《节能技术》（上）
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。
一、理解内容。
一）加强燃料管理与实现动力配煤，节约用煤
合理配比可以达到改善性质、特性互补、劣煤优用、有利燃烧、减少污染物排放的目的。（二）加强水质管理，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**和利用。
二、掌握重点。
一）锅炉节能目的：主要是提高锅炉热效率，降低燃料消耗，减少热损失和污染物。
二）锅炉常用分类方法：
三）加强运行调整，减少各项热损失热平衡关系：
例题：1．一台燃煤锅炉每小时输入的热量为2.05×107kj，锅炉平均热效率为86%，求锅炉每小时损失的热量。（保留2位有效数字）
(提示：q=qr（1-））
解：q=qr（1-）=2.05×107（1-0.86）=2.9×106（kj/h）
四）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）
例题：2．关于锅炉的空气系数，下列说法正确的是( p7 )。
a. 理论空气量与实际空气量的比值，称为空气系数。
b. 最佳空气系数无法从理论上进行准确计算，只能依靠试验研究和实践经验来优选。
c. 即使同一种燃料，由于燃烧方式的差异，空气系数也不完全相同
d.理论上燃料达到完全燃烧所需要的空气量称为理论空气量。
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。
例题：3．某企业的20t/h工业锅炉需要进行节能改造，请根据该锅炉的实际运行工况，分析该锅炉应采用哪些节能改造技术。
给定材料：1）锅炉平均运行负荷：15t/h （2）锅炉炉膛温度：800度 （3）锅炉空气系数：2.2
4）燃用燃料种类：二类烟煤 （5）炉膛负压：50帕 （6）排烟温度：200度
节能改造主要措施：
1）给煤装置改造；（2）炉拱改造；（3）燃烧系统改造；（4）层燃锅炉改造成循环流化床锅炉；
5）控制系统改造；（6）采用节能新设备；（7）锅炉辅机节能改造；（8）高温远红外涂料应用。
第二节工业窑炉节能技术。
一、理解要点。
常见工业窑炉的炉种、用途和热源（表1.2－1 ）
用途：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。
热源：各种燃料（如：油、煤、煤气等）和电。
二、 掌握重点。
一）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。
二）工业窑炉节能改造的主要内容。
热源改造燃烧系统改造窑炉结构改造窑炉保温改造窑炉密封改造控制系统节能改造烟气余热**利用改造。
三）工业窑炉节能改造的主要措施。
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。
四）工业窑炉的主要节能技术应用实例。
1．富氧燃烧技术 2．蓄热式高温燃烧技术 3．余热发电技术 4．高炉煤气余压发电技术
第三节保温保冷技术。
一、理解要点。
1．我国保温保冷技术及保温材料使用现状。 2．保温结构的基本要求。
二、掌握重点。
一）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）
二）常用保温结构及适用范围。
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。
三）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、理解要点。
一）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。
二）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。
三）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。
四）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)
二、掌握重点。
一）蓄冷蓄热方式。
二）水蓄冷按照蓄冷罐的形式： 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。
三）冰蓄冷方式。
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。
四）蒸汽蓄热器：1、用途 2、原理
3．适用范围 ：
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。
一、理解要点。
其它燃烧技术：1．触媒燃烧 2．乳化燃烧 3．流动床燃烧。
二、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：（p39)减少锅炉漏煤量煤层厚度平整均匀提高燃烧效率。
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。
3.蓄热式燃烧(其原理见图1.5-1 )
蓄热式燃烧通过蓄热室**烟气的余热来助燃空气或预热煤气，降低排烟温度实现节能。
其原理见教材第41页图1.5－1。 关键设备有蓄热体、换向阀和烧嘴。
4．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。
5．磁化燃烧节能技术 (f104)
1）使喷出的油滴更加细小2）增大了油与空气的接触面积，3）燃料分子与氧分子结合更加充分 （4）燃烧效率提高。
6.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**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。
7.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）
第六节换热节能技术。
一、理解要点。
一）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
(二）换热器设计计算的主要内容。
热计算； 结构计算； 流动阻力计算； 强度计算。
二、掌握重点。
一）换热器的热计算
1．热计算的分类 2．热计算的参数和基本关系式 3．热计算方法
4．流动方式的选择 ：一般有顺流、逆流和交叉流。 5．换热器的设计和选型
换热器的设计和选型。
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。
换热器的选型： （1）基本要求： （2）一般步骤：
二）强化传热技术
1．强化传热原理。
2．强化传热技术分类
强化传热技术（主动、被动）
第七节余热余压利用技术。
一、理解要点。
根据温度不同余热分类 ：
高温余热 :高于650℃ ；中温余热 :介于650～200℃；低温余热 :温度低于200℃的烟气和低于100℃液体。
二、掌握重点。
一）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**。
二）中温余热的利用：主要包括利用排污膨胀器**余热或引入换热器加热给水。
三）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**到锅炉再利用。
对于其他低温余热的**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30～60℃的低温余热资源提高其品位后再加以利用。
四）几种常用的余热利用设备：1．换热器 2．余热锅炉 3．热管 4．热泵
例题：1．利用( p59 )**高温烟气的余热用来生产蒸汽是最经济最有效的方法。
a．烘干器 b．余热锅炉 c．热泵 d．热管。
例题：2．高温余热利用的途径主要有( p59 )。
a．余热发电 b．助燃空气预热 c．进料预热 d．热泵。
第八节输配电系统节能技术。
三、理解要点。
一）电力系统的基本组成及基本要求。
1.基本组成：由发电机、变压器（升、降压）电力线路、用户等组成。
2.基本要求：（1）保证发、供电的可靠性； （2）保证良好的电能质量（电压、频率和波形）
3）保证电力系统运行的经济型； （4）满足用户的用电需要。
（二）工厂供电系统。
1.由总降压厂变、高压线路、车间变配电所、低压线路和用电设备组成。大、中型企业进线电压一般为35～110kv，中、小型企业进线电压一般为6～10kv。
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