侯维生-节能评估培训教材2011.11.14

蒸汽属于加工后的二次能源， 蒸汽属于加工后的二次能源，折标时同样存 在等价与当量问题。 在等价与当量问题。 绝对压力（ 表压力+0.101（MPa） 绝对压力（MPa）=表压力 ） 表压力 （ ） 热力学温度=摄氏温度 摄氏温度+273.16（开氏度） 热力学温度 摄氏温度 （开氏度） 等价值折标要在当量值上再除以锅炉热效率， 等价值折标要在当量值上再除以锅炉热效率， 即： 等价值=当量值 当量值/锅炉热效率 等价值 当量值 锅炉热效率
2、锅炉的排污 、 入炉的水是存在一定碱度的，长时间地积累在汽包内。 入炉的水是存在一定碱度的，长时间地积累在汽包内。 在水的表面富集有污垢，需要在炉温高、 在水的表面富集有污垢，需要在炉温高、炉水激烈沸 腾时排掉，这种排污法也叫连续排污。 腾时排掉，这种排污法也叫连续排污。在炉水的低部 沉积的污垢，需要在负荷小、炉温低时排除， 沉积的污垢，需要在负荷小、炉温低时排除，这种排 污法也叫定期排污。 污法也叫定期排污。 由于排污 热力除氧以及蒸汽内含有一定量（ ～ 排污和 以及蒸汽内含有一定量 由于排污和热力除氧以及蒸汽内含有一定量（1%～ 3%）的水份，所以入炉的水不可能全部变为蒸汽。 ）的水份，所以入炉的水不可能全部变为蒸汽。 据有关数据证明，锅炉的汽水比一般在1:1.25左右 左右。 据有关数据证明，锅炉的汽水比一般在 左右
关于锅炉热效率的说明
以上效率的定义和计算没有考虑风机、 以上效率的定义和计算没有考虑风机、水泵 等锅炉辅助设备所消耗的能量。 等锅炉辅助设备所消耗的能量。它只反映锅 炉作为一个能量转换设备本身的热能有效利 用程度。 用程度。按照这种方法计算的效率也称锅炉 的毛效率。如果考虑风机、水泵运煤、 的毛效率。如果考虑风机、水泵运煤、排渣 出灰等设备的能量消耗， 出灰等设备的能量消耗，所得的效率称为锅 炉的净效率。 炉的净效率。一般所说的锅炉热效率都是指 锅炉的毛效率。 锅炉的毛效率。
三、企业能量平衡
企业能量平衡(GB/T3484-2009)是一企业为 是一企业为 企业能量平衡 对象的能量平衡，包括各种能源在储存、 对象的能量平衡，包括各种能源在储存、外 输送分配，能源加工转换， 销、输送分配，能源加工转换，能源终端使 用各环节的实物能源所具有能量的平衡。 用各环节的实物能源所具有能量的平衡。主 要研究具有确定边界的用能体系各种能量的 收入与支出的平衡;供给能与有效利用及损失 收入与支出的平衡 供给能与有效利用及损失 之间的数量平衡。 之间的数量平衡。企业能量平衡对合理利用 能源具有重要意义。 能源具有重要意
第二章 能量平衡
一、什么是能量平衡
能量平衡是对生产使用能量的情况进行定量分析的一种科学方法。 能量平衡是对生产使用能量的情况进行定量分析的一种科学方法。由于进行能 量平衡的对象不同，能量平衡一般分为设备能量平衡 企业能量平衡。 设备能量平衡和 量平衡的对象不同，能量平衡一般分为设备能量平衡和企业能量平衡。 设备能量平衡(GB/T2587-2009)是企业能量平衡的基础，同时，企业能量平衡又 是企业能量平衡的基础， 设备能量平衡 是企业能量平衡的基础 同时， 是设备能量平衡的综合和提高，设备之间用能的相互配合， 是设备能量平衡的综合和提高，设备之间用能的相互配合，各种不同能源利用 的合理安排、调度、 均需要通过企业能量平衡分析来加以解决。 的合理安排、调度、分配 等，均需要通过企业能量平衡分析来加以解决。因而 企业能量平衡对合理利用能源来说，具有更重要的意义。 企业能量平衡对合理利用能源来说，具有更重要的意义。 企业能量平衡(GB/T3484-2009)是以企业为对象的能量平衡，包括各种能量源在 是以企业为对象的能量平衡， 企业能量平衡 是以企业为对象的能量平衡 购入储存、外销、输送分配，能源加工转换， 购入储存、外销、输送分配，能源加工转换，能源终端使用各环节的实物能源 所具有能量的平衡。 所具有能量的平衡。主要研究具有确定边界的用能体系各种能量的收入与支出 的平衡；供给能与有效利用及损失之间的数量平衡。综合能量平衡时， 的平衡；供给能与有效利用及损失之间的数量平衡。综合能量平衡时，各种实 物能源都应折算成能量法定计量单位或吨标准煤。 物能源都应折算成能量法定计量单位或吨标准煤。
即按（ ） 即按（10）式，锅炉的效率可以直接通过测 定单位燃料供入热Q 和有效利用热量计算， 定单位燃料供入热 r和有效利用热量计算， 按此途径计算的锅炉热效率我们称为锅炉的 正平衡热效率， 正平衡热效率，按（11）式的方法称为锅炉 ） 的反平衡热效率。对小型工业锅炉而言， 的反平衡热效率。对小型工业锅炉而言，由 于正平衡热效率测定的项目较少， 于正平衡热效率测定的项目较少，且是直接 测量，使用较多。 测量，使用较多。而反平衡和正平衡可以相 互检验，可以得知锅炉热效率低的原因。 互检验，可以得知锅炉热效率低的原因。
2.锅炉热效率 锅炉热效率
锅炉热效率就是锅炉热平衡关系中的有效利 用热Q 占燃料供入热的份额。以百分数示： 用热 1占燃料供入热的份额。以百分数示： ηc=q1= Q1/Qr ×100% ……………(10) 从热平衡模式可知: 从热平衡模式可知 Q1=Qr- Q2- Q3- Q4- Q5- Q6 所以 ηc= q1=1- q2- q3- q4- q5- q6 ……(11)
1、企业能量平衡的目的 、
企业能量平衡不但是进行能量分析的科学方法， 企业能量平衡不但是进行能量分析的科学方法，而且 是实现能源科学管理的有效手段。 是实现能源科学管理的有效手段。开展企业能量平衡 工作，建立能源管理制度，是企业加强能源管理， 工作，建立能源管理制度，是企业加强能源管理，节 约能源的一项重要基础工作。能量平衡的具体目的是： 约能源的一项重要基础工作。能量平衡的具体目的是： （1）全面系统掌握企业能耗状况 ） 通过统计、测试、计算等手段，摸清能源构成、 通过统计、测试、计算等手段，摸清能源构成、数量 及其来龙去脉，全面掌握企业各种能源的购入存储、 及其来龙去脉，全面掌握企业各种能源的购入存储、 加工转换、输送分配、 加工转换、输送分配、终端使用各环节与回收利用和 外供能源的情况和规律。计算出产品的单位实物能耗、 外供能源的情况和规律。计算出产品的单位实物能耗、 综合能耗，有条件的也可以计算出可比能耗， 综合能耗，有条件的也可以计算出可比能耗，可以使 企业领导者对能源利用情况从定性认识到定量认识。 企业领导者对能源利用情况从定性认识到定量认识。
（2）了解企业的用能水平 ） 通过企业能量平衡工作， 通过企业能量平衡工作，可以了解主要用能设备的效率和整个企 业的能源利用水平，编制整个企业的能量平衡表和绘制能流图， 业的能源利用水平，编制整个企业的能量平衡表和绘制能流图， 象直观地反映企业用能情况和水平。 形象直观地反映企业用能情况和水平。 （3）制定节能规划 ） 通过对重点工艺、设备测试的结果，进行整理分析， 通过对重点工艺、设备测试的结果，进行整理分析，可以找出企 业的耗能问题，如管理、设备、工艺、 业的耗能问题，如管理、设备、工艺、操作等各方面存在问题和 原因；查清企业的节能潜力，如可进行能量回收的数量、品种、 原因；查清企业的节能潜力，如可进行能量回收的数量、品种、 参数、性质等；明确企业节能的方向，如怎样改造成为省能结构， 参数、性质等；明确企业节能的方向，如怎样改造成为省能结构， 制定综合技术改造措施和节能规划；检查企业的节能效果。 制定综合技术改造措施和节能规划；检查企业的节能效果。因此 能量平衡主要为实现合理用能，节约用能 能量平衡主要为实现合理用能，节约用能和有效用能提供科学依 据。
和饱和蒸汽相比，过热蒸汽有以下特点： 和饱和蒸汽相比，过热蒸汽有以下特点： 过热蒸汽放热仅使其温度和比容下降， ①过热蒸汽放热仅使其温度和比容下降，而 不致使蒸汽凝结。 不致使蒸汽凝结。 过热蒸汽的导热率比饱和蒸汽低， ②过热蒸汽的导热率比饱和蒸汽低，运动粘 度系数较大。 度系数较大。
五、关于蒸汽的折标
2．过热蒸汽 ． 在一定压力下，把干饱和蒸汽继续加热， 在一定压力下，把干饱和蒸汽继续加热，就 变成过热蒸汽，这部分热量叫过热量。 变成过热蒸汽，这部分热量叫过热量。因此 过热蒸汽的热焓等于沸水含热量， 过热蒸汽的热焓等于沸水含热量，汽化潜热 和过热热量之和， 和过热热量之和，或等于干饱和蒸汽的热焓 加过热量之和。 加过热量之和。过热蒸汽的热焓不仅与压力 有关，也和温度有关。 有关，也和温度有关。
六、锅炉给水与产汽量的关系
1、锅炉给水的除氧 、 气体在不同的压力和温度下，在水中的溶解度是不同的。 气体在不同的压力和温度下，在水中的溶解度是不同的。 水的温度越高，其中溶解度就越小， 水的温度越高，其中溶解度就越小，还与水面上气体的分 压力有关， 气体分压力越小， 压力有关，水面上某种 气体分压力越小，则这种气体在 水中的溶解度也就越小。 水中的溶解度也就越小。 热力除氧就是利用引入具有一定压力的蒸汽将水加热至沸 水中的氧因溶解减少而溢出。 腾，水中的氧因溶解减少而溢出。再将溢出的氧随少量未 凝结的蒸汽一起排出。 凝结的蒸汽一起排出。 为了达到良好的排氧效果， 为了达到良好的排氧效果，要使水能加热到相应于除氧器 内压力的沸点（一般为0.2～ 表压力， 内压力的沸点（一般为 ～0.25表压力，温度 表压力 温度104℃～ ℃ 105℃） ℃
二、用能设备能量平衡
下面我们通过锅炉热平衡的模型分析来讲解 用能设备的能量平衡问题。 用能设备的能量平衡问题。
1、锅炉热平衡的模型分析 、
通常的锅炉热平衡是以供入锅炉系统单位燃料拥有的热量为基础 通常的锅炉热平衡是以供入锅炉系统单位燃料拥有的热量为基础 单位燃料 而建立的。对燃煤锅炉，其热平衡方程式表达如下： 而建立的。对燃煤锅炉，其热平衡方程式表达如下： Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 KJ/kg（燃料）…………（1） （燃料） （ ） 式中： 式中： Qr ——随单位燃料输入锅炉的热量，kJ／kg(燃料 ； 随单位燃料输入锅炉的热量， ／ 燃料)； 随单位燃料输入锅炉的热量 燃料 Q1 ——有效利用热，kJ／kg(燃料 ； 有效利用热， ／ 燃料)； 有效利用热 燃料 Q2 ——排烟损失热，kJ／kg(燃料 ； 排烟损失热， ／ 燃料)； 排烟损失热 燃料 Q3 ——化学 气体 不完全燃烧损失热，kJ／kg(燃料 ． 化学(气体 不完全燃烧损失热， ／ 燃料)． 化学 气体)不完全燃烧损失热 燃料 Q4 ——机械 固体 不完全燃烧损失热，kJ／kg(燃料 ； 机械(固体 不完全燃烧损失热， ／ 燃料)； 机械 固体)不完全燃烧损失热 燃料 Q5 ——炉墙外壁散热损失 ／kg(燃料 ； 炉墙外壁散热损失,kJ／ 燃料)； 炉墙外壁散热损失 燃料 Q6 ——炉渣排出损失热，kJ／kg(燃料 。 炉渣排出损失热， ／ 燃料)。 炉渣排出损失热 燃料