1《技术》第一章1～7第二章.ppt

节能技术第一章热能、电能利用节能技术,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保温保冷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二章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保温保冷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、知识结构二、了解内容三、理解要点四、掌握重点,第一节锅炉节能技术(知识结构),第一节锅炉节能技术(了解内容),锅炉节能技术概述(目的和分类方法)锅炉节能新技术,第一节锅炉节能技术(理解内容),1加强运行调整，减少各项热损失。,热平衡关系,第一节锅炉节能技术(理解内容),2加强水质管理，对锅炉用水进行水处理，减少结垢和排污两个方面：（1）锅炉受热面结垢对锅炉会产生危害（2）给水处理后可以减少排污量，并可以对排污水进行回收和利用。,第一节锅炉节能技术(掌握重点),1锅炉常用分类方法2.燃煤锅炉的两个主要节能措施（1）运行调整（2）节能改造,锅炉的分类,燃料种类,主蒸汽压力高低,燃烧方式,燃煤锅炉燃油锅炉燃气锅炉,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超超临界压力锅炉,层燃炉室燃炉流化床炉旋风炉,锅炉常用分类方法,第一节锅炉节能技术(掌握重点),2.燃煤锅炉的两个主要节能措施（1）运行调整降低排烟损失合理配风（空气系数的概念）（2）节能改造,空气系数与锅炉热效率的关系,第一节锅炉节能技术(掌握重点),2.燃煤锅炉的两个主要节能措施（2）节能改造（六条措施）：给煤装置改造；炉拱改造；燃烧系统改造；层燃锅炉改造成循环流化床锅炉；控制系统改造；采用节能新设备。,第二节工业窑炉节能技术,一、知识结构二、了解内容三、理解要点四、掌握重点,第二节工业窑炉节能技术（知识结构）,工业窑炉节能技术,工业窑炉的使用与能耗现状,工业窑炉的节能技术途径,工业窑炉典型节能技术,工业窑炉的分类,按工艺特点分类按使用能源种类分类按工作温度分类按热工操作分类按工作制度分类按炉型特点分类,节能改造主要节能措施,富氧燃烧技术蓄热式高温燃烧技术水泥窑余热发电技术高炉煤气余压发电技术,第二节工业窑炉节能技术（了解内容）,工业窑炉一般应满足的要求主要发展趋势常见工业窑炉的炉种、用途和热源。,第二节工业窑炉节能技术（理解要点）,工业窑炉的分类（按主要特征来分类）工艺特点：加热炉、熔炼炉；所使用能源种类：燃料炉、电加热炉；工作温度高低：高温炉、中温炉、低温炉；按热工操作制度：连续式、间歇式工作窑炉；按炉型特点：室燃炉、步进炉、竖炉等；按工作制度：辐射式、对流式、层式窑炉。,第二节工业窑炉节能技术（掌握重点）,热源改造燃烧系统改造窑炉结构改造窑炉保温改造控制系统节能改造烟气余热回收利用改造。,1工业窑炉节能改造的主要内容(6个方面),第二节工业窑炉节能技术（掌握重点）,2工业窑炉节能改造的主要措施(5个方面)提高燃烧效率减少炉体的散热损失减少水冷件热损失采用高辐射陶瓷涂料采用先进的炉型和工艺,第三节保温保冷技术,一、知识结构,第三节保温保冷技术,二、了解内容我国保温保冷技术及保温材料使用现状，保温材料和保温技术的发展趋势。,第三节保温保冷技术,三、理解要点1保温结构的基本要求2常用保温结构及适用范围（七个方面）涂抹法保温绑扎法保温装配式保温填充法保温粘贴法保温喷涂结构保温金属反射式保温,第三节保温保冷技术,四、掌握重点1保温材料分类及适用范围保温材料根据不同的特点有不同的分类方法，常见的有三种：(附后）2典型保温材料及性能,施工方法不同,成分不同,有机材料无机材料,使用温度限度,高温用中温用低温用,湿抹式填充式绑扎式包裹及缠绕式,热力设备及管道多为无机保温材料。低温保冷工程多用有机保温材料；高温用保温材料，主要用于各种工业炉耐火砖间的填充料以及其他场所。中温用保温材料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,第三节保温保冷技术,2典型保温材料及性能典型保温材料主要有：硅酸铝质耐火纤维，岩棉，离心玻璃棉，膨胀珍珠岩，硬质聚氨酯泡沫塑料，聚苯乙烯泡沫塑料，复合硅酸盐保温材料，轻质镁铝辐射绝热材料。真空保温材料和纳米孔硅保温材料是正在研究的新型保温材料。,第四节蓄冷蓄热技术,一、知识结构,蓄冷蓄热原理,蓄冷蓄热模式,蓄热系统技术应用,蓄冷系统技术应用,蓄冷蓄热技术及应用,概述,蓄冷蓄热原理及模式,蓄冷蓄热技术,蓄冷蓄热技术发展历程,第四节蓄冷蓄热技术,二、了解内容蓄冷蓄热技术概述、目的和发展历程，电蓄热锅炉的应用,第四节蓄冷蓄热技术,三、理解要点1.蓄冷蓄热系统的基本原理（显热、潜热）主要采用水蓄冷、冰蓄冷、蒸汽蓄热等方式。2.水蓄冷属于显热蓄冷应用最广泛的水蓄冷是自然分层蓄冷。3.冰蓄冷则属于潜热蓄冷冰蓄冷系统当前主要分为静态冰蓄冷和动态冰蓄冷两种方式。4.蒸汽蓄热器是安装于锅炉与用汽设备之间的节能设备。,第四节蓄冷蓄热技术(掌握重点),四、掌握重点1.目前蓄冷蓄热中常用技术的分类、特点和应用范围。2.水蓄冷按照蓄冷罐的形式可以分为：自然分层水蓄冷迷宫式水蓄冷多槽/空槽式水蓄冷隔膜式水蓄冷。,第四节蓄冷蓄热技术(掌握重点),3.冰蓄冷系统当前主要分为静态冰蓄冷和动态冰蓄冷两种方式。静态冰蓄冷：主要分为密封件式和冰盘管式。动态冰蓄冷：根据制取冰晶的不同方式分为,刮削式过冷式真空冷冻式,第四节蓄冷蓄热技术(掌握重点),4.蒸汽蓄热器：变压式蒸汽蓄热器应用最为广泛。蒸汽蓄热器适用于下列四种情况：用汽负荷波动较大的供热系统；瞬时耗气量极大的供热系统；汽源间断供汽的或流量波动的供热系统；需要蓄存蒸汽供随时需要的场合。,第五节燃烧节能技术（知识结构）,第五节燃烧节能技术,二、了解内容燃料释放热量的利用形式，其他燃烧技术。三、理解要点1蓄热式燃烧(其原理见图1.5-1)2燃煤添加化学助燃剂燃烧3.磁化燃烧节能技术4脉冲燃烧的本质及优缺点5低氧燃烧,第五节燃烧节能技术,图1.5-1蓄热式燃烧技术工作原理示意图,图1.5-1蓄热式燃烧技术工作原理示意图,第五节燃烧节能技术（理解要点）,2燃煤添加化学助燃剂燃烧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，促进氧化及离子交换的作用，改善煤炭燃烧性能，可以提高燃烧效率。主要应用效果是：降低煤炭的着火温度；改善煤炭的燃烧特性。3.磁化燃烧节能技术,第五节燃烧节能技术（理解要点）,4脉冲燃烧的本质及优缺点本质:脉冲燃烧控制采用的是间断燃烧的方式，使用脉宽调制技术，通过调节燃烧时间的占空比实现窑炉、加热炉等工业炉的温度控制。优点：传热效率高；炉内温度场的均匀性较高；无需在线调整，即可实现燃烧气氛的精确控制；系统简单可靠，造价低；可以减少NOx的生成。缺点：调节比小；容易产生噪音；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（理解要点）,5低氧燃烧（1）低氧燃烧原理高温低氧燃烧技术与传统燃烧技术不同之处是充分利用加热炉的排烟余热将助燃空气加热到1000甚至更高，使加热炉排烟温度降低到200以下，从而提高了燃料的热利用率。（2）低氧燃烧特点：（见教材第44页）（3）低氧燃烧实现途径：（见教材第44页）,第五节燃烧节能技术（掌握重点）,四、掌握重点1分层燃烧原理及特点（1）分层燃烧原理（2）分层燃烧特点：减少锅炉漏煤量煤层厚度平整均匀提高燃烧效率。,第五节燃烧节能技术（掌握重点）,2富氧燃烧原理及特点（1）富氧燃烧原理：通过提高助燃空气中氧气浓度所完成的燃烧过程称为富氧燃烧。（2）富氧燃烧特点：富氧燃烧可以提高燃烧温度；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。,第六节换热节能技术,一、知识结构二、了解内容换热器的定义(p46)、分类对换热器的基本要求(p46)换热器的选型(p52)强化传热技术应用时需要注意的一些问题(p58),平均温差法,校核计算,第六节换热节能技术（理解要点）,三、理解要点1、最常用的换热器分类,根据冷热流体热量交换的原理和方式,间壁式换热器,混合(接触)式换热器,蓄热式换热器,第六节换热节能技术（理解要点）,2、换热器设计计算的主要内容主要有四个：热计算；结构计算；流动阻力计算；强度计算。,第六节换热节能技术（掌握重点）,四、掌握重点（一）换热器的热计算,换热器的热计算,1、热计算种类,2、热计算方法,设计计算校核计算,平均温差法-NTU法,第六节换热节能技术（掌握重点）,（二）换热器的设计和选型1、设计（基本步骤）：（1）估算传热面积，初选换热器型号；（2）计算流体的流动阻力；（3）计算传热系数，校核传热面积。2、换热器的选型：（1）基本要求：（2）一般步骤：,第六节换热节能技术（掌握重点）,（三）强化传热技术1强化传热原理,强化传热的途径,增大换热面积,提高传热系数K,加大对数平均温差tm,第六节换热节能技术（掌握重点）,2、强化传热技术（主动、被动）,强化传热技术,管程的：,主要是采用强化传热管,壳程的：,改变管子外形或在管外加翅片,改变壳程管间支撑物结构,第七节余热余压利用技术,一、知识结构,第七节余热余压利用技术,二、了解内容余热的概念和来源(p58)余压发电的基本概念,第七节余热余压利用技术,根据温度不同余热分类,高温余热:高于650,中温余热:介于650200,低温余热:温度低于200的烟气和低于100液体,三、理解要点,第七节余热余压利用技术(掌握重点),四、掌握重点1高温余热的利用（主要途径3种）高温烟气-余热锅炉-蒸汽(最经济、最有效的方法)。高温烟气-加装换热器-预热助燃空气(进料)大块的高温固体-使用载体(气体或液体)-余热回收。,第七节余热余压利用技术(掌握重点),2中温余热的利用主要包括利用排污膨胀器回收余热或引入换热器加热给水。3低温余热的利用采用间接蒸汽加热设备产生的冷凝水，可以回收到锅炉再利用。对于其他低温余热的回收利用，首先应该考虑通过合理地安排生产工艺流程，在流程内最大程度的利用余热。可以利用热管和热泵技术对3060的低温余热资源提高其品位后再加以利用。,第二章新能源及可再生能源利用技术,第一节太阳能利用技术第二节地热能利用技术第三节生物质能利用技术第四节其他清洁能源利用技术,第一节太阳能利用技术,一、知识结构二、了解内容太阳能与太阳辐射的概念(p115)我国太阳能资源分布特点太阳能利用的七个阶段(p116)太阳能利用技术发展方向(p125),第一节太阳能利用技术,三、理解要点理解太阳能利用中的有关概念(p117)太阳能发电原理(p120)太阳能发电方式:分为光热电转换和光电直接转换。聚光类热发电利用聚光集热器把太阳辐射能转变成热能，然后通过汽轮机做功发电。(p122),第一节太阳能利用技术（掌握重点）,四、掌握重点(一）目前太阳能常用利用技术分类、特点1、太阳能集热器2、太阳能光伏发电技术3、太阳能热发电技术4、太阳能制冷与空调,第一节太阳能利用技术（掌握重点）,（二）太阳能集热器太阳能集热器的核心是吸热板分类方法：为高温（200以上）、中温（100200）和低温（100以下）集热器三种方式平板型太阳能集热器技术优点：工艺简单，加工和运行成本低，可常压运行，无安全隐患，使用寿命长。缺点：昼夜温度不均匀，表面热损大；低于0时，易发生胀管；流动阻力分布不均，抗冻性能差；排管容易结垢。全玻璃真空管式太阳能集热器采用真空技术，优点是热损低，集热管热效率高。缺点是不能承压，易结垢，价格较贵。热管真空管式太阳能集热器具有工作温度高，承压能力大和耐热冲击性能好的特点，缺点是生产成本高，技术要求高。,第一节太阳能利用技术（掌握重点）,（三）太阳能电池分类：主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅、多元化合物及聚光太阳能电池。特点：在能量转换效率和使用寿命等方面，单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。多晶硅比单晶硅转换效率略低，但价格低。,第一节太阳能利用技术（掌握重点）,（四）太阳能热发电技术：分类：槽式、塔式、碟式槽式热发电技术缺点：难实现双轴跟踪，致使余弦效应对光的损失每年平均达到30；结构庞大；辐射损失仍然随温度的升高而增加。塔式热发电最大的缺点：单位容量投资过大，降低造价比较困难。碟式太阳能发电优点：可单机标准化生产、综合效率高、使用寿命长、较强的运行灵活性，缺点是抛物面形状的可跟踪系统大小受制作工艺限制，发电功率一般不超过几十千瓦，制造这种小功率的斯特林发动机的主要障碍是成本高和可靠性低。,第一节太阳能利用技术（掌握重点）,（五）利用太阳能制冷主要途径。1、太阳能电能（常规制冷机）制冷特点：原理简单，容易实现，缺点是成本高；2、太阳能热能制冷特点：该途径技术要求高，但成本低，无噪声，无污染，是目前太阳能在制冷空调中应用的主要方式。,第二节地热能利用技术,第二节地热能利用技术,一、知识结构二、了解内容地热能利用中的相关概念、分类、现状及发展方向。,第二节地热能利用技术,三、理解要点1.地热发电原理。利用地热中的高温热流体通过汽轮机做功发电；分为蒸汽型和热水型两类。2.地埋管地源热泵：以土壤为热泵系统的冷热源，利用水泵驱动载冷剂经过闭式循环管道，与周围土壤换热，从土壤中提取或释放热量。可实现低温位热能向高温位转移，是利用地热能的一种有效方式,该系统又称为土壤耦合热泵系统。(p132图2.2-3),第二节地热能利用技术（掌握重点）,四、掌握重点（一）常用地热能利用技术分类、特点及适用范围。(p128)1、地热发电：（特点：p128)2、地热供暖3、地热务农4、地热行医5、地埋管地源热泵技术:：（特点：p131)6、地热制冷空调技术,第二节地热能利用技术（掌握重点）,（二）地热发电：蒸汽型：包括背压式和凝汽式，蒸汽型地热发电发电方式简单，但干蒸汽地热资源有限，且多存于较深的地层，开采难点大，发展受到限制。热水型：双循环式发电方式适用于含盐量大、腐蚀性强和不凝性气体含量高的地热资源。发展双循环系统的关键是开发高效的热交换器。,第二节地热能利用技术（掌握重点）,（三）地热供暖：分为直接和间接供暖方式。（四）地埋管地源热泵技术系统：由源侧环路、制冷剂环路、负荷侧环路组成；地埋管换热器有水平型、竖直型和螺旋型三种方式；地源热泵的特点：有利用可再生能源、节能、性能系数高、对生态影响小等。缺点有：系统的初投资较高；易在土壤中形成“热堆积”或“冷堆积”现象。,第二节地热能利用技术（掌握重点）,（五）地热制冷空调技术地热水驱动吸收式制冷机,该技术要求地热水温75以上，与电压缩式制冷系统相比，节电60%以上。,第三节生物质能利用技术,第三节生物质能利用技术,一、知识结构二、了解内容生物质能利用特点、现状及发展方向。,第三节生物质能利用技术(理解要点),三、理解要点1.生物质能转化方法物理方法:改变生物质的形状、致密度,如固化成型技术。热化学转化方法:是通过热化学将生物质转化制备得到一氧化碳、氢气、小分子烃或生物质油等物质，包括生物质气化和生物质液化。生物转化方法:是通过微生物或酶使得生物质进行生化反应的过程，主要有厌氧发酵技术和特种酶技术，如沼气甲烷技术。,第三节生物质能利用技术(理解要点),2.生物质气化技术原理。气化的主要反应原理为氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸汽或氢气等作为气化剂，在高温的条件下通过热化学反应将生物质中可燃部分转化为可燃气（主要为一氧化碳、氢气和甲烷等）的热化学反应。基本反应包括固体燃料的干燥、热分解反应、还原反应和氧化反应四个过程。,第三节生物质能利用技术(理解要点),3.生物质制沼气原理。人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内,在厌氧(没有氧气)条件下,经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。,第三节生物质能利用技术(掌握重点),四、掌握重点1.气化技术分类、设备、技术特点。气化技术分类(p137图1.2.3-2)气化炉可分为两大类：固定床气化炉和流化床气化炉(p137图1.2.3-3),第三节生物质能利用技术(掌握重点),2.固定气化炉床和流化床气化炉特点、缺点、优点。固定床气化炉:适用于物料为块状及大颗粒原料，一般采用空气为气化剂。特点是设备结构简单、易于操作、可以实现多种生物质原料的热解气化、投资少等。缺点是生物质燃气热值低，焦油含量高，容易造成管路堵塞。流化床气化炉:一般采用砂子作为流化介质(也可不用)，优点是气固接触混合良好，停留时间短，受热均匀，加热迅速，气化反应速度快，气化强度大，可频繁启停，可燃气得率高，燃气中焦油含量较小，综合经济性好等优点，适合于大型的工业供气系统。其缺点是出炉的可燃气中含有较多的灰分，设备结构复杂，投资较大。,