工业企业节能技术培训(银川)课件

“能源管理师”培训工业企业节能技术12023/10/3“能源管理师”培训12023/7/28整体概述概述二点击此处输入相关文本内容概述一点击此处输入相关文本内容概述三点击此处输入相关文本内容2整体概述概述二概述一概述三2目录一、能源、节能基本概念二、工业余热回收利用技术三、锅炉节能四、蒸汽及凝结水系统节能五、流体自动控制系统六、高效电机与变频调速七、煤层气的开发利用八、工艺革新九、能源管理信息系统十、案例分析32023/10/3目录一、能源、节能基本概念六、高效电机与变频调速七、煤一、能源、节能基本概念42023/10/3一、能源、节能基本概念42023/7/28

能量是物体或物质系统做功的能力，是物质运动的量度。分机械能、内能、电磁能、辐射能、化学能、核能等6类

能源是指已开采出来可供使用的自然能量资源和经过加工或转换的能量的来源尚未开发出来的能量资源称为资源，不列入“能源”的范畴

能量资源是指自然界中存在的可能为人类利用来获取能量的自然资源，其范围随着科学技术的发展而扩大§1.1能源1、能量、能源及能量资源52023/10/3能量是物体或物质系统做功的能力，是物质运动的量度。§1.（1）一次能源与二次能源一次能源指从自然界取得的未经任何改变或转换的能源，如原煤、原油、天然气、生物质能、水能、核燃料、太阳能等；二次能源指由一次能源经加工转换而成的能源产品，如煤气、焦炭、汽油、煤油、柴油、重油、火电、蒸汽等。（2）常规能源与新能源常规能源是指在现有经济和技术条件下已经大规模生产和广泛使用的能源，如煤炭、石油、天然气、水能和核裂变能；新能源指正在开发利用但尚未普遍使用的能源，如太阳能、风能、海洋能、地热能、氢能等。（3）可再生能源与非再生能源可再生能源指在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充的能源，如水能、风能、太阳能、潮汐能等；非再生能源指经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，如原煤、原油、天然气等。§1.1能源2、能源的分类62023/10/3（1）一次能源与二次能源§1.1能源2、能源的分类6202（1）能源的实物量单位§1.1能源3、能源的计量单位及其换算能源形式单位使用国家和地区固体能源、液体能源吨（t）世界各地原油吨（t）中国、俄罗斯、东欧各国桶（bbl）西方各国成品油公升（L）中国、俄罗斯、东欧各国加仑（gal）西方各国气体能源标准立方米（m3）中国、俄罗斯标准立方英尺（scf）西方各国电力千瓦时（kW·h）世界各地1t＝1000kg；1bbl≈159L；加仑分美国加仑（Usgal）和英国加仑（Ukgal），1Usgal＝3.785L，1Ukgal＝4.546L。72023/10/3（1）能源的实物量单位§1.1能源3、能源的计量单位及其换（2）能源单位焦耳（J）定义为1牛顿的力作用于质点，使它沿力的方向移动1米距离所做的功；或者用1安培电流通过1欧姆电阻1秒钟所消耗的电能。焦耳是我国热量单位的法定计量单位，也是国际制单位。卡（cal）西夏区医院对面清源大厦，宁夏党校定义为1克纯水在标准气压下，温度升高1摄氏度所需的热量。我国现行热量单位卡有20℃卡、国际蒸汽表卡及热化学卡。千瓦时（kW·h）：电量的计算单位焦耳与卡、千瓦时的换算公式为：1卡（20℃）＝4.1816J 1国际蒸汽表卡＝4.1868J1热化学卡＝4.1840J 1kW·h＝3.6×106J§1.1能源3、能源的计量单位及其换算82023/10/3（2）能源单位§1.1能源3、能源的计量单位及其换算820（3）当量单位燃料热值高位热值：燃料完全燃烧，燃烧产物中的水蒸汽凝结成水时的发热量低位热值：燃料完全燃烧，燃烧产物中的水蒸汽仍以气态存在时的发热量当量热值与等价热值当量热值：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，如电的当量热值为3600KJ/（kW·h）等价热值：为了获得一个度量单位的某种二次能源所消耗的以热值表示的一次能源量。等价热值＝当量热值÷转化效率标准煤与标准油标准煤：指按照标准煤的热当量值计算各种能源量时所用的综合换算指标标准油：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§1.1能源3、能源的计量单位及其换算92023/10/3（3）当量单位§1.1能源3、能源的计量单位及其换算920常用的能源折算标准煤参考系数

能源名称平均低位发热量折算标准煤系数原煤20934KJ/KG0.7143焦煤28470KJ/KG0.9714原油41868KJ/KG1.4286汽油43124KJ/KG1.4714煤油43124KJ/KG1.4714柴油42705KJ/KG1.4571重油41868KJ/KG1.4286天然气38979KJ/m31.3300炼厂干气46055KJ/KG1.5714液化石油气50160KJ/KG1.7143电力3600KJ/（kW·h）（当量）0.122911840KJ/（kW·h）（等价）0.4040102023/10/3常用的能源折算标准煤参考系数能源名称平均低位发热量折算标准《中华人民共和国节约能源法》中定义，节能是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源。其中：技术上可行是指在现有技术基础上可以实现经济上合理就是要有一个合适的投入产出比环境可接受是指既要节能，还要减少环境污染社会可以接受是指不影响正常的生产与生活水平的提高有效就是要降低能源的损失与浪费1、节能的定义§1.2节能112023/10/3《中华人民共和国节约能源法》中定义，节能是指加强用能管理，采

狭义节能是指节约煤、油、电、气等能源广义节能是指除狭义节能内容之外，还包括节约原材料、运力、人力、资金、提高作业效率等各个方面就狭义节能的内涵而言，是指从能源资源的开发、输送分配、转换（电力、蒸汽）或加工（成品油、煤气）为二次能源，直到用户的消费等各个环节，都有节约能源的具体问题狭义节能又可分为直接节能和间接节能两种方式2、广义节能和狭义节能§1.2节能122023/10/3狭义节能是指节约煤、油、电、气等能源2、广义节能和狭义节

直接节能是指通过加强能源的科学管理和推动技术进步，在满足生产和生活同等需要的条件下，直接减少的能源消耗量。间接节能是相对直接节能而言的，具体反映在除直接节能原因外的单位产值能耗的降低上。其范围很广，主要包括调整经济结构（如产业结构、企业结构、产品结构和能源消费结构），合理组织生产，节约原材料及其他消耗品，提高资源综合利用效益等方面的内容。合理组织运力、进口高耗能产品等也属于间接节能。3、直接节能和间接节能§1.2节能132023/10/3直接节能是指通过加强能源的科学管理和推动技术进步，在满足1、节能相关基础理论课程§1.3节能理论基础

工程热力学传热理论燃烧理论流体力学工质（蒸汽、空气等）特性理论传质（干燥）理论自动控制化学热力学化学动力学142023/10/31、节能相关基础理论课程§1.3节能理论基础工程热力学

第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡状态（温度相同），则它们彼此也必定处于热平衡状态第一定律：热力系内物质的能量可以传递，其形式可以转换，在转换和传递过程中各种形式能源的总量保持不变第二定律：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零第三定律：不可能用有限个手段和程序使一个物体冷却到绝对温度零度；在绝对零度，任何完美晶体的熵为零2、热力学四大定律§1.3节能理论基础152023/10/3第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系3

能源转换利用的关系热能电能机械能风能水能化学能核能地热能太阳能一次能源（天然存在）二次能源聚变水车热机电动机发电机直接利用燃料电池风车水轮机燃烧裂变利用光热转换光电转换生物质（汽轮机、燃气机等）光合作用光能利用§1.3节能理论基础162023/10/33

能源转换利用的关系热能电能机械能风水化核地太一次能源二

节约能的质量—宏观节能、系统节能利用热力学第二定律转换的方向、条件和限度焓＝火用+火无节约能的数量—微观节能、设备节能利用热力学第一定律4、节能的两大方向§1.3节能理论基础172023/10/3节约能的质量—宏观节能、系统节能4、节能的两大方向§1.5、卡诺循环高温存储器低温存储器热机等温可逆膨胀绝热可逆膨胀等温可逆压缩绝热可逆压缩§1.3节能理论基础182023/10/35、卡诺循环高温存储器低温存储器热机等温可逆膨胀§1.3节6、热电厂蒸汽动力朗肯循环锅炉水泵冷凝器透平机2413水压缩水加热至过热蒸汽蒸汽作功蒸汽冷凝成水3

4水在水泵中被压缩升压。4

1

进入锅炉被加热汽化，直至成为过热蒸汽后。12进入透平机膨胀作功。23作功后的低压湿蒸汽进入冷凝器被冷凝成水，再回到水泵中，完成一个循环。蒸汽动力循环主要由水泵、锅炉、透平机和冷凝器组成。§1.3节能理论基础192023/10/36、热电厂蒸汽动力朗肯循环锅炉水泵冷凝器透平机2413水压缩7、热电厂蒸汽动力再热循环§1.3节能理论基础202023/10/37、热电厂蒸汽动力再热循环§1.3节能理论基础2020238、热电厂蒸汽动力回热循环§1.3节能理论基础212023/10/38、热电厂蒸汽动力回热循环§1.3节能理论基础2120239、热电联供循环§1.3节能理论基础222023/10/39、热电联供循环§1.3节能理论基础222023/7/2810、IGCC（整体煤气化联合循环）§1.3节能理论基础232023/10/310、IGCC（整体煤气化联合循环）§1.3节能理论基础（1）热传导依靠物体中微观粒子的热运动，如固体中的传热；（2）热对流流体质点（微团）发生宏观相对位移而引起的传热现象。对流传热只发生在流体中，通常把传热表面与接触流体的传热也称为对流传热；（3）热辐射高温物体以电磁波的形式进行的一种传热现象，热辐射不需要任何介质做媒介；在高温情况下，辐射传热成为主要传热方式。11、热量传递的方式§1.3节能理论基础242023/10/3（1）热传导11、热量传递的方式§1.3节能理论基础242（1）冷却器：冷却工艺物流的设备。冷却剂有水、氨、氟利昂等。（2）加热器：加热工艺物流的设备。加热介质有水蒸汽、导热油、熔盐等。（3）再沸器：用于蒸发蒸馏塔底部的物料设备；分热吸式和动力循环式。（4）冷凝器：蒸馏塔顶物流的冷凝或者反应器冷凝循环回流的设备。（5）蒸发器：专门用于蒸发溶液中水分或者溶剂的设备。（6）过热器：对饱和蒸汽再加热升温的设备。（7）废热锅炉：回收工艺的高温物流或废气中热量而产生蒸汽的设备。（8）换热器：两种不同温位的工艺物流相互进行热交换的设备。12、热交换设备的种类（按功能分）§1.3节能理论基础252023/10/3（1）冷却器：冷却工艺物流的设备。冷却剂有水、氨、氟利昂等。（1）管壳式固定管板式、浮头式、填料函式、U形管式（2）板式波纹板式、板翅式、螺旋板式、伞板式（3）管式空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式（4）液膜式升降膜式、刮板薄膜式、离心薄膜式（5）其它型式板壳式热管13、换热器的分类（按结构分）§1.3节能理论基础262023/10/3（1）管壳式13、换热器的分类（按结构分）§1.3节能理管壳式换热器272023/10/3管壳式换热器272023/7/28板式换热器282023/10/3板式换热器282023/7/28夹套釜换热器蛇形管换热器292023/10/3夹套釜换热器蛇形管换热器292023/7/28

能耗是指规定的体系在一段时间内所消耗的能源数量一台设备/装置的能耗称设备/装置能耗车间/部门能耗称车间/部门能耗项目/企业能耗称项目/企业能耗能耗分实物能耗和综合能耗实物能耗指规定的耗能体系在一段时间内实际消耗的各种能源实物量综合能耗指规定的耗能体系在一段时间内实际消耗的各种能源实物量按

规定的计算方法和单位分别折算为一次能源后的总和（通常指tce）§1.4能耗、节能量与节能率1、能耗302023/10/3能耗是指规定的体系在一段时间内所消耗的能源数量§1.4节能量是指在完成相同的产品、产值、工作量的前提下，所少消耗的能源量，包括由于提高管理水平和技术水平而使单位产品（或产值）能源消耗量下降的直接节约的能源数量，以及由于调整产业结构、产品结构等而使单位产值能源消耗量下降的间接节约的能源数量。常用以下公式计算：

ΔE＝（em－eb）GbΔE：节能量

em：单位产品（产值或工作量）能耗的目标值

eb：报告期单位产品（产值或工作量）的能耗

Gb：报告期的产品产量（产值或工作量）§1.4能耗、节能量与节能率2、节能量312023/10/3节能量是指在完成相同的产品、产值、工作量的前提下，所少消耗的节能率是指报告期单位产量（产值或工作量）能耗比目标值的降低率，是反映能源节约程度的综合指标。计算公式为：

ε＝（1－eb/em）×100%§1.4能耗、节能量与节能率3、节能率322023/10/3节能率是指报告期单位产量（产值或工作量）能耗比目标值的降低率§1.5能源效率

能源效率分开采效率、加工和转换效率、储运效率及终端利用效率开采效率即采收率，用开采出来的产量的热值与储量的热值之比来衡量加工和转换效率是指加工和转换出来的能源产量与投入的能源产量之比，其差额即加工转换过程中的损失和耗用的能源储运效率用能源输送、分配和储存过程中的损失来衡量，输电线路中的变压器和管道输送泵所消耗的能源要计算在内终端利用效率是终端用户得到的有用能与过程开始时输入的能源量之比通过计算能源效率，可预测各环节节能潜力，为节能规划提供依据332023/10/3§1.5能源效率能源效率分开采效率、加工和转换效率、§1.6节能量的计算

定义：节约量=（当年单产能耗－上年同期单产能耗）×报告期实际产量总节能量计算公式：ΔEc＝Σ（Edi－Esi）×Mi＝Σ（ΔEi×Mi）ΔEc：企业或部门按产量计算的当年总节能量，t（标准煤）Edi：第i种产品当年的单位产品能耗，t（标准煤）Esi：第i种产品上一年的单位产品能耗，t（标准煤）Mi：第i种产品当年的产量，t（件、箱等）ΔEi：第i种产品的单位产品能耗节能量，t（标准煤）计算结果是负数，说明能源节约了；否则就多消耗了能源1、按单位产品能耗计算节能量342023/10/3§1.6节能量的计算定义：节约量=（当年单产能耗－上§1.6节能量的计算

企业产值总节能量的计算公式为：ΔEc＝（Ed－Es）×G＝ΔE×GΔEc：企业或部门按产值计算的当年总节能量，t（标准煤）Ed：企业或部门当年的单位产值能耗，t（标准煤）/万元Es：企业或部门上一年的单位产值能耗，t（标准煤）/万元ΔE：企业或部门单位产值能耗节能量，t（标准煤）/万元G：企业或部门当年产值，万元计算结果是负数，说明能源节约了；否则就多消耗了能源2、按单位产值能耗计算节能量352023/10/3§1.6节能量的计算企业产值总节能量的计算公式为：§1.7能源的计量

能源计量包括对能源购入、储存、加工转换、终端利用全流程的测量能源计量器具包括各种能源测量装置、仪器仪表、便携式仪器仪表、各种能源品质分析检测装置和辅助测量设备等能源计量所涉及的测量参数主要是热能和电能参数，如流量、压力、温度、电流、电压、功率、功率因数等能源计量所涉及的测量误差、准确度、不确定度、误差合成、测量有效位数及末位舍取原则等1、基本概念362023/10/3§1.7能源的计量能源计量包括对能源购入、储存、加工§1.7能源的计量

进、出企业的一次能源、二次能源及载能工质企业自产的二次能源及载能工质能源自产单位自产自用的一次能源企业能源的购入储备、加工转换、输送分配和生产工艺消耗的能源及载能工质企业管理部门和其他生产辅助部门消耗的能源及载能工质已利用的余热（能）余热余能资源量及其利用量和利用率2、能源计量的范围372023/10/3§1.7能源的计量进、出企业的一次能源、二次能源及载§1.7能源的计量1）能源计量率（检测率）＝企业统计管理的各类能量总量÷企业能源购入总量×100%2）能源计量器具配备率＝企业已配备的能源计量器具数÷企业应配备的能源计量器具数×100%3）能源计量器具完好率（抽验合格率）＝抽查合格的能源计量器具数÷抽查能源计量器具总数×100%4）能源计量标准器具周检合格率＝计量标准器具周检合格数÷计量标准器具周检基数×100%5）能源计量器具周检合格率＝计量器具周检合格数÷计量器具周检基数×100%3、能源计量的考核指标382023/10/3§1.7能源的计量1）能源计量率（检测率）3、能源计量的二、工业余热回收利用技术392023/10/3二、工业余热回收利用技术392023/7/28

余热是指在目前条件下有可能回收和重复利用而尚未回收利用的那部分能量余热资源被认为是继煤、石油、天然气和水力之后的第五大常规能源我国工业企业的余热利用潜力很大，余热利用在当前节约能源中占重要地位余热资源的回收利用，要求工艺上需要、技术上可行、经济上合理和保护环境，因此并非轻而易举的事情如何应用当代最新科学技术，充分利用余热资源是摆在我们面前的重要任务§2.1概述402023/10/3余热是指在目前条件下有可能回收和重复利用而尚未回收§2.

高温烟气的余热约占余热资源总量的50%

高温产品和炉渣的余热约占余热资源总量的4%～6%

冷却介质的余热约占余热资源总量的15%～23%

可燃废气、废液和废料的余热约占余热资源总量的8%

废水的余热约占余热资源的10%～16%

化学反应余热约占余热总量的10%§2.2常见的余热资源412023/10/3高温烟气的余热约占余热资源总量的50%§2.2常见的余钢铁工业余热余能资源回收利用状况（单位：kgce／t）余热余能资源余热余能合计资源量回收量资源量回收量资源量回收量焦化焦炭显热17.92.031.92.6焦炉煤气显热5.70.6焦炉烟气显热8.30.0烧结/球团烧结矿显热30.69.653.49.6烧结烟气显热19.90.0球团矿显热2.90.0炼铁高炉渣显热18.50.4273.3157.9高炉冷却水显热32.40.0高炉煤气显热26.30.0热风炉烟气显热12.33.7高炉煤气余压12.73.2高炉煤气化学能171.1150.6炼钢转炉钢坯显热17.56.962.027.8钢渣显热5.10.0转炉煤气显热7.22.9转炉煤气化学能27.516.7炼钢电炉钢坯显热3.31.3电炉煤气显热1.40.0轧钢加热炉烟气显热24.58.634.59.4加热炉冷却水显热10.00.8总计243.836.8211.3170.5455.1207.3422023/10/3钢铁工业余热余能资源回收利用状况（单位：kgce／t）余热余§2.3按温度划分的余热资源高温余热中温余热低温余热来源温度/℃来源温度/℃来源温度/℃熔炼反射炉1000~1300工业锅炉排烟230~480工厂蒸汽凝结水55~90精炼反射炉650~1650燃气轮机排气37~540轴承冷却水30~90沸腾焙烧炉850~1000往复式发动机排气320~600成型模冷却水25~90钢锭加热炉930~1035热处理炉排烟420~650内燃机冷却水66~120干法水泥窑620~735干燥/烘干机排气230~600泵冷却水25~90玻璃熔窑980~1540催化裂化装置430~650空调/制冷冷凝器32~45垃圾焚烧炉845~1100退火炉冷却系统430~650工厂热流体/热固体30~230432023/10/3§2.3按温度划分的余热资源高温余热中温余热低温余热来源§2.4按行业划分的余热资源行业余热资源来源占燃料消耗量的比例冶金轧钢加热炉、均热炉、平炉、高炉、转炉、焙烧炉、热处理炉、炼焦炉、烧结炉等33%以上化工化学反应热，如造气、变换气、合成气等的物理显热；可燃化学热，如炭黑尾气、电石气等的燃料热15%以上建材高温烟气、炉顶冷却、高温产品等约40%玻搪玻璃熔窑、搪瓷窑、坩锅窑等约20%造纸烘缸、蒸锅、废气、黑液等约15%纺织烘干机、浆纱机、蒸煮锅等约15%机械锻造加热炉、冲天炉、热处理炉、汽锤乏汽等约15%442023/10/3§2.4按行业划分的余热资源行业余热资源来源占燃料消耗量§2.5按种类分布的余热资源452023/10/3§2.5按种类分布的余热资源452023/7/28§2.6余热资源等级（GB/T1028-2000）余热资源等级余热利用投资回收期（a）常见余热资源举例一等余热资源<3可燃性废气、废液、废料供热系统中的冷凝水400℃以上温度的烟气砖瓦窑炉中干燥坯体的低温烟气二等余热资源3～6250-400'C温度的烟气80℃以上的冷却水可利用的高温排渣三等余热资源>6250℃以下温度的烟气可利用的中温排渣462023/10/3§2.6余热资源等级（GB/T1028-2000）余热资

把重点放在提高现有设备的效率上，尽量减少能量损失

余热优先由本设备或本系统加以利用，如预热助燃空气、

预热燃料或被加热物体（工质、工件）

生产蒸汽或热水，以及产生动力进行详细的经济、技术和环境可行性分析§2.7余热回收原则472023/10/3把重点放在提高现有设备的效率上，尽量减少能量损失§2.71减少余热产生（1）改进前的热网络§2.8余热回收利用实例482023/10/31（1）改进前的热网络§2.8余热回收利用实例48202（2）改进后的热网络492023/10/3（2）改进后的热网络492023/7/282、蓄热式燃烧技术（1）早期的工业炉窑502023/10/32、蓄热式燃烧技术（1）502023/7/28（2）安装空气预热器的工业炉窑512023/10/3（2）安装空气预热器的工业炉窑512023/7/28（3）蓄热式燃烧技术522023/10/3（3）522023/7/28（4）助燃空气和煤气双预热532023/10/3（4）助燃空气和煤气双预热532023/7/28（5）煤气燃烧温度与助燃空气温度和煤气温度的关系Q1400140014001400Ra1.151.151.151.15Rs2.152.152.152.15Cg0.3000.3140.3260.329Ca0.3000.3210.3380.338Cs0.380.380.380.38Tg505008001200Ta505008001200Ttheory1753213224132768Tactual1227149216891937炉膛温度927～10271192～12931389～14891637～1737Q：煤气热值，kcal/Nm3Ta、Ca：参与燃烧的助燃空气的温度和定压比热，单位分别为℃和kcal/（Nm3•℃）Tg、Cg：参与燃烧的燃气的温度和定压比热，单位分别为℃和kcal/（Nm3•℃）Cs：烟气的定压比热，kcal/（Nm3•℃）Ra、Rs：空燃比和烟燃比。542023/10/3（5）煤气燃烧温度与助燃空气温度和煤气温度的关系Q14003、余热制冷合成氨工艺余热制冷技术系统图552023/10/33、余热制冷合成氨工艺余热制冷技术系统图552023/7/23、余热制冷氯碱化工工艺HRC技术HCL装置32℃38℃工艺应用80℃90℃8℃13℃冷需求余热562023/10/33、余热制冷氯碱化工工艺HRC技术HCL装置32℃38℃工艺4余热锅炉572023/10/34572023/7/285、余热发电（钢铁厂烧结炉）582023/10/35、余热发电（钢铁厂烧结炉）582023/7/285、余热发电（干熄焦）592023/10/35、余热发电（干熄焦）592023/7/28干熄焦节能效果

干法熄焦可以回收红焦显热的80%（红焦显热占炼焦热耗的35%～40%），吨焦可产生3.9MPa的蒸汽0.45t

干熄焦使焦炭质量得到提高，M40提高3%～4%，M10提高0.3%～0.8%，热反应性降低10%～13%；在焦炭质量不变的条件下，可多配10%～20%弱黏结性煤，节水0.38t／t焦高炉使用干熄焦的焦炭可增产1%，降焦比2%602023/10/3干熄焦节能效果干法熄焦可以回收红焦显热的80%（红焦显热占5、余热发电（水泥干法回转窑）612023/10/35、余热发电（水泥干法回转窑）612023/7/286、闪蒸汽喷射加压回收凝结水减压收集罐蒸汽加压泵接上游凝结水管道接上游凝结水管道凝结水凝结水自动泵操作蒸汽加压凝结水接下游凝结水管道接相应等级低压管网浮球疏水阀622023/10/36、闪蒸汽喷射加压回收凝结水蒸汽加压泵接上游凝接上游凝凝结7、闪蒸汽定压、凝结水加压回收凝结水收集罐接上游凝结水管道接上游凝结水管道凝结水凝结水自动泵操作蒸汽加压凝结水接下游凝结水管道接低压管网或乏汽管网浮球疏水阀闪蒸汽定压溢流阀632023/10/37、闪蒸汽定压、凝结水加压回收凝结水接上游凝接上游凝凝结水电泵的局限642023/10/3电泵的局限642023/7/28凝结水自动泵工作原理进水开始状态进水结束状态加压开始状态加压结束状态652023/10/3凝结水自动泵工作原理进水开始状态进水结束状态加压开始状态加压8、热管技术热管的工作原理

热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成1.3×10-1～1.3×10-4Pa的负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段（加热段），另一端为冷凝段（冷却段）。根据应用需要在两段中间可布置绝热段。1—管壳；2—管芯；3—蒸汽腔；4—工作液

662023/10/38、热管技术热管的工作原理热管由管壳、吸液芯和端盖8、热管技术热管的工作过程1）通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯热量从热源传递到液－汽分界面；2）液体在蒸发段内的液－汽分界面上蒸发；3）蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段；4）蒸汽在冷凝段内的汽－液分界面上凝结；5）热量从汽－液分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源；6）在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。饱和蒸汽工作液体吸液芯672023/10/38、热管技术热管的工作过程1）通过热管管壁和充满工作液体的8、热管技术热管的基本特性1）超强的导热性导热速度快、强度大、效率高。2）良好的等温性良好的等温性使热管在很小的温差下，传递很大的热通量，传热阻力小。3）热流密度可变性以较小的加热面积输入热量，而以较大的冷却面积输出热量；或反之。4）热流方向可逆性此任意一端受热就可作为蒸发段，而另一端向外散热就成为冷凝段。5）安全可靠性不存在管内超压，不怕干烧。6）环境的适应性不受环境的限制，可根据环境的需要而单独设计。7）应用领域广超导热管形状具有更大的灵活性，能适应各种恶劣的工作环境。应用范围广。682023/10/38、热管技术热管的基本特性1）超强的导热性682023/7《钢铁企业烧结余热发电技术推广实施方案》《当前国家鼓励发展的环保产业设备目录》《节能技术改造财政奖励资金管理暂行办法》《节能减排综合性工作方案》《“十一五”十大重点节能工程实施意见》《“十一五”规划纲要》《节能中长期专项规划》§2.9国家大力支持余热回收利用的政策692023/10/3《钢铁企业烧结余热发电技术推广实施方案》§2.9国家大力三、锅炉节能702023/10/3三、锅炉节能702023/7/28§3.1锅炉分类1．按用途分：电站锅炉、工业锅炉、动力锅炉、车船用锅炉、生活锅炉2．按能源分：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、生物质锅炉3．按燃烧方式分：室燃炉、沸腾炉、旋风炉、层燃炉4．按出口蒸汽压力分：低压锅炉（小于2.5MPa）、中压锅炉（2.5～4.0MPa）、高压锅炉（4.0～10MPa）、超高压锅炉（10～13.7MPa）、亚临界锅炉（13.7～16.7MPa）、超临界锅炉（22MPa）712023/10/3§3.1锅炉分类1．按用途分：712023/7/28§3.2链条炉设备722023/10/3§3.2722023/7/28§3.3循环流化床设备732023/10/3§3.3循环流化床设备732023/7/28循环流化床锅炉原理示意图742023/10/3循环流化床锅炉原理示意图742023/7/28§3.4省煤器752023/10/3§3.4省煤器752023/7/28

目的是控制锅炉水中总溶解固体物（TDS）的含量原理：测量锅炉电导率，与设定值比较，TDS过高时打开排污控制阀组成：电导率感应器、排污控制器、排污控制阀、采样冷却器等不同压力下减少排污量的节能效果锅炉压力（Bar）减少1％的排污可节约的燃料70.19%100.21%170.25%260.28%§3.5控制炉水中的TDS762023/10/3目的是控制锅炉水中总溶解固体物（TDS）的含量锅炉压力（1、闭环的TDS控制系统772023/10/31、闭环的TDS控制系统772023/7/282、人工排污TDS对于时间的分布782023/10/32、人工排污TDS对于时间的分布782023/7/283、闭环控制方式TDS对于时间的分布792023/10/33、闭环控制方式TDS对于时间的分布792023/7/28§3.6从锅炉排污中回收热量802023/10/3§3.6从锅炉排污中回收热量802023/7/281、除氧的必要性和除氧方法1.给水除氧的必要性O2

、CO2腐蚀金属不凝结性气体和氧化物盐垢沉积恶化传热效果2.给水除氧的方法

化学除氧：生成氧化物可溶性盐，除氧彻底，但不能除去其它气体；药剂昂贵；常用药剂：Na2SO3,N2H4（肼）热力除氧：既能除氧又能除去其它气体§3.7热力除氧器812023/10/31、除氧的必要性和除氧方法1.给水除氧的必要性O2、2、热力除氧原理1.亨利定律动态平衡时，单位体积水中溶解的气体量b和水面上该气体的分压力成正比。分压力为0，溶解度为0pbb2.道尔顿定律混合气体全压力等于各组成气（汽）体的分压力之和。水蒸汽分压力为全压力时，气体分压力为0822023/10/32、热力除氧原理1.亨利定律pbb2.道尔顿定律82203、热力除氧器的设计832023/10/33、热力除氧器的设计832023/7/28§3.8蒸汽蓄热器及其附件842023/10/3§3.8蒸汽蓄热器及其附件842023/7/28§3.9燃料替代燃料类型生物质粉末燃料煤煤生物质成型燃料生物质炭天然气柴油重油能源单价400650650120025003.870004200能源单位元/吨元/吨元/吨元/吨元/吨元/Nm3元/吨元/吨热值420050005000460075008600102009600热值单位kcal/kgkcal/kgkcal/kgkcal/kgkcal/kgkcal/Nm3kcal/kgkcal/kg锅炉类型循环流化床循环流化床链条炉链条炉链条炉室燃炉室燃炉室燃炉锅炉效率90%90%70%75%75%90%90%90%消耗量176.1147.9190.1192.9118.386.072.577.0消耗量单位kg/吨蒸汽kg/吨蒸汽kg/吨蒸汽kg/吨蒸汽kg/吨蒸汽Nm3/吨蒸汽kg/吨蒸汽kg/吨蒸汽蒸汽成本（元/吨）70.496.1123.6231.5295.8326.7507.5323.5蒸汽压力1MPa，热焓665.5Kcal/kg；计算未计及水处理费用、电费和人工成本；发电量未计及成本缩减852023/10/3§3.9燃料替代燃料类型生物质粉末燃料煤煤生物质成型燃料生§3.10锅炉优化控制862023/10/3§3.10锅炉优化控制862023/7/28四、蒸汽热力系统节能872023/10/3四、蒸汽热力系统节能872023/7/28俗话说，工业企业开工四件事：水、电、汽（蒸汽）、气（压缩空气）。蒸汽作为应用最广泛的热量载体，广泛应用于石油、石化、化工、造纸、包装、食品、酿造、烟草、医药等领域，占工业用能的50%以上。主要用途有：

换热伴热机械驱动力工艺混合

加湿干燥采暖吹扫等§4.1蒸汽的主要用途882023/10/3俗话说，工业企业开工四件事：水、电、汽（蒸汽）、气（压缩空气蒸汽作为传热介质的主要优点

蒸汽热容量高，输送同样热量时，管道费用低蒸汽是最适合长距离传递的热量载体蒸汽管道中，只要有压力降就有流动，省去了昂贵的循环泵系统蒸汽系统弹性大，在一定范围内负载调节简便蒸汽使用二通控制阀就能控制，避免使用三通阀

温位容易控制，控制了压力就控制了温度

传热量容易计算和控制，控制了流量就控制了热量蒸汽无色无味，不污染环境蒸汽到介质的传热系数通常是从水到介质的2倍，传热设备更紧凑蒸汽传热表面不存在温度梯度，蒸汽充满的空间温度是相同的892023/10/3蒸汽作为传热介质的主要优点蒸汽热容量高，输送同样热量时，§4.2中投保EPC项目案例分析902023/10/3§4.2中投保EPC项目案例分析902023/7/28高温凝结水锅炉低压分汽缸汽轮机自动排空气阀凝结水自动泵凝结水自动泵凝结水自动泵软化水伴热管线锅炉补给水高压换热器低压换热器夹套换热器疏水阀疏水阀疏水阀疏水阀锅炉给水泵减温减压减压阀高压蒸汽管线低压蒸汽管线凝结水回收总管凝结水管线凝结水管线凝结水管线凝结水管线二次蒸汽二次蒸汽储油罐储油罐高压分汽缸疏水阀疏水阀闪蒸罐闪蒸罐除铁设备除氧箱除油设备§4.3蒸汽热力系统的组成912023/10/3高温凝结水锅炉低压分汽缸汽轮机自动排空气阀凝结水自动泵凝结水

我国蒸汽热力系统年耗煤量5亿tce，约占全国燃煤总耗量的1/3

整个蒸汽热力系统的热能利用率仅为30%左右，比发达国家低15%

每年由于热效率低下而浪费的煤资源高达12000万tce

输送效率低于92%的蒸汽管网约占全部蒸汽管网的30%以上，由此每年损失标煤2000万tce

凝结水回收率仅30%，浪费大量水资源和余热我国蒸汽管网上使用的疏水阀达100万只以上，60%处于超标准的漏汽状态，30%处于严重漏汽状态，正常工作的只有10%

不符合要求的疏水阀加上未装疏水阀导致的泄漏，每年损失蒸汽总量约1亿吨，折合2000tce§4.4蒸汽热力系统能耗现状922023/10/3我国蒸汽热力系统年耗煤量5亿tce，约占全国燃煤总耗量的

饱和蒸汽释放潜热后即凝结成对应压力的饱和水蒸汽管网并非人们想象的只是气体管网，而是由蒸汽、凝结水、不 凝性气体和污物等组成的多相流衡量蒸汽品质的参数有：压力及温度、干燥度、干净、不含空气

凝结水流动过程中，只要有压降，就有闪蒸（二次蒸汽）；所以， 凝结水管网也非人们想象的只是水管网，而是充满闪蒸汽的两相流用汽压力并非越高越好，而是在满足用户要求的情况下，越低越 好；用汽压力越低，可用热（汽化潜热）越多，排放热（凝结水显 热）越少；用汽压力越高，可用热（汽化潜热）越多，排放热（凝 结水显热）越少§4.5蒸汽及凝结水系统的特点932023/10/3饱和蒸汽释放潜热后即凝结成对应压力的饱和水§4.5蒸汽§4.6蒸汽热力系统的性质942023/10/3§4.6蒸汽热力系统的性质942023/7/28§4.7水蒸汽的汽化和冷凝（0.6MPa）952023/10/3§4.7水蒸汽的汽化和冷凝（0.6MPa）952023/7§4.8蒸汽温熵图熵（KJ/kg•k）温度（k）临界点下界线上界线水区饱和区过热区0273.15p=22.1MPat=374oCTS962023/10/3§4.8蒸汽温熵图熵（KJ/kg•k）温度（k）临界点下（一）锅炉排污量未有效控制，排污水余热未充分利用（二）蒸汽主管疏水和保温不良，压降和散热损失大（三）除氧器设计不合理，耗汽量大、除氧效果差（四）疏水阀蒸汽泄漏（五）烘缸类换热器疏水阀汽锁，安全生产和节能之间的矛盾无法调和（六）间歇式工作换热器真空破坏、换热器腐蚀、换热效率低（七）凝结水管网存在逆向流和非同程流（八）合并疏水（九）凝结水回收系统设计不合理，输送效率低，闪蒸汽浪费惊人（十）高热低用现象普遍（十一）人工手动温控（十二）凝结水含油含铁，冷却循环水含油（十三）低压蒸汽冬夏季汽量不平衡§4.9蒸汽热力系统常见问题972023/10/3（一）锅炉排污量未有效控制，排污水余热未充分利用§4.9蒸1、蒸汽产生环节

控制排污

排污水余热利用正确设计除氧器充分利用除氧器热阱资源锅炉出口安装汽水分离器以提升蒸汽品质分汽缸正确疏水（1）主要节能点982023/10/31、蒸汽产生环节控制排污（1）主要节能点982023/71、蒸汽产生环节（2）减少排污的节能效果锅炉压力（Bar）减少1％的排污可节约的燃料70.19%100.21%170.25%260.28%992023/10/31、蒸汽产生环节（2）减少排污的节能效果锅炉压力（Bar）（3）充分利用排污水余热1、蒸汽产生环节1002023/10/3（3）1、蒸汽产生环节1002023/7/28（4）压力除氧器的设计1、蒸汽产生环节1012023/10/3（4）1、蒸汽产生环节1012023/7/28

正确疏水及时排除空气超低流速段汽水混排加压回收高压过热输送，低压饱和使用经济流速和管径保温良好及时过滤污物和残渣兵站式蒸汽分配系统蒸汽输配系统全局优化（1）主要节能点2、蒸汽输送环节1022023/10/3正确疏水（1）主要节能点2、蒸汽输送环节1022023/（2）输送环节疏水系统的问题

排凝管无论在“跨距”和“宽度”上都不能使凝结水全部“陷落”并排出，大量的凝结水被送往下游，降低了管网的传输能力和蒸汽品质1）排凝管径过细1032023/10/3（2）输送环节疏水系统的问题排凝管无论在“跨距”和“宽度2）主管疏水不良形成的后果

冷凝水在任何管道下垂的低点积聚，形成水块（流速约2m/s）；当水块随蒸汽运动时被加速到蒸汽的流速（约30m/s）；若水块突然改变方向，则水中的动能被释放出来，引发强烈的类似管道被敲击的噪声和振动，称之为水击。发生水击时局部压力可达到蒸汽压力的900倍！1042023/10/32）主管疏水不良形成的后果冷凝水在任何管道下垂的低点积聚3）水击破坏现场1052023/10/33）水击破坏现场1052023/7/284）正确的疏水点布置1062023/10/34）正确的疏水点布置1062023/7/28（3）汽水分离器和过滤器1072023/10/3（3）汽水分离器和过滤器1072023/7/28（4）水击现象的潜在来源1082023/10/3（4）水击现象的潜在来源1082023/7/28（5）偏心变径与同心变径1092023/10/3（5）偏心变径与同心变径1092023/7/28

确保换热器的高能效减压使用蒸汽主要设备前安装汽水分离器加热过程自动温度控制正确设计疏水系统真空破除及排除空气捋顺凝结水余压次序加强日常巡检和维护（1）主要节能点3、用汽环节1102023/10/3确保换热器的高能效（1）主要节能点3、用汽环节110201）实际的传热过程

（2）传热过程节能分析1112023/10/31）实际的传热过程（2）传热过程节能分析1112023/72）总导热系数计算实例物质类型厚度（mm）空气0.2凝结水0.2蒸汽侧污垢0.2钢管6.0水0.05水侧污垢0.1导热系数W/（m•℃）热阻（m2•℃）/W0.0250.0080.40.00050.50.0004500.000120.60.000080.50.002

计算所得总传热系数为：U1＝108W/（m2•℃）排除凝结水和空气后计算所得总传热系数为：U2＝1250W/（m2•℃）再除掉两侧污垢后计算所得总传热系数为：U2＝5000W/（m2•℃）1122023/10/32）总导热系数计算实例物质类型厚度空气0.2凝结水0.2蒸汽2）总导热系数计算实例续物质类型厚度（mm）空气0.2凝结水0.2蒸汽侧污垢0.2铜管6.0水0.05水侧污垢0.1导热系数W/（m•℃）热阻（m2•℃）/W0.0250.0080.40.00050.50.00044000.0000150.60.000080.50.002

计算所得总传热系数为：U4＝108.7W/（m2•℃）空气、水和污垢对传热的影响占主导地位消除空气、水膜和污垢对改善传热，效果十分显著1132023/10/32）总导热系数计算实例续物质类型厚度空气0.2凝结水0.2蒸破真空器工作原理1142023/10/3破真空器工作原理1142023/7/28疏水阀嘴尺寸每月蒸汽泄漏量（公斤）每月损失价值（人民币元）每年损失价值（人民币元）英寸毫米1/212.7037,9095,68668,2363/89.5321,3383,20738,4081/46.359,5341,43017,1621/83.182,3853574,2931）惊人的蒸汽泄漏损失（3）疏水环节节能分析1152023/10/3疏水阀嘴尺寸每月蒸汽泄漏量每月损失价值每年损失价值英寸毫米1$购置及维护成本泄漏损失2）哪个更费钱？？1162023/10/3$购置及维护成本泄漏损失2）哪个更费钱？？1162023/73）疏水阀的分类及其工作原理1172023/10/33）疏水阀的分类及其工作原理1172023/7/28启动状态关闭状态A、热静力疏水阀工作原理1182023/10/3启动状态关闭状态A、热静力疏水阀工作原理1182023/7/阀门关闭时排空气阀门开启时排凝阻汽B、浮球热静力疏水阀工作原理1192023/10/3阀门关闭时排空气阀门开启时排凝阻汽B、浮球热静力疏水阀工作原C、倒置桶疏水阀工作原理1202023/10/3C、倒置桶疏水阀工作原理1202023/7/28D、热动力疏水阀工作原理1212023/10/3D、热动力疏水阀工作原理1212023/7/28不变成本

1、购买成本

2、安装成本

3、日常维护成本可变成本——运行成本

4、频繁更换成本

5、更换失效阀门之前的蒸汽损失

6、查找失效阀门的工时成本维持稳定持续改进4）舍得不变成本、控制可变成本1222023/10/3不变成本维持稳定持续改进4）舍得不变成本、控制可变成本12疏水阀属管网产品，它正常工作与否一半以上的原因来自管网，而不是产品本身

5）非疏水阀的疏水问题——闪蒸汽憋压1232023/10/3疏水阀属管网产品，它正常工作与否一半以上的原因来自管网，而不6）疏水阀应用实例——烘筒排凝管汽锁A、通过虹吸管，蒸汽压力足以把凝结水提升至疏水阀并排出1242023/10/36）疏水阀应用实例——烘筒排凝管汽锁A、通过虹吸管，蒸汽压（10）疏水阀应用实例——烘筒排凝管汽锁B、当滚筒底部凝结水的液面低于虹吸管的末端时，蒸汽进入虹吸管和疏水阀，疏水阀关闭1252023/10/3（10）疏水阀应用实例——烘筒排凝管汽锁B、当滚筒底部凝结水（11）疏水阀应用实例——烘筒排凝管汽锁C、由于汽锁，凝结水无法排出，滚筒内积水越来越多，烘干效率越来越低。当滚筒积水满至中线以上时，导致设备损坏1262023/10/3（11）疏水阀应用实例——烘筒排凝管汽锁C、由于汽锁，凝结水（12）疏水阀应用实例——烘筒排凝管汽锁D、解除汽锁1272023/10/3（12）疏水阀应用实例——烘筒排凝管汽锁D、解除汽锁1272

捋顺凝结水余压次序，避免相互干扰前沿分散加压回收凝结水喷射加压回收闪蒸汽定压闪蒸回收闪蒸汽凝结水自动泵取代电泵输送高温凝结水正确保温及时消除水击（1）主要节能点4、凝结水回收环节1282023/10/3捋顺凝结水余压次序，避免相互干扰（1）主要节能点4、凝结2.5MPa蒸汽1.0MPa蒸汽0.3MPa蒸汽凝结水逆向流动背压高背压中背压低逆向流动非同程回路（2）不合理的凝结水流程1292023/10/32.5MPa蒸汽1.0MPa蒸汽0.3MPa蒸汽凝结水2.5MPa蒸汽1.0MPa蒸汽0.3MPa蒸汽凝结水（3）改进后的凝结水流程1302023/10/32.5MPa蒸汽1.0MPa蒸汽0.3MPa蒸汽凝结水（4）不合理的非同程疏水1312023/10/3（4）不合理的非同程疏水1312023/7/28（5）改进后的同程疏水1322023/10/3（5）改进后的同程疏水1322023/7/285、凝结水净化环节（1）高温凝结水净化处理的技术背景

经除盐处理的凝结水约携带蒸汽热量的25％，是宝贵资源凝结水中常常含过量油类污染物和有害离子高温凝结水中油类物质多处于乳化和溶解状态有害离子则以可溶的离子状态或微小的胶体形式存在油类物质和有害离子净化设备的再生工艺障碍很多凝结水被迫降级使用或直接排放凝结水精处理成为节能、节水的重要课题1332023/10/35、凝结水净化环节（1）高温凝结水净化处理的技术背景经除5、凝结水净化环节的主要问题（2）现有的高温凝结水净化方法1）活性炭除油技术（系统不除铁）；2）粉末树脂覆盖过滤除油除铁技术；3）高密度纤维阻截除油技术（系统不除铁）；4）高密度滤元阻截、过滤除油除铁技术；5）陶瓷超滤过滤除油除铁技术。1342023/10/35、凝结水净化环节的主要问题（2）现有的高温凝结水净化方法15、凝结水净化环节的主要问题（3）现有凝结水净化方法的主要问题1）机理上不是阻截法、就是过滤法，只能有效处理游离态油、机械分散油以及悬浮态和胶体态金属腐蚀物，当处理乳化油分子、溶解油分子、

Fe2+、Fe3+等杂质时，要想达到中、高压锅炉进水标准，十分困难。2）压降损失大，流动困难2）再生困难3）铁离子去除困难因此，上述方法基本都处在尝试性使用阶段，几乎没有成功案例。1352023/10/35、凝结水净化环节的主要问题（3）现有凝结水净化方法的主要问5、凝结水净化环节的主要问题（4）类萃取树脂除油技术1362023/10/35、凝结水净化环节的主要问题（4）类萃取树脂除油技术1365、凝结水净化环节的主要问题（5）粉末树脂除铁技术1372023/10/35、凝结水净化环节的主要问题（5）粉末树脂除铁技术1372§4.10案例分析－空气加热器组1、常见接法一1382023/10/3§4.10案例分析－空气加热器组1、常见接法一138202§4.10案例分析－空气加热器组2、常见接法二1392023/10/3§4.10案例分析－空气加热器组2、常见接法二139202§4.10案例分析－空气加热器组3、正确的接法1402023/10/3§4.10案例分析－空气加热器组3、正确的接法140202§4.10案例分析－空气加热器组4完美的配置1412023/10/3§4.10案例分析－空气加热器组41412023/7/28五、流体自动控制系统1422023/10/3五、流体自动控制系统1422023/7/28控制设备（电动/气动控制阀）工艺设备（水箱或换热器）执行器电子控制器传感器蒸汽输入1）假设要将产品从20℃加热到40～45℃之间2）保持产品在40℃将是最经济的3）如果有20％的时间产品维持在45℃，蒸汽消耗将增加5％4）如果平均温度保持43℃，蒸汽消耗将增加15％蒸汽输出被加热介质输入被加热介质输出排凝§5.1自动温控节能原理及实例1432023/10/3控制设备工艺设备执行器电子控制器传感器蒸汽输入1）假设要将产1、直接作用式温度控制系统整体布置图1442023/10/31、直接作用式温度控制系统整体布置图1442023/7/28液体膨胀自作用温度控制系统原理图1452023/10/3液体膨胀自作用温度控制系统原理图1452023/7/282、导阀型自作用温度控制系统整体布置图1462023/10/32、导阀型自作用温度控制系统整体布置图1462023/7/23、气动式温度控制整体布置图1472023/10/33、气动式温度控制整体布置图1472023/7/284、电动式温度控制整体布置图1482023/10/34、电动式温度控制整体布置图1482023/7/28§5.2自动压力调节与控制（减压阀）1、减压阀的分类调节阀控制阀减压阀自作用式先导式气动式电动式电气式1492023/10/3§5.2自动压力调节与控制（减压阀）1、减压阀的分类调节阀2、自作用式减压阀1502023/10/32、自作用式减压阀1502023/7/28低排量直接作用式减压阀1512023/10/3低1512023/7/283、先导式减压站1522023/10/33、先导式减压站1522023/7/28先导式减压阀工作原理示意图1532023/10/3先导式减压阀工作原理示意图1532023/7/284、气动式减压站1542023/10/34、气动式减压站1542023/7/285、电动式减压站1552023/10/35、电动式减压站1552023/7/286、电气式减压站1562023/10/36、电气式减压站1562023/7/28六、高效电机与变频调速1572023/10/3六、高效电机与变频调速1572023/7/28

高效电动机适用于连续工作定额、负载稳定且无特殊要求的设备上特别适用于负载率较高（如70％以上）和连续运行时间较长（如年运行时间在3000h/125d以上）的设备机械设备配套是电动机的主要用户类型。高效电动机在机械配套中主要分布在泵、风机和气体压缩机上，其次是石化设备、石油设备、矿山机械和冶金机械等§6.1高效电机1、高效电机的特点及应用1582023/10/3高效电动机适用于连续工作定额、负载稳定且无特殊要求的设备§6.1高效电机2、高效电机在主要机械设备中的应用比例1592023/10/3§6.1高效电机2、高效电机在主要机械设备中的应用比例120世纪70年代以前，工业应用的电力拖动设备80％左右均采用交流电动机的恒速拖动，而变速拖动系统大多数采用直流调速系统人们一直希望用交流电动机调速系统来取代直流电动机调速系统随着电力电子技术、微电子技术及控制理论的发展，作为交流调速中心的变频调速技术得到了显著发展和广泛应用变频调速技术应用在负载率偏低和流量变动较大的风机、泵类和压缩机等流体设备的电力拖动上可获得显著的节电效益功率越大、负荷变化越显著，节能效果也就越明显§6.2变频调速1、变频调速的发展与应用

1602023/10/320世纪70年代以前，工业应用的电力拖动设备80％左右均§6.2变频调速2、变频调速原理和方法

N=60F/P

P：极对数F：频率N：转速改变极对数 （有级调速）改变输入频率 （无级调速）——变频器调速原理：调速方法：1612023/10/3§6.2变频调速2、变频调速原理和方法N=60F/P§6.2变频调速3、交－直－交变频器原理图交交直整流器逆变器中间电路电动机控制电路～～～1622023/10/3§6.2变频调速3、交－直－交变频器原理图交交直整流器逆变§6.3应用实例一电机（效率90%）高效电机(95%)调速90%耦合99%耦合99%高效泵88%泵77%节流66%管道69%低阻管道90%输入100%输入46%工作输出31%能效:31%提高至67% 工作输出31%1632023/10/3§6.3应用实例一1632023/7/28§6.4应用实例二：水泵调速节能转速（n）下降10%，流量（Q）下降10%，压力（H）下降19%，功率（p）下降27.1%。1642023/10/3§6.4应用实例二：水泵调速节能转速（n）下降10%，流量七、煤层气的开发利用1652023/10/3七、煤层气的开发利用1652023/7/28§7.1中国煤层气资源煤层气地质资源量约36万亿m3，与我国陆上天然气相当主要分布在华北和西北地区，可采资源总量约10万亿m31662023/10/3§7.1中国煤层气资源煤层气地质资源量约36万亿m3，与我中国煤层气资源地理分布1672023/10/3中国煤层气资源地理分布1672023/7/28§7.2中国煤炭生产瓦斯事故现状2007年全国各类煤矿事故死亡人数所占比重分布1682023/10/3§7.2中国煤炭生产瓦斯事故现状2007年全国各类煤矿事故§7.3全球煤层气排放量（单位：百万吨CO2当量）1692023/10/3§7.3全球煤层气排放量（单位：百万吨CO2当量）169§7.4中国煤层气利用现状1、煤层气产量（单位：亿立方米）2、煤层气利用量（单位：亿立方米）1702023/10/3§7.4中国煤层气利用现状1、煤层气产量2、煤层气利用量1§7.5煤层气与天然气的区别特征煤层气常规天然气气藏类型层状的沉积岩局部圈闭气源自生外源储基层岩性有机质高度富集的可燃有积岩，易受入井液、水泥等的伤害几乎是100%的无机质岩石，不易受伤害双重空隙结构煤基质块中的孔隙占总空隙体积的绝大部分；裂隙系统占总空隙体积的次要部分天然裂隙（包括节理、裂隙、溶道、洞穴等）占总空隙体积的绝大部分气体的贮存气体的绝大部分被吸附在煤的内表面上，孔隙空间中很少或没有游离气气体以游离态贮集在岩石的孔隙空间中流动机理在基质中的流动是由浓度梯度引起的扩散，然后由于压力梯度的作用在裂隙中引起渗滤流动是由压力梯度引起的层流，并服从达西定律；在近井地带可出现紊流气产出机理解吸-扩散-渗流在气体自身的压力梯度作用下流动气井生产状况气产量随时间而增加，直至达最大值，然后大降。起初主要产水，气水值随时间而增大气产量开始最大，然后随时间而降低。水值随时间而减少机械性能由于煤具有脆性和裂隙较发育，使钻井的稳定性较差，并影响水力压裂的效果。杨氏模量在700MPa范围内岩石较坚硬，通常钻井的稳定性不成问题。杨氏模量在7000MPa范围内储层性质易被压缩，孔隙体积压缩系数在0.01MPa-1范围内，因而孔隙度、渗透性对应力较敏感，在生产期间有明显的变化孔隙体积压缩系数在10-4MPa-1范围内，压缩性很小；孔隙度、渗透性在生产期间的变化不明显1712023/10/3§7.5煤层气与天然气的区别特征煤层气常规天然气气藏类型层§7.6煤层气的形成及成因类型植物死亡泥炭褐煤无烟煤烟煤埋藏堆积及泥炭化作用煤化作用气体

在煤化作用过程中，成煤物质发生了复杂的物理化学变化，挥发份含量和含水量减少，发热量和固定碳含量增加，同时也生成了以甲烷为主的气体：1）早期生物气（泥炭~褐煤阶段）2）热解型煤层气（褐煤～瘦煤阶段）3）裂解型煤层气（瘦煤~二号无烟煤）4）次生生物成因煤层气1722023/10/3§7.6煤层气的形成及成因类型植物死亡泥炭褐煤无烟煤烟煤埋§7.7次生生物气的生成和保存条件1732023/10/3§7.7次生生物气的生成和保存条件1732023/7/28§7.8煤层气开采利用优惠政策种类新内容旧内容变化探矿权采矿权2020年前，可申请减免第一年，免；二～三年：50%；四～七：25%；更优惠资源税免0-3%，但＜10亿m3，0%更优惠增值税先征后返外企5%；国内企13%返8%更优惠所得税免，国产设备，新技术、工艺开发，可从此减。二年内免，再三年减半更优惠关税免免相同折旧双倍余额递减或年数总和法按＞6年计更优惠补贴发