【正文】 產(chǎn)管理不善引起的 管理性浪費 和由技術(shù)因素導(dǎo)致 能源使用不當 引起的浪費 ； ?因此 ， 工業(yè)節(jié)能是其它行業(yè)節(jié)能的源頭和重點 。 如合成氨工藝原來以煤為原料 ， 改用石腦油為原料 ， 就要進行控制方案及設(shè)備的改造 ， 工作量較大 。 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 通用設(shè)備節(jié)能技術(shù) * ? 鍋爐節(jié)能技術(shù) * ? 爐窯節(jié)能技術(shù) ? 換熱器節(jié)能技術(shù) * ? 泵和風機節(jié)能技術(shù) * 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 圖 31 某鏈條爐結(jié)構(gòu)示意圖 鍋爐是能源轉(zhuǎn)換設(shè)備 。 如將燃煤鍋爐效率提高 5%， 預(yù)計年節(jié)煤約 2500萬噸 。 但需作全面經(jīng)濟核算 ， 以判斷哪種節(jié)能措施效果最佳 。 7654321 ???????1 0 01 ???爐窯的用能分析 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 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， 被加工物料（產(chǎn)品）一般占到40%左右 ，煙氣占到 30%左右，窯體占到 15%左右，反應(yīng)熱占到 15%左右。 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 （ 1）泵的分類 泵的種類繁多，適用廣泛，分類方法很多。 此時管路阻力特性不變 ， 而并聯(lián)泵的壓頭增大 。39。 因工藝要求 ， 需將流量調(diào)節(jié)到q1， 如采用節(jié)流調(diào)節(jié) ， 則離心泵特性曲線不變 ， 管路特性曲線變陡 ， 其和離心泵的特性曲線交點上移 ， 到達 A點 ， 此時對應(yīng)的泵功率為 PA。 ?壓縮機向冷凝器提供的高品位熱量 ， 應(yīng)為蒸發(fā)器吸收的熱量好壓縮機所消耗的機械功之和 ， 即 Q1 = Q2+W 。 其中 應(yīng)用最廣的是重力熱管 ， 它廣泛應(yīng)用于工業(yè)與熱回收系統(tǒng) 。 蒸汽可以供暖 。 低溫熱管成功地解決了青藏鐵路建設(shè)中的凍土難題 ， 首批2400根低溫熱管已 “ 植根 ” 于青藏鐵路兩側(cè) ， 為這條世界上海拔最高的鐵路 “ 保駕護航 ” ， 醫(yī)治 “ 多動癥 ” 。 ?余熱回收的難易程度及其回收的價值 ， 與余熱的溫度高低 、熱量大小 、 物質(zhì)形態(tài)有關(guān) 。混合式：電廠冷卻塔，間壁式按用途分類：加熱器、冷卻器、冷凝器、再沸器、蒸發(fā)器等。 傳統(tǒng)的折流板管殼式換熱器 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 管殼式換熱器結(jié)構(gòu)發(fā)展 高效強化管 管束支撐 管內(nèi)插入物 橫紋管 螺旋槽管縮放管 螺紋管等 折流桿 空心環(huán) 整圓形孔板 螺旋折流板 扭帶、螺旋扭片靜態(tài)混合器、螺旋彈簧波帶、絲網(wǎng)和多孔體等 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 ?特點 ： （ 折流桿等支撐 ） 殼程流體呈縱向流動 。 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 螺旋槽管 應(yīng)用 將單頭螺旋槽管用于甲醛反應(yīng)氣余熱鍋爐內(nèi)，采用不銹鋼管， P=7mm、 H＝ ，槽紋曲率半徑R= 3mm。 ?優(yōu)于低肋管之處是，齒尖更有利于冷凝液滴滴落，使得滯留于管上的凝液更少。 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 爐 燃料 空氣預(yù)熱器 引風風機 通風風機 方案圖 煙道氣 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 節(jié)能效果評價 表 318 三種不同方案的節(jié)能效果數(shù)據(jù) 熱交換器面積， m2 熱能回收價值，萬元 /年 增加的投資，萬元 /年 增加的年運轉(zhuǎn)費萬元 /年 靜態(tài)資金回收期 7000 103 116 5200 82 91 3 2900 61 57 如果以 5年靜態(tài)的節(jié)能收益來看 ， 三個方案的是收益分別 381萬 、 304萬 、 239萬 ， 第一個方案為最佳 ， 5年總收益最大 。 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 節(jié)能方案 余熱鍋爐 礦熱爐 水平刮板輸灰機 儲存 經(jīng)管道至干燥室內(nèi)干燥礦石 布袋除塵器 裝袋 過熱蒸汽 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 經(jīng)濟效益分析 ? 經(jīng)過本項目的實施，每年可產(chǎn)蒸汽大約 /小時 24小時 300天＝ 43200噸，每噸蒸汽按 80元計，合計約 。 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 1 異形管 完成液 二次蒸汽 原料液 加熱蒸汽 冷凝水 料液分配管 蒸發(fā)管 水平噴淋式降膜蒸發(fā)器原理圖 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 E=1 E=2 E=3 E=4 實驗結(jié)果表明，當 E=4時，傳熱效果最好 E— 截面形狀因子，為垂直半軸與水平半軸之比 強化機理：充分利用 φ=π/2 及其附近區(qū)域局部傳熱系數(shù)大的性能，通過改變管截面形狀，達到增大該區(qū)域面積、從而增大總傳熱系數(shù)的目的。 如某廠用此種管換熱器代替光管換熱器 ， 用于原油 —— 渣油換熱 。 )/()/(PrRe1 7 ?? hPDihNu節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 ① 靠近壁面的部分流體受螺旋的引導(dǎo)而順槽旋轉(zhuǎn) ， 而流體主體仍沿管的軸向運動 ， 兩股流體之間的剪切力有利于減薄層流底層； ② 流體經(jīng)螺旋形的凹陷或凸起時 ， 產(chǎn)生周期性的團塊擾動 ，使層流底層與流動主體之間有直接的物質(zhì)交換 ， 從而加快了熱量的傳遞 。 傳熱面：換熱管壁面。 影響管殼式換熱器換熱性能的主要因素有：管子的形狀；表面性質(zhì)；工質(zhì)的物性；流體的流動狀況等 。 101TT????節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 余熱的種類： （ 1）排氣余熱 溫度范圍差別很大，既有 200500℃ 的中溫廢氣，也有大量 700℃ 以上的高溫氣體，例如，轉(zhuǎn)爐爐氣高達 1600℃ 以上。 凍土帶和高原缺氧 一度成為阻礙鋼鐵巨龍青藏鐵路向前延伸的兩大難題 。 而 CPU芯片散熱器熱管則可以大大提高CPU的散熱性能 ， 使 CPU的性能得以進一步提升 。 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 ? 根據(jù)熱管使用溫度 ， 熱管可分為：低溫熱管 （ cryogenic heat pipe） ， 中溫熱管 （ low temperature heat pipe）和高溫熱管 （ high temperature heat pipe） 。 相變潛熱是顯熱的 540倍 。 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 （ 1） 合理組合 — 最優(yōu)操作 對于管路特性曲線為 2的管路系統(tǒng) ， 則選用串聯(lián)組合優(yōu)于并聯(lián)組合 。39。根據(jù)柏努利方程并作一定簡化后，可得所需壓頭和實際流量之間的關(guān)系如下： 210 ee qKKH ???????? ???dllgAK e?21 212）管路特性曲線 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 管路流量的控制圖 通過節(jié)流使管路流量減小 ， 管路阻力增大 ， 管路特性曲線變陡 ， 泵的特性曲線不變 。 其中泵用來輸送液體物料 ， 風機用來輸送氣體物料 。 ? 按熱源分： 有煤爐、煤氣爐、油爐、電爐、天然氣爐等。 為了做好鍋爐的節(jié)能工作 ， 必須對鍋爐中 （ 除能量有效利用以外 ） 能量損失原因進行分析 ， 以便對癥下藥找到鍋爐節(jié)能的方法 。 ? 按 蒸汽壓力 可分為：常壓鍋爐、微壓鍋爐、低壓鍋爐、中壓鍋爐、高壓鍋爐、超高壓鍋爐、亞臨界壓力鍋爐和超臨界壓力鍋爐。如火電機組平均效率 %，比國際先進水平低 67個百分點。 如一些工廠 ， “ 浮財 ” 遍地 ， 跑 、 冒 、 滴 、 漏嚴重 （ 一團白霧上青天 ！ ） ， 余熱資源大量流失 ， 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 。 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 管理節(jié)能主要工作 （ 1） 有能源管理體系； （ 2） 有產(chǎn)品耗能定額； （ 3） 有計量儀表 ， （ 4） 有管理制度； （ 5） 有節(jié)能措施 。能源利用中間環(huán)節(jié)（加工、轉(zhuǎn)換和貯運）損失量大，浪費嚴重。 ? 微壓鍋爐的表壓為幾十帕，低壓 — 小于 ， 中壓 — ，高壓 — ， 超高壓 、亞臨界壓力 ；超臨界壓力 23~25MPa； 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 鍋爐分類 ? 鍋爐按所用 燃料或能源 可分為：燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、余熱鍋爐、原子能鍋爐、垃圾鍋爐； ? 按 燃燒方式 可分為：火床鍋爐、火室鍋爐、流化床鍋爐、旋風鍋爐。 影響鍋爐熱效率的主要因素是排煙損失 （ 17%） 和不完全燃燒損失 （ 9%） 。 ? 按結(jié)構(gòu)形式分： 有推料連續(xù)加熱爐、室式爐、臺車式爐、逢隙爐、井式爐、步進式爐、環(huán)形爐等。 廣泛地應(yīng)用于電力 、 化工 、冶金 、 建材 、 建筑空調(diào)等各個領(lǐng)域 。 此時泵的壓頭提高 。239。 因為并聯(lián)組合的工作點在 C點 ， 串聯(lián)組合的工作點在 D點 ， D點處的流量和壓頭均比 C點處的流量和壓頭大 。 ?液體的沸點與大氣壓力有關(guān) ， 當大氣壓增高時沸點隨之升高 ， 當氣壓下降時沸點也下降 。 其工作溫度范圍依次為 73℃ 以下 ， 73277℃ 和 277℃ 以上 。 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 （ 2） 反應(yīng)器內(nèi)熱管 反應(yīng)器內(nèi)熱管的主要特點是： 利用熱管的等溫性能，使反應(yīng)器內(nèi)觸媒層軸向和徑向 溫度分布均勻 ，從而使反應(yīng)始終在最適宜的反應(yīng)溫度區(qū)間進行，使轉(zhuǎn)化率提高，副反應(yīng)減少，觸媒利用率提高、壽命延長；熱管還能及時 補充化學(xué)反應(yīng)熱 (對吸熱反應(yīng) )或 導(dǎo)出化學(xué)反應(yīng)熱 (對放熱反應(yīng) )。 隨著溫度的變化 ， 凍土具有 “ 頑皮好動 ” 的特性 。 （ 2）高溫產(chǎn)品和爐渣的余熱 工業(yè)成品或半成品及爐渣廢料都有很高的溫度，一般溫度在 500℃ 以上，例如紅焦炭、剛軋制成的熱鋼材、石油煉制中的汽油、柴油等。 強化傳熱的優(yōu)點： 可獲得 更多的 余熱 （ 節(jié)能 ） ； 可使設(shè)備的 傭 效率提高 （ 提高能品位 ） ； 節(jié)省金屬材料 （ 節(jié)材 ） 。 傳統(tǒng)的折流板管殼式換熱器 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 各種換熱設(shè)備示意圖 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 各種換熱設(shè)備示意圖 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 各種換熱設(shè)備示意圖 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 管殼式換熱器 —— 列管式換熱器 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 各種換熱設(shè)備示意圖 夾套式換熱器及其配件蛇管示意圖 1容器； 2夾套 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 噴淋式換熱器 1彎管； 2循環(huán)泵； 3控制閥 套管式換熱器 各種換熱設(shè)備示意圖 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 各種換熱設(shè)備示意圖 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 平板式換熱器 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 特點： 弓型折流板支撐 ， 殼程流體橫向沖刷管束 。 ③ 如果管外為冷凝過程 ， 螺旋槽成為排泄冷凝液的通道 ，可使凹槽兩邊的冷凝液膜減薄 ， 從而減少熱阻 ， 提高冷凝給熱系數(shù) 。其運行情況表明 ， 前者比后者傳熱系數(shù)提高 85％ ， 節(jié)省傳熱面積 46％ 。（對流強化表面） 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 工業(yè)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用實例及分析 煙道氣余熱利用 （請學(xué)員結(jié)合本單位實際，設(shè)計節(jié)能方案并進行經(jīng)濟評價） 問題背景介紹 各種鍋爐、窯爐均會產(chǎn)生煙道氣，排放溫度高達 350~ 450℃ ，如果不進行廢熱回收，其能量浪費相當驚人，應(yīng)采取措施回收煙道氣中的余熱。整個投資約一年半左右可收回。其工作原理圖見圖 354，需要增加三個設(shè)備，分別是空氣預(yù)熱器、引風風機、（通風風機）。 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 鋸齒形翅片管（高熱流冷凝管） ?適用于臥式 管外冷凝過程 。 螺旋槽管最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù)：小槽距、淺槽深、大夾角的單頭螺旋管較為有利 。 缺點： 存在傳熱死區(qū) ， 傳熱效率較低 ， 流動阻力大 ， 易發(fā)生流體誘導(dǎo)振動 。常用此換熱器預(yù)冷或預(yù)爐中空氣分離裝置、煉鐵高蓄熱式（回熱式）：在化工廠洗滌塔。 余熱利用的策略 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 圖 349 余熱回收方案優(yōu)先順序 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 ?根據(jù)余熱資源的數(shù)量和品位及用戶的需求 ， 盡量做到能級的匹配 ， 在符合技術(shù)經(jīng)濟原則的條件下 ， 選擇適宜的系統(tǒng)和設(shè)備 ， 使余熱發(fā)揮最大的效果 。 凍土的凍結(jié)和融化反復(fù)交替地出現(xiàn) ，鋼軌出現(xiàn)波浪形高低起伏 ， 對鐵路運營安全造成威脅 。 煤氣流量為 135000m3/h， 溫度為 950℃ ， 通過高溫熱管蒸汽發(fā)生器將其溫度降至 250℃ ， 每小時可生產(chǎn) 4t蒸汽 ， 蒸汽壓力高達 。 ? 根據(jù)熱管工作原理 ， 熱管可分為：重力熱管 、 毛細管式熱管及旋轉(zhuǎn)式熱管 。 節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用講座 熱量 Q1 做功 W 熱量 Q2 節(jié) 流 閥 冷凝器 壓 氣