供热设备与节能技术学习讲义

供热设备与节能技术

1.基本概念和基本原理

2.供热设备及节能技术

3.向管理要能效

4.总结

１.基本概念和基本原理１.１供热设备１.２热力学第一、二定律和传热学基本公式１.３节能的基本分析方法—热平衡法１.４热平衡法简介１.５设备热平衡—以锅炉热平衡为例1.1热力学第一定律和热力学第二定律自然界基本定律：能量守恒与转换定律热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热现象上的应用，它揭示了能量在量上的特性。其能量方程式：Q=∆U+Aw

上式表明：加给工质的热量一部分用于增加工质的内能，余下的部分以作功方式传递给外界。其中热功当量w=4.1868kj/kgm热力学第二定律：(有多种表述)热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到另一个高温物体。第二定律涉及能量传递的方向和深度的问题，是能量在质上的特性。所谓能的质量是指能的品位或能的可用性。能量在其传递或转换过程中，品质是逐渐降低的，即能量贬值。热力学第一、二定律分别揭示了能量在数量上的守恒性和在质量上的贬值性（不可逆）是其最重要两个特性。1.2传热学基本公式

•传热三种形式：辐射、对流和传导传热学基本公式：Q=KH∆t=KH(tg-td)传热系数(以炉膛水冷壁管传热为例)

1.2节能的基本分析方法—热平衡法

热平衡法是建立在热力学第一定律基础上的能量分析方法，主要考察系统热量的平衡关系，揭示能在数量上的转换和利用情况，从而确定系统的能利用率或能效率（热效率）。1.4供热设备热平衡—以锅炉热平衡为例1.4.1固体燃料的热平衡方程式：Qydw=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6(kJ/kg)(1-1)

热平衡方程的百分比表示式：100%=q1+q2+q3+q4+q5+q6(%)（1-2）对于固体燃料，q2和q4高；对于液体燃料，q2高，q４很小，q6＝0；对于气体燃料，q2高，q4≈0，q6＝0;1.4.2.锅炉热效率(1)正平衡热效率：η=q1=Q1/Qydw×100%（1-3）(2)反平衡热效率：从式（1-2）可得η=Q1/Qydw×100%=1-（q2+q3+q4+q5+q6）（1-4）2.供热设备及其节能技术2.1工业锅炉提高热效率的有效途径2.2热电联产和集中供热2.3分布式能源利用系统2.1工业锅炉提高热效率的有效途径2.1.1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、二次风；一二次风预热；采用节能炉排片。（已制定行业标准）措施没:吧(姻以燃督烧无胸烟煤林链条奔锅炉疮为例)1)洒合闷理布油置前戴后拱继（中妈拱）笋为了顿及时亩着火笑、提纸高燃趋烬率恼；降软低q4。远2)绒一次普风预巡寿热，迁并采彩用二车次风哥加强漏混合感，降啄低q4和q3；3)画合理球配风捕、控线制过胞量空躬气系乖数；波为了联降低庆排烟杠热损教失q2。施4)溉采用护省煤份器和陕空气出预热膨器，刘降低阔排烟保温度忘，为补了降即低q2。躁5遭)猜用匹节能碍炉排示片。崖（已透制定论行业德标准狡）２.娘1.瓶2毒循环旧流化矩床（谷CF帖B）厘锅炉概述35渴t/下h赖、7及5t前/h疏、花22朋0t失/h失(摇20爸t/稳h流啊化床辩锅炉莲)13柏0t拘/h开、酬60侦0t献/h奋；主吼要用聋于供缓热和盯发电丽。CF杆B锅慕炉优翠势低温坊燃烧结，N兽Ox我低；茄可廉轿价脱柳硫；辈可燃忽烧无只烟煤另。存在筝问题拾：CF最B锅抗炉热睛效率桐比煤奶粉炉介低,倒大约帆80炒-著8辫8%求；部件宴磨损询比较皇严重输。CF灵B锅逆炉热放效率困偏低貌的主格要原越因是奥飞灰达含碳征量高惹，大泪约达梦15奋-尼2中5%做；而似且飞齐灰量怀大（块超过秀50填%）扔。降低抛飞灰馒可燃甩物措剥施：1)道设烈计时墓选择拆合适孝的流揭化气里速，含炉膛龄高度饶，保证煤韵颗粒糕在炉捐内获树得充旨足的伪停留季时间深；2)也保结持床节层和滤炉膛95冲0℃焦以上的高殃温，崭以提段高飞灰燃粥尽率苦;3)溪要滔正确运设计怜燃料母破碎遭系统用,防典止重泄复破英碎，薄减少飞印灰份窝额;4)调选豆择个编高效府的分近离器。5)优化裂返料侍器配恼风调兰节，羡防止街料腿越串风坐。2.犬1.牲3季油哭、气还锅炉传统炸的油标、气份炉为愤三回杀程湿汁背炉妥。对于富油炉蜘：由闹于先例进的栋燃烧父器和它成熟弊的本汽体设搂计，仔柴油脚燃尽鱼率可匀控制极到理您想程稳度(湿99菌%以偿上)菜，故而油炉认提高钳燃烧掌效率统已没与有多它少余价地。泪但重孔油还新有一寺些余掉地。如果捆本体抽设计逼有缺予陷，慈排烟啊温度暖过高症，可推根据验燃烧爹器背宽压余发量布寻置热灶管省赖煤器挡。对于铸气炉芬：大昏量水彻蒸气马携带岛着可杏观的尚汽化锋潜热插离开刻锅炉沉。这异部分粮热量短约占业天然铅气低羽位发办热量饰的14蛋%。它惜等于糖燃料汉高低可位发浙热量薪之差将。告尽可磁能多增地通接过锅鞭炉受羡热面磨或特忧殊换哭热器河把排骆烟中能的水仆蒸气目凝结竭下来章，回枝收其怨热量阔，就温能较臂大幅粥度地犹提高凑锅炉地热效刮率。重油弃燃烧境技术目的楚：提揉高雾穷化质炮量，砌降低q4和颗盟粒物斗排放雾化淡技术决:宫转杯秋雾化弱和气海泡雾精化降低女黏度茄:嫩预热令或掺裕适量晨轻油掺水寇燃烧谈:朴合理休掺水娱率可敲降低q4和烟辣气黑糕度(重见结中构图怨)转杯碑雾化梯技术65佣00侮/m截in徒高赚速旋强转的历转杯--身--以离心委力作够用导台致油思膜越喉来越翠薄高压始(由巷高速殖旋转铃叶片阿升压务至１敞00楚0m洗m烟H2O吧以上腰，风严速达线10据0m匹/s门)的板一次畜风(畅风量外的1木0%醋)把环薄油食膜粉店碎至务几十叫微米黄颗粒颗。气泡妇雾化点喷嘴熄技术气泡境雾化焰喷嘴扔技术波是用墓气泡粮作为图雾化泛的动点力，卫利用跃气泡的产码生、搭运动凳、变暮形直独到出百口爆巴破来且产非毒常细债小的器液雾败。主要废特点知为:（1庸）液杯雾颗苗粒粒芳度小馋(索义太尔援平均卷直径SM耗D≤联40前µm)，牢尺寸分布嘉均匀会(尺与寸分臂布指移数N>厚2)；（2猎）雾嘉化效粉果基楼本不咏受燃绩油粘萄度大谅小的理影响起,粘痒度使俩用范立围宽，昌为70删°E(即淋燃油逗需具闹有流摔动性绩)；（3涉）燃疯烧完常全，小不冒再黑烟潜,燃单烧效疗率达99川.5促%以上符，燃菊烧产肾物中污串染物殖低于灶国家地环保鼻局规柔定的收各项压指标睁；（4抓）火煌焰长浪度、颈火焰都锥角评、火奶焰形蜘状及食喷油荐量可阴按用汇户要微求设杏计；（5陪）燃房诚烧器套不结岛焦、耽不堵刷塞；（6女）火宣焰刚英性强党，喷帽射速望度高怀；（7仅）雾展化效储果不知随流袭量大贡小影纹响，蛋流量兔调节慌比大么，可涌达1:趋5天然霉气是恢优质蹄低碳言燃料a.搭天然既气主健要成覆分为舰CH4，氢与杂炭重后量比舱大约舒为1表:3茎;b.陆氢发脑热量敞为1浆25故.掀6M序J/抗kg片，炭妥发热泄量为筹33抵.紧7哨MJ蜡/k践g氢的潜发热拾量是胳炭发清热量震的3仰.蜂7倍奴；结论猜：古在C乎H4中，铲氢对遵天然帜气热剂值的劝贡献支大于怪炭。天然店气是严低炭架燃料摊。（恐见下虏表）例：幕陕嘉北天犹然气脖成分缴（幻玉％）CH4C2H6C3H8C4H10H2S杯N295.94妄940.箩90峡750.酒13艰67暗2.赞00覆620.然00撇02保1胃.02.跃2.看4严载热仙体加政热炉优势世:抱高温披低压剃，不译用水物处理钻；载热坡体介稻质：安液态钩（矿酒物油援），形气相厨（苯挺和联常苯混驳合物什），摆盐；运行载注意讯点：蜂介质暴析碳绒，受已热面朗结焦禽（例标）运行规时要怪监控碍盘管侦进出擦口压馒差和爸温度狐.舒此外窗，矿路物油沫要过串滤和镇补充败．2.词2.肌5叛电热疲锅炉电热胸锅炉档应用白场合一般厨不提镜倡使山用。扮因为吹电能使是高乳品位铁能源止，热喘能转范换成失电能蠢的效斤率一巷般在乡丰40床%以谎下，从现在葱再由上电热齿锅炉缎转成怨热能递太不么合算惹了。在特砖殊条风件下亚使用余：对环保保要蝴求严赢格；乘小容众量和隐其他疲特定兼条件驶。由于药LN唐G将农引入同厦门舌，今帮后采叔用燃盖气锅衰炉更屈合理岭。2.喊5策煤粉犬工业污锅炉概述德国伪19草99亿年已堂开发尾出类泥似技株术，槽适用泰于超蚂细干皂燥褐忌煤煤造粉。难我国恳已纳数入国尸家科本委9怎73节计划沃。类型滔（见励下图租德国浸st裁ei孔mu炒el剩le跑r公苹司开抖发两庙种炉掏型）应用未场合腰：*漠必正须有昏超细字优质纺煤粉粒（高饲挥发赠份，拾低灰集低硫古）粥*肆必须请配有粪高效柱除尘怎设备术（袋柿式或步静电鲁）2.芬2热电俩联产泽和集温中供秃热目的诉：提颠高能列源利铺用率紧，达基到C继O2减排纳。国家方规定5万苏kW以下疤小型闲火电克机组城要关可闭；伏但热拼电联雕产可范以上修（只狡要总假效率扑大于45谱%，热臂电比大于亏1）。忙改造桂或新俱建可仅选择慎CF园B锅院炉集中煎供热庸：可大选择紧大容签量高剃效率挨的锅总炉替梳代众禽多低剪效高逮污染景的小炎型锅凳炉。在热酿电联岩产的词建设拒中，蜜从以咱燃煤剩为主窃的热效电厂圾向燃器气的热、敬电、及气三掩联供热电少厂发谈展；亿分布幼式热沿电冷荒联产己也得悦到迅泄猛发风展。热、尺电、肯煤气醉三联拘供（整持体煤弱气化约联合留循环萌）2.含3唉燃气到—蒸聋汽联健合循户环燃气栽—蒸哭汽联邀合循全环利槐用了警燃气季侧高敞温吸犹热和敞蒸汽送侧低航温放格热的秃特点放,使仙得联醒合动框力装挨置的畏总效狂率比武常规明的高惜参数御纯蒸汪汽动瓜力装鹊置的角效率腔(最回高约掏为4闯0%哲)高爽得多工。由于辽联合唯循环爽热效崇率达55伤%和天技然气限中含惊有大塌约25将%(重都量比吧)的瓶氢气易这两启个因盖素，捎使得庙天然糖气联雅合循搏环发掏电厂嘱单位谢发电升量所咳产生绑的温芹室气捡体C叠O2减小榨了50澡％。整体持煤气翠化联替合循骄环（砖IG下CC佛-I械nt匙eg笛ra宽te赶d泼Ga谈si奴fi瓦ca栽ti汇onCo嗽mb尖in浇ed伯C筝yc爆le怨）发境电系烘统，呀是将呼煤气轨化技挤术和惕高效误的联冠合循烂环相辆结合快的先浆进动尼力系绩统。滴它由芒两大摄部分偿组成，岔即煤包的气墙化与收净化浆部分援和燃察气-赖蒸汽援联合笑循环计发电迷部分输。2.恢4吹分布牙式能陡源利非用系锹统2.偿4.1概述2.绕4炉.2编框耍图2.匠4葡.3京优或点2.伤4.德1害概述分布自式能筒源系吩统(D位is横tr状ib辨ut包ed急E兴ne飞rg悔y模Sy幕st刊em简称DE势S)，又植称第柱二代娃能源阿系统寇。当将前，橡全世弱界都曾在推吊动该萄系统著的建煌设。第二悉代能忙源系刺统具胖有6个方绵面的肿主要悦特征耳：一齿是燃效料的源多元奇化；号二是快设备药的小亭型化胳、微乡丰型化去；三彻是冷果热电木联产良化；坏四是姜网络寺化；摊五是幻玉智能舌控制闯和信乒息化突管理邻；六爱是高珠标准众的环宋保水倦平。2)分布层式能胳源系商统是喜相对帐于传仰统的晨集中伴式能榜量系迈统而脂言的谁。在抢这个吧系统出中,培集合现了分拆布式挂供电乳、制依冷、臭采暖尼、生夹活卫钳生水拌以及迷其他耽形式扇的热蛇能于光一体咱,将往发电筋系统以以小拼规模笼、分醉散式冈布置巧在用妙户附缓近,匙可独狐立地扬输出疫电、佩热和尚冷能芦的系证统,须此系页统中为的主沿要部良分就难是分姿布式晃供电向和冷稳热电高联产亚系统虑（Co承ol幸in牛g-鹊he赞at么in惑g-匀po书we伪r淡Co资ge逮ne舱ra共ti逆on银，简厌称C颜CH炊P）尤。同适时,泊应用私最新缝的信册息化味和智禽能化背技术捉管理袍和控竟制系练统,段以实杯现系畏统化眉、智孝能化干、经草济最辫优的壮目的察。3)厅“套高参故数、其大机篇组、背大电幕网”腥集中僻式供虏电将帖仍然歌长期树是我兄国电狗力发乳展的板主要促方向偿，小誉微型钞分布宿式电拴源是搅集中遣式电听源系冷统的及重要傻补充丛。它麦增加克了电凡网的盒质量胁和可低靠性册。4)零小型督或微膏型燃堵气轮掌机C话CH母P分奶布式话电源黑总能圆效高哲；总余投资亩（含凭输变旁电设抖备等裂）与匪大型竹集中猪式电凑源相师当或甩略低破；燃妹机性市能好绵，运段行可估靠，肠大修趁期长随；具爽有很页好的干经济找性。5)庸天素然气踩是比棕轻柴绪油还莫要洁驻净、铜低炭再的优虚质燃累料，饭且可概比价押格与置轻柴鸦油相吸当，斜通过有综合穴梯级浮利用荐可获析得更没高经吸济效汉益。允小型河或微鲜小型燃气跟轮机具CC卷HP分布品式电钢源系安统正贺是天做然气降利用戚的最巾好模嗽式之消一。6)足欧谜美国们家小瓶微型介燃气场轮机晒产品处成熟娘，性橡能好抄；与嘱同容蚀量柴头油机再分布品式电盆源相贩比，栽小微辅型燃贝气轮脾机分听布式女电源益还具窝有结错构紧闪凑、锈运行协可靠昼性高艇、低贝噪音钞、低绢振动粮等多纲方面观优势翻。它姑是分政布式卷电源竟的首拥选主浊机。2.师4.坡3裙发展可CC艺HP猫系统笔的优经点(1裙)发遮展C闪CH恭P系蝴统有抽助于施提高新能源亿利用欧率CC你HP浓系统哑可大傅幅度滤提高产能源喷利用饺率,塌其能源综沙合利俗用率刃可达逢到80所%～号90柱%。(2鲁)发奏展C敲CH暑P系共统有设助于馋环境悔的保毁护CC碰HP功系统倦CO2排放帅仅为俩传统暗能源愈系统雨的30椅%～捧50饰%。(3起)发商展C概CH绵P系戴统有席助于瓜缓解技电力增高峰彩负荷(4邀)发服展C趴CH宴P系像统可率以提湿高供晓电安气全性3.之向惊管理裤要能丛效脑同样拢设备达，管薄理人丧员素释质提梨高了命，运猫行水槐平上怪去了传，能胸效也盖上去姜了。3.挤1齐提高扒供热事设备蒜热效棉率(镜从降匙低锅景炉各堡项热痰损失页的方丸向想登办法涉)1)蚕降训低漏寸风（即脏降低炊q2）一个洋误区2)柜采倘用强菠风后核吹宫运行引方式优点铃：燃料育及时载着火延长绞燃烧师时间加强早喉口边混合(即姻降低议q4）3)指从止加强献给水粗（导纤热油础）品区质监太控和疗吹世灰看字节能使受口热面粘外壁远灰污江层和君内壁习水垢误层(诞或析趁炭层表)趋鼻于零诊，大招大提叙高传菌热系还数，图从而情降低派排烟岸温度壮。对于校干净伙内外脱壁的妖受热沫面关于韵锅炉角尾气敏的余昆热回哥收散装恰工业泊锅炉武已配信有省渴煤器衣、空桃预器乔；快装停油气垄锅炉舱一般俩无省爆煤器畅、空形预器炮，（呆三浦者油炉欺例外框）但揪排烟锤温度冲通常寸超过必20真0提-2民50ºC要考端虑余者热回伸收。以上废要防锯止受泽热面超低温卖腐蚀爪。然气托锅炉寻可考室虑排伤烟中吉大量度水蒸弊气汽剥化潜竹热的喷回收粪。但霉要防码止受袖热面篮腐蚀夫。3.瞧2凉节约格用电防止节锅炉乎漏风祝，就个能降迅低引兄风机脖电耗矮；采用雾变频榴调节浴；其他3.领3辨别节能龙技术中的请伪科侦学3.闲1亭依据运:能量锅守恒狮与转更换定欠律;物质党不灭度定律锯;传热时学基材本原体理3.己2伪科胳学例子闸:霞1斧)航纳米虫油或航纳米苦油添贸加剂扛可大野大提忆高效甘率寸油捐的发铸热量甜是其掉分子挨中C平和H或完全薯燃烧既放出义来的投，是轰可以竟从油隔的元晕素分军析精旺确算则出来各的。马现代违燃烧墙器燃斑烬率瓶已很唤高，宣额外宗热量编哪里盾来！慎？以纳总米：服1n缸m储=腊10–9m,抵是延原子惭或分蔬子级骨大小抬，加跌入后载能源红使单愿位发哨热量吩提高校吗？2)重油架掺水染燃烧聋可大旦大提南高技并术热顶效率20设0号原重油梢,掺混水率摩率8咳.1辜%,表燃烧柿效率缘瑞提高叛0缩慧.2锹57慨%(姑已扣舌除0红.4株84层%水供蒸气亿热损贡失)绪，不四可能妙提高笋15印%之蒜类的锁谎言孔。掺水垮后有屿71爬9m扫g/叶Nm3焦碳肉粒子伏被进剂一步念燃烬民,使尊烟尘漠排放