工业节能技术课件.ppt
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- 工业 节能 技术 课件
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1、3.1 工业节能概述工业节能概述3.2 工业节能潜力分析(自学)工业节能潜力分析(自学)3.3 通用设备节能技术通用设备节能技术*3.4 通用工业节能技术通用工业节能技术*3.5 换热器及换热器及强化传热节能技术强化传热节能技术*3.6 工业节能技术应用实例及分析工业节能技术应用实例及分析*3.1 3.1 工业节能概述工业节能概述 工业是国民经济建设中的一个主要产业。消耗的能源工业是国民经济建设中的一个主要产业。消耗的能源约占我国全部消耗能源的约占我国全部消耗能源的70%左右。左右。工业产值占工业产值占GDP约为约为44%(2006),工业经济总规模),工业经济总规模已居世界第四位;钢材、水泥
2、、化肥等工业产品,生已居世界第四位;钢材、水泥、化肥等工业产品,生产规模和产量已连续多年居世界第一位;产规模和产量已连续多年居世界第一位;工业涉及范围广,有些工业部门是能源消耗大户,如工业涉及范围广,有些工业部门是能源消耗大户,如钢铁工业、冶金工业、建材工业;有些是能源转换加钢铁工业、冶金工业、建材工业;有些是能源转换加工企业,如石油石化工业中的炼油企业、能源工业中工企业,如石油石化工业中的炼油企业、能源工业中的煤炭加工企业、火力(热力)发电厂等。的煤炭加工企业、火力(热力)发电厂等。工业企业不仅消耗一次能源,也消耗大量的二次能工业企业不仅消耗一次能源,也消耗大量的二次能源(如电能);做好工业
3、节能工作,不仅涉及工业源(如电能);做好工业节能工作,不仅涉及工业本行业的能源消耗,同时也为对交通节能、建筑节本行业的能源消耗,同时也为对交通节能、建筑节能、农业节能以及民用节能带来影响。能、农业节能以及民用节能带来影响。工业节能涉及的内容和范围广泛,在工业生产过程工业节能涉及的内容和范围广泛,在工业生产过程中,能源的浪费和低效使用主要原因是:由生产管中,能源的浪费和低效使用主要原因是:由生产管理不善引起的管理性浪费和由技术因素导致能源使理不善引起的管理性浪费和由技术因素导致能源使用不当引起的浪费用不当引起的浪费;因此,工业节能是其它行业节能的源头和重点。因此,工业节能是其它行业节能的源头和重
4、点。表表3-2 3-2 工业能源消耗在业全国能源消耗情况比例工业能源消耗在业全国能源消耗情况比例年份年份全国能源消全国能源消费总量费总量(万(万tce)全国能源消全国能源消费比上年增费比上年增长(长(%)工业能源消工业能源消费总量(万费总量(万tce)工业能源消工业能源消费比上年增费比上年增长(长(%)工业能源消工业能源消费占全国能费占全国能源消费的比源消费的比重(重(%)1980602754101068.041985766824.93510684.4866.61990987035.18675785.7668.4719951311765.85961917.3273.33200013855295
5、44268.8920011431993.35982732.9768.63200215179661040885.9268.57200317495115.2812173116.9569.58200420322716.1414324417.6770.4820052224689.4715795210.2771工业节能方法分类:1、按行业划分,节能方法:化工行业节能、石油、按行业划分,节能方法:化工行业节能、石油、钢铁、机械、水泥、纺织、建材行业节能等;钢铁、机械、水泥、纺织、建材行业节能等;2、按设备划分,节能方法:锅炉节能法、窑炉、按设备划分,节能方法:锅炉节能法、窑炉、热力管道、换热器、风机泵节能
6、法等;热力管道、换热器、风机泵节能法等;3、按具体原理划分,节能方法:绝热节能法、强、按具体原理划分,节能方法:绝热节能法、强化传热、燃烧、电力、余热回收节能法等。化传热、燃烧、电力、余热回收节能法等。工业节能技术分类1、管理节能、管理节能2、工艺节能、工艺节能3、控制节能、控制节能4、设备节能、设备节能 其中,管理节能工作做得好坏又影响到工艺节能、控制其中,管理节能工作做得好坏又影响到工艺节能、控制节能和设备节能的成效。节能和设备节能的成效。如一些工厂,如一些工厂,“浮财浮财”遍地,跑、冒、滴、漏严重(一遍地,跑、冒、滴、漏严重(一团白雾上青天!),余热资源大量流失,只要通过加强节团白雾上青
7、天!),余热资源大量流失,只要通过加强节能管理工作便会收到立杆见影的显著效果。能管理工作便会收到立杆见影的显著效果。1、管理节能主要工作、管理节能主要工作 (1)有能源管理体系;)有能源管理体系;(2)有产品耗能定额;)有产品耗能定额;(3)有计量仪表,)有计量仪表,(4)有管理制度;)有管理制度;(5)有节能措施。)有节能措施。2、工艺节能(系统节能)、工艺节能(系统节能)工艺节能是工业节能过程中难度大、投资大,但工艺节能是工业节能过程中难度大、投资大,但也是节能效果最显著的节能措施。也是节能效果最显著的节能措施。工艺节能涉及整个工艺系统,需要改变工艺操作工艺节能涉及整个工艺系统,需要改变工
8、艺操作过程,一般很难单独进行,常常需要控制节能和设过程,一般很难单独进行,常常需要控制节能和设备节能配合起来。备节能配合起来。如合成氨工艺原来以煤为原料,改用石脑油为原如合成氨工艺原来以煤为原料,改用石脑油为原料,就要进行控制方案及设备的改造,工作量较大。料,就要进行控制方案及设备的改造,工作量较大。工艺节能的时机工艺节能的时机 工艺节能改造工作常常在新项目上马或旧项目进工艺节能改造工作常常在新项目上马或旧项目进行大修或设备淘汰时进行,此时的工作阻力较小,行大修或设备淘汰时进行,此时的工作阻力较小,企业容易接受。企业容易接受。如果新项目使用不久,工艺操作上也不存在问题,如果新项目使用不久,工艺
9、操作上也不存在问题,只是节能有点问题,要对生产工艺进行节能改造,只是节能有点问题,要对生产工艺进行节能改造,工厂就不容易接受。尽管这个节能改造从长远发展工厂就不容易接受。尽管这个节能改造从长远发展来看(比如来看(比如5年)是经济合理的,这也是目前节能年)是经济合理的,这也是目前节能改造工作中碰到的一个困难。改造工作中碰到的一个困难。3、控制节能、控制节能1)考虑每一台耗能设备的正常可靠运行;)考虑每一台耗能设备的正常可靠运行;2)考虑车间、工厂实现自动化的经济目的,特别是节约)考虑车间、工厂实现自动化的经济目的,特别是节约能耗、提高产品产量、质量等;能耗、提高产品产量、质量等;3)考虑车间、工
10、厂的能源(油、煤、气、水、风、电)考虑车间、工厂的能源(油、煤、气、水、风、电)进行集中监测、管理、调度和控制等问题;进行集中监测、管理、调度和控制等问题;4)考虑各种耗能设备的性质和状态;)考虑各种耗能设备的性质和状态;5)考虑控制技术实现的可能性、可靠性及稳定性;)考虑控制技术实现的可能性、可靠性及稳定性;6)要考虑控制系统的总的发展趋势。)要考虑控制系统的总的发展趋势。控制节能实例之一控制节能实例之一控制节能实例之二控制节能实例之二利用外接密封容器利用外接密封容器的液位,来控制排的液位,来控制排水阀以代替疏水器水阀以代替疏水器排水,使原来需要排水,使原来需要外购的高压蒸汽供外购的高压蒸汽
11、供热,可以改成由本热,可以改成由本厂自生的低压蒸汽厂自生的低压蒸汽供热,大大节省了供热,大大节省了能源的开支。能源的开支。4、设备节能、设备节能 设备节能是较为容易实施的节能措施。设备节能是较为容易实施的节能措施。就是对耗能设备进行改造、替换,采用就是对耗能设备进行改造、替换,采用新材料、新技术,以及加强管理等措施,使耗能设新材料、新技术,以及加强管理等措施,使耗能设备的能源消耗降低;如果是能量回收设备(如烟道备的能源消耗降低;如果是能量回收设备(如烟道废热锅炉),则使其回收能量增加。废热锅炉),则使其回收能量增加。工业生产过程中主要耗能设备有:工业锅炉、工工业生产过程中主要耗能设备有:工业锅
12、炉、工业炉窑(熔铸炉、加热炉、热处理炉、烘干炉)、业炉窑(熔铸炉、加热炉、热处理炉、烘干炉)、电动机、热交换设备电动机、热交换设备。3.2 3.2 工业节能潜力分析工业节能潜力分析国家国家2006总能源消费总能源消费(万吨标准煤)(万吨标准煤)人均能耗人均能耗(吨标准煤吨标准煤)人均人均GDP(万万美元美元)单位单位GDP能耗能耗(吨标准煤吨标准煤/万万美元美元)日本日本74332 58245 36486 1.60 德国德国46929 56918 33099 1.72 美国美国331037 110085 42067 2.62 菲律宾菲律宾3594 04017 01084 3.71 巴西巴西29
13、504 15687 03311 4.74 印尼印尼16335 06655 01093 6.09 印度印度60456 05519 0.0652 8.47 埃及埃及8396 10642 01118 9.52 中国中国242549 18339 01352 13.56 各行业能耗高于世界平均水平各行业能耗高于世界平均水平 我国工业部门的我国工业部门的8个行业主要产品单位能耗平均比个行业主要产品单位能耗平均比国际先进水平高国际先进水平高40%,如火电供电煤耗高,如火电供电煤耗高22.5%,大中型钢铁企业吨钢可比能耗高大中型钢铁企业吨钢可比能耗高21.4%,铜冶炼综,铜冶炼综合能耗高合能耗高65%,大型合
14、成氨综合能耗高,大型合成氨综合能耗高31.2%,纸,纸和纸板综合能耗高和纸板综合能耗高120%。SH型双吸离心泵型双吸离心泵 IS(R)系列单级单吸离心泵系列单级单吸离心泵 轴流泵轴流泵主要耗能设备效率低于世界平均水平主要耗能设备效率低于世界平均水平燃煤工业锅炉平均运行效率燃煤工业锅炉平均运行效率65%左右,比国际先左右,比国际先进水平低进水平低1520个百分点;个百分点;中小电动机平均效率中小电动机平均效率87%,风机、水泵平均设计,风机、水泵平均设计效率效率75%,均比国际先进水平低,均比国际先进水平低5个百分点,系个百分点,系统运行效率低近统运行效率低近20个百分点个百分点。燃油燃油/燃
15、气锅炉系列燃气锅炉系列 LHS系列立式燃油(气)蒸汽锅炉系列立式燃油(气)蒸汽锅炉 WNS系列卧式燃油系列卧式燃油(气气)蒸汽锅炉蒸汽锅炉 整体能源效率低于世界先进水平整体能源效率低于世界先进水平我国整体能源效率比国际先进水平低我国整体能源效率比国际先进水平低10个百分点。个百分点。如火电机组平均效率如火电机组平均效率33.8%,比国际先进水平低,比国际先进水平低6-7个百分点。能源利用中间环节(加工、转换和贮运)个百分点。能源利用中间环节(加工、转换和贮运)损失量大,浪费严重。损失量大,浪费严重。我国能源利用效率与国外的差距表明,节能潜力巨我国能源利用效率与国外的差距表明,节能潜力巨大。根据
16、有关单位研究,按单位产品能耗和终端用大。根据有关单位研究,按单位产品能耗和终端用能设备能耗与国际先进水平比较,目前我国的节能能设备能耗与国际先进水平比较,目前我国的节能潜力约为潜力约为3亿吨标准煤以上,相当于与亿吨标准煤以上,相当于与2005年全年年全年全国消耗总能源的全国消耗总能源的 13.4%。3.3 3.3 通用设备节能技术通用设备节能技术*3.3.1 锅炉节能技术锅炉节能技术*3.3.2 炉窑节能技术炉窑节能技术3.3.3 换热器节能技术换热器节能技术*3.3.4 泵和风机节能技术泵和风机节能技术*图图3-1 某链条炉结构示意图某链条炉结构示意图锅炉是能源转换设备。锅炉是能源转换设备。
17、将有机燃料(将有机燃料(煤、油、煤、油、气等一次能源气等一次能源)燃烧)燃烧的化学能转变为工质的化学能转变为工质(蒸汽、热水、导热蒸汽、热水、导热油等油等)热能)热能(二次能(二次能源)源)的设备的设备。如图如图3-1 链条炉结构链条炉结构示意图。示意图。3.3.1 锅炉节能技术锅炉节能技术锅炉本体由锅炉本体由“锅锅”和和“炉炉”两部分组成。两部分组成。炉是指锅炉的燃烧系炉是指锅炉的燃烧系统,包括炉膛、燃烧器、统,包括炉膛、燃烧器、烟道、炉墙构架等,其烟道、炉墙构架等,其作用在于提供尽可能良作用在于提供尽可能良好的燃烧条件。好的燃烧条件。锅是指锅炉的汽水系锅是指锅炉的汽水系统,由汽包、下降管、
18、统,由汽包、下降管、集箱、导管及各种受热集箱、导管及各种受热面组成,其作用是吸收面组成,其作用是吸收燃料系统放出的热量。燃料系统放出的热量。煤粉锅炉煤粉锅炉锅炉受热面锅炉受热面是由直径不是由直径不等、材料不同的管件组成。等、材料不同的管件组成。根据作用不同可分为:根据作用不同可分为:(1)水冷壁:布置在炉膛)水冷壁:布置在炉膛四周,紧贴炉墙形成炉膛四周,紧贴炉墙形成炉膛周壁,接受炉内火焰和高周壁,接受炉内火焰和高温烟气的辐射热,对炉墙温烟气的辐射热,对炉墙起保护作用。起保护作用。(2)过热器:其作用是)过热器:其作用是将饱和蒸汽加热成具有一将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。定温度的过热蒸
19、汽。(3)省煤器和空气预热器)省煤器和空气预热器是现代锅炉不可缺少的受是现代锅炉不可缺少的受热面。由于它们装在锅炉热面。由于它们装在锅炉的尾部烟道内,故统称为的尾部烟道内,故统称为尾部受热面。尾部受热面。1、锅炉分类、锅炉分类 按用途可分为:固定式的工业锅炉、电站锅炉、生活锅按用途可分为:固定式的工业锅炉、电站锅炉、生活锅炉;移动式的船舶锅炉、机车锅炉等。炉;移动式的船舶锅炉、机车锅炉等。按蒸汽压力可分为:常压锅炉、微压锅炉、低压锅炉、按蒸汽压力可分为:常压锅炉、微压锅炉、低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉和中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉和超临界压力锅炉。
20、超临界压力锅炉。微压锅炉的表压为几十帕,低压微压锅炉的表压为几十帕,低压小于小于1.275MPa,中,中压压3.825MPa,高压,高压9.85MPa,超高压,超高压-13.73MPa、亚临界压力亚临界压力-16.67MPa;超临界压力;超临界压力-2325MPa;1、锅炉分类、锅炉分类 锅炉按所用燃料或能源可分为:燃煤锅炉、燃油锅炉、锅炉按所用燃料或能源可分为:燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、原子能锅炉、垃圾锅炉;燃气锅炉、余热锅炉、原子能锅炉、垃圾锅炉;按燃烧方式可分为:火床锅炉、火室锅炉、流化床锅炉、按燃烧方式可分为:火床锅炉、火室锅炉、流化床锅炉、旋风锅炉。旋风锅炉。目前我国在
21、用中小型锅炉约目前我国在用中小型锅炉约5050万台,实际运行效率万台,实际运行效率65%65%左左右,其中右,其中90%90%为燃煤锅炉。如将运行效率提高到为燃煤锅炉。如将运行效率提高到80%80%,年节,年节能潜力约能潜力约75007500万吨煤。如将燃煤锅炉效率提高万吨煤。如将燃煤锅炉效率提高5%5%,预计年,预计年节煤约节煤约25002500万吨。万吨。2、锅炉的型号、锅炉的型号 不同类型的锅炉,其型号表达方法基本相同,只不过在某不同类型的锅炉,其型号表达方法基本相同,只不过在某些参数上,有些类型锅炉需要表示,而有些不用表示。些参数上,有些类型锅炉需要表示,而有些不用表示。电站锅炉的型号
22、由三部分组成,分别表示锅炉的制造厂代电站锅炉的型号由三部分组成,分别表示锅炉的制造厂代号(用汉语拼音缩写表示)、锅炉蒸发量号(用汉语拼音缩写表示)、锅炉蒸发量/额定蒸汽压力、额定蒸汽压力、设计燃料代号(用汉语拼音缩写表示)和设计序号。煤、设计燃料代号(用汉语拼音缩写表示)和设计序号。煤、油、气的燃料代号分别用油、气的燃料代号分别用M M、Y Y、Q Q表示,其它燃料用表示,其它燃料用T T表示,表示,各部分之间用短横线连接。各部分之间用短横线连接。SG-1025/18.1-MSG-1025/18.1-M型锅炉表示为:上海锅炉厂制造,额定蒸型锅炉表示为:上海锅炉厂制造,额定蒸发量发量1025t/
23、h1025t/h,额定蒸汽压力为,额定蒸汽压力为18.1MPa18.1MPa,原型设计,燃料,原型设计,燃料为煤的电站锅炉。为煤的电站锅炉。工业锅炉的型号工业锅炉的型号 对工业锅炉,按对工业锅炉,按JB1623-1983JB1623-1983工业锅炉产品型号编制方工业锅炉产品型号编制方法法规定有三部分组成。第一部分共分三段,分别表示锅规定有三部分组成。第一部分共分三段,分别表示锅炉型式(用汉语拼音缩写表示)、燃烧方式(用汉语拼音炉型式(用汉语拼音缩写表示)、燃烧方式(用汉语拼音缩写表示)、额定蒸发量或额定供热量(对蒸汽锅炉,为缩写表示)、额定蒸发量或额定供热量(对蒸汽锅炉,为额定蒸发量;对供热
24、锅炉,为额定供热量),其单位为额定蒸发量;对供热锅炉,为额定供热量),其单位为10000Kcal/h10000Kcal/h,若将其折算成,若将其折算成KWKW为单位,则需要乘上为单位,则需要乘上11.63 11.63。第二部分表示介质出口压力、过热蒸汽温度(如。第二部分表示介质出口压力、过热蒸汽温度(如缺省则为饱和温度)、出水缺省则为饱和温度)、出水/回水温度(仅对供热锅炉而回水温度(仅对供热锅炉而言)。第三部分,表示燃料种类和设计序号言)。第三部分,表示燃料种类和设计序号 LHG2-8-AIILHG2-8-AII表示立式横水管固定炉排,额定蒸发量为表示立式横水管固定炉排,额定蒸发量为2t/h
25、2t/h,额定蒸汽压为额定蒸汽压为0.8MPa0.8MPa,蒸汽温度为饱和温度,所用燃料为,蒸汽温度为饱和温度,所用燃料为IIII类烟煤,原型设计的蒸汽锅炉。类烟煤,原型设计的蒸汽锅炉。热载体锅炉产品型号热载体锅炉产品型号RLS1-1.5Y/400/300-QRLS1-1.5Y/400/300-Q,这种型号的热载体锅炉的铭牌解释,这种型号的热载体锅炉的铭牌解释为:立式、室燃、热功率为为:立式、室燃、热功率为1MW1MW、额定工作压力、额定工作压力1.5MPa1.5MPa、热、热载体为导热油、导热油最高出口温度为载体为导热油、导热油最高出口温度为400400、最低进口温、最低进口温度为度为300
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