能量平衡课件多媒体-1

－－ 从1980年到2000年，我国电力总消费量由3006亿kW.h增加 到11503 亿kW.h，平均年增长率为7%左右； －－ 1999年我国人均电力消费量为935.58kW.h，而世界平均量是 我国的2.4倍,美国约是我国的14.38倍。
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１．节能概述
世界能源资源状况
煤炭：
－－煤炭剩余可采储量为9.84＊1011t, 按2001年煤炭产量2.25＊
人均能源消费水平很低： －－1999年我国一次能源总消费量为1106.24Mt标准油， 仅次于美国，为世界第二，占世界能源消费的11.3%；但人 均能源消费量仅0.88t标准油，为美国的1／10，世界的1／ 2。
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１．节能概述
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１．节能概述
近两年，我国电力工业高速增长,每年新增装机1亿kW左右，基本缓解了电力短 缺的矛盾。2007年，我国电力装机容量达到7.13亿kW，其中：水电装机容量达1.45 亿kW，三峡电站已有21台机组投产。核电装机容量已达8850MW；风电装机已达 4030MW。发电设备技术水平不断提高，超临界、超超临界机组已开始批量制造和安 装。2007年,全国供电煤耗降为357g/(kW.h)，比2006年降低10g/(kW.h)。 到2010 年我国电力装机容量将达到或超过9亿kW，并有望在5年左右形成世界上最大的电力 系统。
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技术节能例4－－强化传热
螺旋折流板换热器： ● 单位压降下壳侧传热系数 对于低粘度流体，是普通折流板 的2.4倍；高粘度流体，约为1.5 倍；总传热系数可提高20 %～ 30 % ● 相同换热系数下，壳侧压 降减少2.6~4.4倍；相同流量减少 45 %左右。 ●核电、炼油、化工等行业得 到应用。至2001年底，已有数千 台的螺旋流折流板换热器在荷 兰、捷克、德国、意大利、俄罗 斯、美国、日本、中东的石油化 工厂应用。中国茂名炼油厂已应 用。
能量在质量上存在差异： －－热力学第二定律
－－不同形式能量间的转换存在“不等价”现象。同上2例说明。 －－为更清楚的描述能量在“质量”上的区别，引入‘火用’、‘火无’ 。
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２．节能原理－2.2.1 对能量的再认识：
‘火用’、‘火无’概念：
‘火用’Ex －－在一定的条件下，能量E中最大限度地可转化为有用功的那 部分能量称为该能量的‘火用’ 或有效能。 ‘火无’An－－上述中，不可能转化为有用功的部分，亦称无效能。
(2-8) (2-9)
η ex =
E x,Q1 E x,w
η ex =
E x,Q 1 E x,Q 2
对间壁式换热器ηex：
(2-10)
式中Ex,Q ， Ex,w分别为热力系统与外界交换的热量和功量的‘火用’。
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２．节能原理
2.3 热力学第一和第二定律：
2.3.1 热力学第一定律－－能量守恒与转换定律：
－－是指能量中‘火用’所占的百分比，即： －－ ‘火用’表示能量的做功能力，因此可 用来评价能量的质量和品位。
Ex λ= E
（2-2）
－－ ‘火用’大的能量具有较高的能质和品位。
工质携带能量分类：
宏观动能 工质携带的能量 热力学能（热能）
)
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２．节能原理
2.2.2 能量利用经济指标：
－－企业结构调整：关、停、并、转小型企业；企业间及企业内部 统一 配置资源；新建有经济规模的企业等。 －－地区结构调整：调整企业的地区分布，充分发挥地区资源优势，减 少不必要的运输、调配等中间环节。 例如：在产油区建立炼油、石化联合体；产煤区建立坑口电站、坑 口能源联合体。 －－能源结构调整：2008年3月23日电： 新任国家能源局局长张国宝今天第一次亮 相就 提出，中国要加大能源结构优化调整力度。发展核电是中国能源有序、健康 发展的当务之急和战略选择，同时要积极发展风电、水电等清洁优质能源。
能量E、‘火用’、‘火无’能量方程式：
E =ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱE x + An
(2-1)
用热力学第一定律表述：在任何能量转换中， ‘火用’和‘火无’ 的总量保持不变。 用热力学第二定律表述：每种能量均由‘火用’和‘火无’两部分 组成，且其中之一可为零。 不同形式能量所含的‘火用’和‘火无’的量是不同的：
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１．节能概述
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１．节能概述
能源现状
能源利用率低：
－－GDP能耗强度指单位生产总值所消耗的能源量。能耗强度越 低，能源利用率越高。 －－ 1999年我国GDP能耗强度为0. 99t标准油／千美元，约为世界 平均水平的3.3倍、美国的3.8倍、日本的10.3倍。
电力增长迅速，但电力消费水平仍很低：
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２．节能原理
2.2 能量分析的基本概念
2.2.1 对能量的再认识：
能量可相互转换并在数量上守恒：－－热力学第一定律
－－ 不会无故产生与消失； －－有序能可无条件、完全转换为无序能，例：机械能可自发全部转换为 热能； －－无序能则不能自发、完全转换为有序能，例：热能只可有条件地、 部分地转换为机械能；在热变功中，从高温热源吸取的热量只有其中的一 部分能转变为功，另一部分则以热量的形式排放给低温热源；当低温向高 温的传热过程中，必然消耗一定的外功或热量从高温向低温的补偿。
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１．节能概述－节能途径
技术节能：
－－改进工艺：优化流程控制；采用先进工艺； －－强化传热：开发强化传热元件，增加换热面积、提高换热系 数、增加换热量、缩小体积节省材料及资源； －－采用节能新材料：改进建筑材料，提高保温、隔热性能；减 少采暖、制冷、照明能耗。例：上海外滩灯光工程采用冷光 源，节电60～70％。 －－发展新型交通：降低汽车能耗、实施能耗标识及节能认证制 度；发展公交、轻轨、智能交通。
管理节能：
－－政府宏观调控：建立法律、法规，为节能管理提供法律保护；加大 节能工作金融调控手段； 例：倾斜节能项目贷款、实行低利率优惠；加重超标项目税收等。 －－企业经营管理：建立能源管理机构；完善能源管理制度；检测并核 算能源的采购、输运、配用等各环节，节约能源，降低成本。
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１．节能概述－节能途径
效率－－表示能量利用程度，即：经济性指标。 收 益 效 率 ＝ 代 价 不同形式的效率表达式：
－－从热量“数量”角度考虑，常用热效率表示。W－功，Q－吸、放热量 对动力循环ηt： 对制冷循环ε： 对热泵循环ε’： 对间壁式换热器η：
W ηt= Q1
（2－3）
Q1 ε = W
'
Q2 ε= W
（2－4） （2－5）
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技术节能例1－－超临界锅炉
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技术节能例1－－超临界锅炉
一般主汽压力由16.5MPa提高到24.0MPa，热耗减少2.0％， 主汽温度由538℃提高到566℃时，热耗减少1.0％，采用二次 再热，热耗可减少1.5～2.0％。
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技术节能例2－－热、电、冷联产
109t 折算，还可开采437年。
石油：
－－石油剩余可采储量为1.43＊1011t, 按2001年石油产量3.58＊
109t 折算，还可开采40年。
天然气：
－－天然气剩余可采储量为1.55＊1014m3, 按2001年天然气产量
2.46＊1012m3折算，还可开采63年。
2001年世界煤炭、石油、天然气的消费约占整个一次能源 的87％，由此可见，常规能源的供给将会日趋紧缺。
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节能技术培训班
１．节能概述 ２．节能原理 ３．能量平衡 4． 新能源简介
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１．节能概述
能源现状
能源结构不合理，以煤为主：
－－世界煤炭、石油、天然气、水电（含核电）比例分别为： 24.7%、 38.5%、 23.7%、 13.1%；我国为： 62.0%、 27.6%、 3.0%、 7.4%。 －－以煤为主的能源结构是造成能源浪费、环境污染和能源利用率低下 的主要原因。 待插入江泽民、张国宝文献
－－能量有不同的形式；可从一种形式转换为另一种形式；从一个物体传 递给另一个物体；从物体的一部分传递到另一部分；在转换和传递中能 量的数量不变；
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１．节能概述
节能意义
我国能源利用率低，人均资源贫乏，节能是我国经济和社会可持续、健康发展的一 个重要举措。 煤、石油、天然气消耗总量的40％为化工原料，节能即节省了宝贵的化工原料。 促进企业技术进步，大幅降低生产成本，提供经济效益，提高企业竞争力。 降低污物排放，减少环境污染，保护地球生态环境。
Q2 η= Q1
（2－6）
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２．节能原理－2.2.2 能量利用经济指标：
不同形式的效率表达式：
－－从能量“质量”的角度考虑，常用‘火用’效率表示。 对动力循环ηex： η = E x ,w (2-7) ex E x ,Q 1 对制冷循环ηex ： 对热泵循环ηex：
η ex =
E x,Q 2 E x,w
燃用天然气的热电冷三联产系统能实现能源的梯级利用,一 次能源利用率可达75 %～83 %。
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技术节能例3－－余热利用：刺刀管式余热锅炉
从转化炉底部集合管出来的820℃ 左右的高温转化气,由炉底侧面气体 分配器进入转化气蒸汽发生器内,经 折流板与传热管内的锅炉给水换热, 冷却至380 ℃转化气从壳体上部出去
技术节能：
－－采用先进的发电技术：超超临界技术发电效率可达45％左右；煤气 化联合循环技术（IGCC）发电效率可达50％左右； －－不同能量联供：发展热能梯级利用技术，热、电、冷联产，热、 电、煤气三联产技术，全面提高热能的综合利用率。 －－余热利用：余热发电、余热供暖、余热助燃、热泵技术、热管技术 等，充分合理地利用各种余热。例：钻井平台柴油机余热开发利用： 余热发电、余热取暖。 －－实现电动机、风机、泵类设备和系统的经济运行：推广电机变频调 速和各种电力电子节能技术；开发质优价廉节能器材，例如交大：全 可控涡三元流叶轮节能转子技术，风机效率达90％左右。 －－推广洁净燃烧技术：发展和推广流化床燃烧、无烟燃烧煤种、气 化、液化等洁净燃烧技术，提高煤炭利用率。