽回收器 通过喷淋换热汽水混合以高温水方式回收 4 水喷射泵回收 利用水喷射泵 多级引射 无压乏汽 汽水混合以高温水方式回收 四 热力系统节能技术 3 蒸汽蓄热技术及蓄热器蓄热器用途 蒸汽蓄热器安装于锅炉与用汽设备之间 用以平衡用汽设备的波动负荷 蓄热器原理 密闭压力容器内 90 以下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 蒸汽蓄热器的结构 四 热力系统节能技术 4 锅炉自动排污技术及应用连排 锅炉在运行中连续地从锅筒中排放一些炉水 悬浮物和油脂 定排 锅炉在运行中定时地从锅筒的底部或者水冷壁下集箱的底部排放部分炉水 目的 排放水渣及沉淀物 以免沉聚在锅炉受热面上 四 热力系统节能技术 5 高温冷凝水回收技术及冷凝水回收泵冷凝水回收方法开式回收 集水罐压力P2等于大气压力P0闭式回收 集水罐压力大于大气压力用汽设备压力P1与P0 P2关系式 P1 P2 P0完善程度 P2越接近P1回收系统越完善 影响因素 P2受用汽设备开台数及各设备的始端压力 管径大小及长度 管道构件及数量 设备及管道高度等因素影响 四 热力系统节能技术 6 蒸汽疏水阀蒸汽疏水阀分类 热动力式疏水阀热静力式疏水阀机械式疏水阀综合式疏水阀 四 热力系统节能技术 6 蒸汽疏水阀蒸汽疏水阀选型数据应用条件设备压力和温度要求背压情况设备类型工作环境 如 冷冻 水锤 震动对排空气的要求 四 热力系统节能技术 7 喷射泵技术及应用喷射器作用 利用蒸汽的压力势能 按照一定的混合比引射循环水 提高热水的压力和温度 节能效果 系统中没有热水循环泵 节约电力 取代传统的换热器 节省占地面积 减少换热时间 提高换热效率 四 热力系统节能技术 7 喷射泵技术及应用工艺流程 四 热力系统节能技术 8 余热利用系统技术 工艺及设备开发了解余热资源性质 种类 参数 工艺 部位 确定匹配的冷负荷 主要了解冷源的种类 参数 工艺 部位 设计回收利用工艺流程选择或设计 非标 余热利用设备 拖动汽轮机 循环水水轮发动机 余热制冷 核算回收效益 四 热力系统节能技术 3 换热网络优化节能技术 夹点技术一个系统的换热网络越复杂 其节能潜力往往越大 目前优化换热系统的成熟技术有多种 夹点技术最受青睐 夹点技术 也称夹点分析法 是一种过程整合技术 1978年由英国B Linnhoff教授首先提出 夹点技术已成为过程工业解除 瓶颈 的一种通用分析技术 夹点技术用于分析热能系统时称为热夹点 用于分析水系统时称为水夹点 用于分析氢气系统时称的氢夹点 夹点技术 热夹点 将热力学与系统工程相结合 用以分析工业生产流程中的能量流动 提高能量的利用效率 通过热集成 减少公用工程消耗和相应的设备投资 集成前 集成后 所需锅炉大小 10MW所需冷却水塔 10MW 所需锅炉大小 2MW所需冷却水塔 2MW 企业节能技术原理与甄选 一 节能技术基础知识二 节能技术评价与甄别三 工艺节能技术四 热力系统节能技术五 电气系统节能技术六 控制节能与信息化七 综合节能技术 五 电气系统节能技术 工业企业电气系统节电可以从以下几个方面着手 1 输配电系统节电2 变压器节电3 无功补偿节电措施4 电机节电5 泵类节电 风机 水泵类 6 压缩空气系统节能7 照明系统节电 五 电气系统节能技术 1 输配电系统节电 1 确定科学合理的企业电压等级 2 减少变压级数 3 调高或调低电网运行电压 4 保持电网三相负荷平衡 5 提高电网及负载的功率因数 6 改造旧线路 调整供电半径 增大导线截面积 五 电气系统节能技术 2 变压器节电 1 尽量采用低损耗变压器即节能变压器 2 采用调容变压器 3 合理选用变压器容量 4 依据供电电压变化情况 及时调整变压器的分接开关 使其运行电压合理平稳 五 电气系统节能技术 2 变压器节电 5 采用有载调压变压器 6 多台变压器并列经济运行 7 尽可能保持三相负荷平衡 8 正确选择变压器安装位置 9 改善变压运行环境 降低变压器运行温度 五 电气系统节能技术 3 无功补偿节电措施无功补偿一般方法 1 采用并联电容器组补偿 工厂的动力用电大都属于感性负载 无功损耗较大 功率因数较低 而电容器可提供无功功率 改善和提高电网 变压器及用设备的功率因数 方法简单 效果显著 广泛应用 2 采用同步电功机补偿 同步电功机发出的无功功率 就近供给用电设备 负荷 所需的无功功率 提高电网和用电设备的功率因数 五 电气系统节能技术 3 无功补偿节电措施无功补偿方式的选择 1 集中补偿 补偿装置安装在变电所内 2 分散补偿 补偿装置安装在各个车间内 以就近补偿主要用电设备所消耗的无功功率 减少厂区内部的线损 降损节电效果明显 3 就地补偿 直接安装在被补偿设备旁边 当大中型电动机比重较大 利用小时又较高时 单机就地补偿节电效果最好 五 电气系统节能技术 4 电机节电措施 1 采用高效节能电动机 即降低电动机本身损耗 2 合理选择电动机功率 3 合理选择电动机的电压等级 4 尽可能让电动机运行在经济运行区 5 电动机轻重载采用Y 自动切换 6 电动机调速节电 7 提高异步电动机功率因数 8 提高电动机与被拖动机械连续效率 9 改善环境条件 加强通风 降低电动机运行温度 五 电气系统节能技术 5 泵类节电 风机 水泵类 1 采用高效节电风机和水泵 淘汰低效风机和水泵 2 采用调速装置调节风量和流量 因为风机 水泵 耗电量与风机 水泵 转速的三