第3講 工業(yè)節(jié)能技術

1、1第第3講講 工業(yè)節(jié)能技術工業(yè)節(jié)能技術2一、工業(yè)節(jié)能概述一、工業(yè)節(jié)能概述 工業(yè)是國民經濟建設中的一個主要產業(yè)，涉及范圍廣；工業(yè)是國民經濟建設中的一個主要產業(yè)，涉及范圍廣；工業(yè)產業(yè)中，有些是能源消耗大戶，如鋼鐵工業(yè)、冶金工業(yè)；有些是能工業(yè)產業(yè)中，有些是能源消耗大戶，如鋼鐵工業(yè)、冶金工業(yè)；有些是能源轉換加工企業(yè)，如石油石化工業(yè)中的煉油企業(yè)、能源工業(yè)中的煤炭加源轉換加工企業(yè)，如石油石化工業(yè)中的煉油企業(yè)、能源工業(yè)中的煤炭加工企業(yè)；工企業(yè)；工業(yè)企業(yè)不僅消耗一次能源，也消耗大量的二次能源；工業(yè)企業(yè)不僅消耗一次能源，也消耗大量的二次能源； 做好工業(yè)節(jié)能工作不僅涉及工業(yè)本行業(yè)的能源消耗，同時也為對交通節(jié)做好工

2、業(yè)節(jié)能工作不僅涉及工業(yè)本行業(yè)的能源消耗，同時也為對交通節(jié)能、建筑節(jié)能、農業(yè)節(jié)能以及民用節(jié)能帶來影響。能、建筑節(jié)能、農業(yè)節(jié)能以及民用節(jié)能帶來影響。 3 工業(yè)占工業(yè)占GDP約為約為44%（2006），總規(guī)模已居世界第四位，），總規(guī)模已居世界第四位，鋼材、水泥、化肥等眾多工業(yè)產品，生產規(guī)模和產量已連續(xù)鋼材、水泥、化肥等眾多工業(yè)產品，生產規(guī)模和產量已連續(xù)多年居世界第一位；多年居世界第一位； 工業(yè)節(jié)能涉及的內容和范圍非常廣泛，在工業(yè)生產過程中，工業(yè)節(jié)能涉及的內容和范圍非常廣泛，在工業(yè)生產過程中，能源的浪費和低效使用主要是由生產管理不善引起的管理性能源的浪費和低效使用主要是由生產管理不善引起的管理性浪費和

3、由技術因素導致能源使用不當引起的浪費浪費和由技術因素導致能源使用不當引起的浪費 ；工業(yè)所消耗的能量約占我國全部消耗能量的工業(yè)所消耗的能量約占我國全部消耗能量的70%左右，其中左右，其中煤炭消費量比重偏大。煤炭消費量比重偏大。 4二、工業(yè)節(jié)能技術分類二、工業(yè)節(jié)能技術分類 1、管理節(jié)能、管理節(jié)能 2、工藝節(jié)能、工藝節(jié)能 3、控制節(jié)能、控制節(jié)能 4、設備節(jié)能、設備節(jié)能 管理節(jié)能工作做得好壞又影響到工藝節(jié)能、管理節(jié)能工作做得好壞又影響到工藝節(jié)能、控制節(jié)能和設備節(jié)能的成效。一些工廠，控制節(jié)能和設備節(jié)能的成效。一些工廠，“浮浮財財”遍地，跑、冒、滴、漏嚴重，余熱資源大遍地，跑、冒、滴、漏嚴重，余熱資源大量

4、流失，只要通過加強節(jié)能管理工作便會收到量流失，只要通過加強節(jié)能管理工作便會收到立桿見影的顯著效果。立桿見影的顯著效果。 51、管理節(jié)能主要工作、管理節(jié)能主要工作 （1）有能源管理體系；）有能源管理體系； （2）有產品耗能定額；）有產品耗能定額； （3）有計量儀表，）有計量儀表， （4）有管理制度；）有管理制度； （5）有節(jié)能措施。）有節(jié)能措施。62、工藝節(jié)能、工藝節(jié)能 工藝節(jié)能是工業(yè)節(jié)能過程中難度大、投資大但也工藝節(jié)能是工業(yè)節(jié)能過程中難度大、投資大但也是節(jié)能效果顯著的節(jié)能措施。由于工藝節(jié)能需要改變是節(jié)能效果顯著的節(jié)能措施。由于工藝節(jié)能需要改變工藝操作過程，一般很難單獨進行，常常需要控制節(jié)工藝操

5、作過程，一般很難單獨進行，常常需要控制節(jié)能和設備節(jié)能配合起來。如原來采用煤為原料生產合能和設備節(jié)能配合起來。如原來采用煤為原料生產合成氨的工藝，改成用石腦油為原料生產合成氨的工藝，成氨的工藝，改成用石腦油為原料生產合成氨的工藝，就需要進行控制方案及設備的改造，工作量較大。就需要進行控制方案及設備的改造，工作量較大。73、控制節(jié)能注意問題、控制節(jié)能注意問題1、考慮每一臺耗能設備的正常可靠運行；、考慮每一臺耗能設備的正?？煽窟\行；2、考慮車間、工廠實現自動化的經濟目的，特別是節(jié)約能耗、提、考慮車間、工廠實現自動化的經濟目的，特別是節(jié)約能耗、提高產品產量、質量等；高產品產量、質量等；3、考慮車間、工

6、廠的能源（油、煤、氣、水、風、電）進行集中、考慮車間、工廠的能源（油、煤、氣、水、風、電）進行集中監(jiān)測、管理、調度和控制等問題；監(jiān)測、管理、調度和控制等問題；4、考慮各種耗能設備的性質和狀態(tài)；、考慮各種耗能設備的性質和狀態(tài)；5、考慮控制技術實現的可能性、可靠性及穩(wěn)定性、考慮控制技術實現的可能性、可靠性及穩(wěn)定性6、要考慮控制系統(tǒng)的總的發(fā)展趨勢。、要考慮控制系統(tǒng)的總的發(fā)展趨勢。84、設備節(jié)能、設備節(jié)能 設備節(jié)能相對與工藝節(jié)能和控制節(jié)能而言是較為容易實施的節(jié)能措施。設備節(jié)能相對與工藝節(jié)能和控制節(jié)能而言是較為容易實施的節(jié)能措施。 所謂設備節(jié)能就是耗能設備進行改造、替換、采用新材料新技術以所謂設備節(jié)能就

7、是耗能設備進行改造、替換、采用新材料新技術以及加強管理等各項措施耗能設備的能源消耗降低下來，如果是能量回收設及加強管理等各項措施耗能設備的能源消耗降低下來，如果是能量回收設備（如煙道廢熱），則使其回收能量增加。備（如煙道廢熱），則使其回收能量增加。 工業(yè)生產過程中主要的耗能設備有工業(yè)生產過程中主要的耗能設備有工業(yè)爐窯（熔鑄爐、加熱爐、熱工業(yè)爐窯（熔鑄爐、加熱爐、熱處理爐、烘干爐）、工業(yè)鍋爐、熱交換設備處理爐、烘干爐）、工業(yè)鍋爐、熱交換設備 。9三、主要節(jié)能工作三、主要節(jié)能工作1、深入加強節(jié)能管理工作。深入加強節(jié)能管理工作。（減少浪費）（減少浪費）2、保證新建、改擴建項目能耗水平接近或達到國際先

8、進水平。、保證新建、改擴建項目能耗水平接近或達到國際先進水平。（降低能耗）（降低能耗） 3、強優(yōu)化資源配置，提高化工廠根據市場需求優(yōu)化生產的能、強優(yōu)化資源配置，提高化工廠根據市場需求優(yōu)化生產的能力。力。（工廠位置選擇）（工廠位置選擇）4、對小型化工企業(yè)進行規(guī)模調整。、對小型化工企業(yè)進行規(guī)模調整。（擴大規(guī)模（擴大規(guī)模） 5、總體優(yōu)化和系統(tǒng)優(yōu)化用能。、總體優(yōu)化和系統(tǒng)優(yōu)化用能。（全局優(yōu)化，可持續(xù)發(fā)展）（全局優(yōu)化，可持續(xù)發(fā)展） 10四、鍋爐節(jié)能技術四、鍋爐節(jié)能技術圖圖3-1 某鏈條爐結構示意圖某鏈條爐結構示意圖113-2-1火床鍋爐火床鍋爐 3-2-2火室鍋爐火室鍋爐 3-2-3 流化床鍋爐流化床鍋爐

9、 3-2-4旋風鍋爐旋風鍋爐圖圖3-2 鍋爐四種燃燒形式示意圖鍋爐四種燃燒形式示意圖1213鍋爐定義鍋爐定義 鍋爐是能源轉換設備，它將煤、油、氣等一次鍋爐是能源轉換設備，它將煤、油、氣等一次能源轉換成蒸汽、熱水等載熱體的二次能源。鍋爐能源轉換成蒸汽、熱水等載熱體的二次能源。鍋爐主要有兩大部分組成，主要有兩大部分組成，第一部分是第一部分是“鍋鍋”，包括氣，包括氣包、各種受熱面（輻射和對流）、省煤器、空氣預包、各種受熱面（輻射和對流）、省煤器、空氣預熱器、集箱、下降管、汽水分離裝置、溫度調節(jié)裝熱器、集箱、下降管、汽水分離裝置、溫度調節(jié)裝置等部件構成的封閉系統(tǒng)；置等部件構成的封閉系統(tǒng)；第二部分是第二

10、部分是“爐爐”，是，是指構成燃料燃燒場所的各個部件，包括爐膛、裝料指構成燃料燃燒場所的各個部件，包括爐膛、裝料斗、渣斗、燃料輸送裝置、分配送風裝置、爐排等斗、渣斗、燃料輸送裝置、分配送風裝置、爐排等組成。組成。 14鍋爐的節(jié)能技術鍋爐的節(jié)能技術1 1、強化燃燒，減少不完全燃燒損失、強化燃燒，減少不完全燃燒損失 有足夠的空氣，并能同燃料充分接觸有足夠的空氣，并能同燃料充分接觸 爐膛有足夠的高溫使燃料著火爐膛有足夠的高溫使燃料著火 燃料在爐內停留時間內應完全完全燃盡燃料在爐內停留時間內應完全完全燃盡2 2、減少排煙損失、減少排煙損失控制適當的空氣過剩系數，強化對流傳熱控制適當的空氣過剩系數，強化對

11、流傳熱對那些沒有設置省煤器或空氣預熱器的鍋爐可考對那些沒有設置省煤器或空氣預熱器的鍋爐可考慮進行改造，增設省煤器或空氣預熱器慮進行改造，增設省煤器或空氣預熱器如不方便增設，可考慮利用余熱熱管熱器回收排如不方便增設，可考慮利用余熱熱管熱器回收排煙氣體的熱量，但需作全面的經濟核算，以判斷煙氣體的熱量，但需作全面的經濟核算，以判斷究竟采用哪種節(jié)能措施效果最佳。究竟采用哪種節(jié)能措施效果最佳。15新設備新工藝具體技術：新設備新工藝具體技術：（1 1）采用換熱器或熱管回收鍋爐煙道余熱）采用換熱器或熱管回收鍋爐煙道余熱（鍋爐熱（鍋爐熱 效率提高效率提高3.1%3.1% ）（2 2）采用蒸汽蓄熱器，保證鍋爐在

12、最佳工況下運行）采用蒸汽蓄熱器，保證鍋爐在最佳工況下運行 （可比設置前節(jié)能（可比設置前節(jié)能5-15%5-15% ） （3 3）設置冷凝水回收裝置，減少鍋爐一次供水量）設置冷凝水回收裝置，減少鍋爐一次供水量 （節(jié)能效果可達（節(jié)能效果可達25%25%以上）以上） （4 4）采用真空除氧器，可克服熱力除氧器在除氧過）采用真空除氧器，可克服熱力除氧器在除氧過 程中的能量消耗程中的能量消耗 （5 5）采用新型節(jié)能保溫材料，減少爐壁、管道的熱）采用新型節(jié)能保溫材料，減少爐壁、管道的熱 量損失量損失（6 6）采用添加劑及磁化節(jié)能技術）采用添加劑及磁化節(jié)能技術。16五、爐窯節(jié)能技術五、爐窯節(jié)能技術1、定義：、

13、定義： 工業(yè)爐窯是我國消耗能源較大的一類耗能設工業(yè)爐窯是我國消耗能源較大的一類耗能設備。它將能源轉換過程和能量利用過程結合在一備。它將能源轉換過程和能量利用過程結合在一起，使能源轉換設備和用熱設備會為一體，省掉起，使能源轉換設備和用熱設備會為一體，省掉了中間的熱能傳輸環(huán)節(jié)。了中間的熱能傳輸環(huán)節(jié)。 工業(yè)爐窯的功能，是為達到某些工藝目的。工業(yè)爐窯的功能，是為達到某些工藝目的。有的為了改變固體或液體材料的地質、形地，有有的為了改變固體或液體材料的地質、形地，有的為了取得新材料或新材料制品而設置的直接使的為了取得新材料或新材料制品而設置的直接使用電能或燃料的加熱裝置，它在冶金、機械、建用電能或燃料的加

14、熱裝置，它在冶金、機械、建材、輕工、化工等部門得到廣泛應用。材、輕工、化工等部門得到廣泛應用。 17特點：特點： 一般而言，窯爐的工作溫度比鍋爐要高，一般而言，窯爐的工作溫度比鍋爐要高，故在窯爐帶出的熱量中，故在窯爐帶出的熱量中，被加工物料被加工物料-產品一產品一般占到般占到40%左右左右，煙氣占到，煙氣占到30%左右，窯體左右，窯體占到占到15%左右，反應熱占到左右，反應熱占到15%左右。左右。 煙氣熱能利用窯體絕熱保溫工作是關鍵煙氣熱能利用窯體絕熱保溫工作是關鍵 18節(jié)能技術節(jié)能技術v（一）正確選用燃燒裝置，減少物力和化學不完全燃燒損失（一）正確選用燃燒裝置，減少物力和化學不完全燃燒損失（

15、1 1）燒嘴的合理選用和使用）燒嘴的合理選用和使用（2 2）推廣使用平焰、雙火焰、高速、可調焰等新型燒嘴，可節(jié)能）推廣使用平焰、雙火焰、高速、可調焰等新型燒嘴，可節(jié)能510%510%；（3 3）固體燃料要采用機械化加煤和煤粉燃燒。）固體燃料要采用機械化加煤和煤粉燃燒。（二）煙氣余熱的回收利用，減少煙氣熱損失（二）煙氣余熱的回收利用，減少煙氣熱損失（1 1）利用煙氣預熱助燃空氣，可獲）利用煙氣預熱助燃空氣，可獲1525%1525%節(jié)能率；節(jié)能率；（2 2）選用合適的煙道換熱器；）選用合適的煙道換熱器；（3 3）提高換熱器的使用效果；）提高換熱器的使用效果；（4 4）根據余熱情況安裝余熱鍋爐；）根

16、據余熱情況安裝余熱鍋爐；（5 5）降低煙氣離開爐膛溫度。）降低煙氣離開爐膛溫度。（三）加強爐體絕熱，減少爐體蓄散熱損失（三）加強爐體絕熱，減少爐體蓄散熱損失（1 1）將爐膛改造為由耐火磚或輕質耐火磚加耐火纖維和保溫材料的復合結構；）將爐膛改造為由耐火磚或輕質耐火磚加耐火纖維和保溫材料的復合結構；（2 2）采用復合澆注料吊掛爐頂，減少爐頂散熱；）采用復合澆注料吊掛爐頂，減少爐頂散熱；（3 3）在中溫間斷式爐上采用全耐火纖維爐襯。）在中溫間斷式爐上采用全耐火纖維爐襯。（四）提高爐子的密封性，減少逸氣熱損失（四）提高爐子的密封性，減少逸氣熱損失（1 1）減少開孔與安裝爐門；）減少開孔與安裝爐門；（2

17、 2）采用澆注料爐襯結構外加爐墻鋼板。）采用澆注料爐襯結構外加爐墻鋼板。（五）合理安排水冷件，減少水冷件熱損失（五）合理安排水冷件，減少水冷件熱損失（1 1）少用或不用水冷構件，減少熱損失；）少用或不用水冷構件，減少熱損失；（2 2）對必須設置的爐內水冷構件進行絕熱包扎；）對必須設置的爐內水冷構件進行絕熱包扎；（3 3）采用汽化冷卻來回收水冷熱損失，不僅可得到中壓蒸汽，還可節(jié)約水源。）采用汽化冷卻來回收水冷熱損失，不僅可得到中壓蒸汽，還可節(jié)約水源。v（4 4）采用熱泵技術回收低溫冷卻水的余熱，有明顯節(jié)能效果）采用熱泵技術回收低溫冷卻水的余熱，有明顯節(jié)能效果19六、換熱器節(jié)能技術六、換熱器節(jié)能技

18、術 換熱設備是將能量從換熱設備是將能量從A物流轉移到物流轉移到B物流物流的設備，高效換熱設備的關鍵是提高傳熱的設備，高效換熱設備的關鍵是提高傳熱系數，選擇合適的高效換熱設備。系數，選擇合適的高效換熱設備。 20各種換熱設備示意圖夾套式換熱器及其配件蛇管示意圖夾套式換熱器及其配件蛇管示意圖 1-容器；容器；2-夾套夾套2122 噴淋式換熱器噴淋式換熱器1-彎管；彎管；2-循環(huán)泵；循環(huán)泵； 3-控制閥控制閥 套管式換熱器套管式換熱器各種換熱設備示意圖23各種換熱設備示意圖 固定管板式換熱器及其折流板固定管板式換熱器及其折流板24各種換熱設備示意圖25各種換熱設備示意圖26各種換熱設備示意圖27各種

19、換熱設備示意圖28平板式換熱器平板式換熱器29七、泵和風機節(jié)能技術七、泵和風機節(jié)能技術 泵和風機是輸送物料的一種動力機械，其中泵泵和風機是輸送物料的一種動力機械，其中泵用來輸送液體物料，風機用來輸送氣體物料。用來輸送液體物料，風機用來輸送氣體物料。 由于泵和風機所占的用電量在全國發(fā)電量中的由于泵和風機所占的用電量在全國發(fā)電量中的比例大，并且其消耗的能源電能屬于最高品位的能比例大，并且其消耗的能源電能屬于最高品位的能源，因此，對泵和風機的節(jié)能工作顯得十分必要源，因此，對泵和風機的節(jié)能工作顯得十分必要 。305661-葉輪葉輪 2-壓水室壓水室 3-吸入室吸入室 4-擴散管擴散管 5-泵軸泵軸 6-泵殼泵殼 圖圖3-13 離心泵工作結構簡圖離心泵工作結構簡圖31123451-泵缸泵缸 2-活塞活塞 3-活塞桿活塞桿 4-吸入閥吸入閥 5-排出閥排出閥 圖圖3-14 往復泵工作結構簡圖往復泵工作結構簡圖3233節(jié)能技術節(jié)能技術（