节能技术(重点)

节能技术第一章热能、电能利用节能技术：第一、锅炉节能技术一、（1）加强燃料管理与实现动力配煤，节约用煤：动力配煤根据用户对煤质的特定要求，将不同种类、不同性质的若干种煤按照一定的比例，经过筛选、破碎掺配加工成混煤，使其成为认为加工的“新煤种”。

这种“新煤种”的化学组成、物理特性和燃煤特性与各原单一煤种均有不同，合理配比可以达到改善性质、特性互补、劣煤优用、有利燃烧、减少污染物排放的目的。

（2）加强水质管理，减少结垢和排污：锅炉水处理会减少锅炉结垢，降低排污热损失。

二、（1）锅炉节能的目的：主要是提高锅炉热效率，降低燃料消耗，减少热损失和污染物。

（2）锅炉常用分类方法：不同的分类方法可以将锅炉分成不同的类别，各种分类方法分成的锅炉类别不能混淆。

按使用燃料种类不同分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等；按蒸发受热面中工质流动的方式可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉；按主蒸汽压力高低可分为低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉、超临界压力锅炉和超超临界压力锅炉等；按燃烧方式不同可分为层燃炉、室燃炉、流化床炉和旋风炉。

（3）加强运行调整，减少各项热损失锅炉运行时存在着种种热损失，找出引起热损失的原因，提出减少各项热损失的措施，就可以提高锅炉热效率，以节约能源。

锅炉输入热力主要来源于燃料燃烧放出的热量。

为了便于分析，将燃料在锅炉内燃烧输入的热量分为两部分，一部分为锅炉的有效利用热，其余的即为各项热损失。

锅炉的热效率表示锅炉设备有效利用热量Q1与输入热量Qr之比的百分数，即：η= Q1/Q r×100%。

为了确定锅炉的热效率，就需要建立在正常运行工况下，锅炉热量的收支平衡关系，通常称为锅炉的热平衡。

在锅炉机组稳定运行的热力状态下，1Kg燃料带入锅炉内的热量、锅炉的有效利用热量和热损失之间有如下热平衡关系。

Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 KJ/Kg将上式两边都除以Qr，则锅炉的热平衡可以用占输入热量的百分比来比表示。

100%=q1+q2+q3+q4+q5+q6显然，要提高锅炉热效率，必须设法降低各项热损失。

1、减少排烟热损失q2.排烟热损失时指高温烟气排入大气而损失的热量。

排烟损失由尾部排烟温度、烟气量与漏入系统内的冷空气量综合决定的。

因此，降低排烟损失，就要减少炉膛的空气系数和各烟道的漏风量以及降低排烟温度。

2、减少气体未完全燃烧热损失q3。

对燃煤锅炉而言，这项损失主要取决于排烟处的一氧化碳含量和空气系数。

3、减少固体未完全燃烧热损失q4。

未燃尽而残留的固定碳常存在于灰渣、飞灰与落煤之中。

4、减少散热损失q5.散热损失大小取决于散热表面的面积、温度和环境条件。

因此，散热损失与锅炉容量有关，也与锅炉有无省煤器、空气预热器等受热面有关。

锅炉容量越大，其与外界接触的面积相对地变小，散热损失减小。

通常小型锅炉的散热损失较大，有尾部受热面（如省煤器、空气预热器）的锅炉散热损失较大。

5、减少灰渣物理热损失q6。

灰渣物理热损失是指炉渣所带走的热损失。

通常层燃炉的灰渣量较大而且温度高，需要考虑灰渣物理热损失。

（4）燃煤锅炉的两个主要节能措施1、运行调整。

运行调整主要是降低排烟损失和合理配风。

锅炉降低排烟损失，合理配风的目标，就是要根据负荷要求，恰当地供给燃料量，不断寻求并力争控制最佳空气系数，达到完全燃烧。

在理论上达到完全燃烧所需要的空气量，称为理论空气量。

但在实际条件下，根据燃料品种、燃烧方式及控制技术的优劣，往往需要多供给一些空气量，称为实际空气量。

实际空气量与理论空气量之比，称为空气系数。

但是最佳空气系数无法从理论上进行准确计算，只能依靠试验研究和实践经验来优选。

通常对于气体燃料由于它能与助燃空气达到良好的混合，较小的空气系数便可以实现完全燃烧；对于固体燃料，因为它与助燃空气在表面接触燃烧，不能直接进入内部混合，空气系数相对较大；对于液体燃料，一般采用雾化燃烧，雾化微粒与空气混合比固体燃料好，但比气体燃料差，空气系数介于固体和气体燃料之间。

即使同一种燃料，由于可燃成分、燃烧方式与控制技术的差异，空气系数也不完全相同。

2、节能改造。

节能改造主要包括六条措施：給煤装置改造；炉拱改造；燃烧系统改造；层燃锅炉改造成循环流化床锅炉；控制系统改造；采用节能新设备。

第二、工业窑炉节能技术一、在工业生产中，利用燃料燃烧产生的热量，或将电能转化为热能，从而实现对工件或物料进行熔炼、加热、烘干、烧结、裂解和蒸馏等各种加工工艺所用的热工设备，称为工业窑炉。

工业窑炉主要由炉衬、炉架、供热装置（如燃烧装置、电加热元件）、预热器、炉前管道、排烟系统、炉用机械等部分组成。

二、（一）工业窑炉的分类：工业窑炉的种类繁多，用途各异。

实际应用中一般是按其某些主要特征来进行分类的。

按工艺特点分为加热炉和熔炼炉；按所使用能源种类分为燃料炉和电加热炉；按工作温度高低分为高温炉、中温炉、低温炉；按热工操作制度分为连续式工作窑炉和间歇式工作窑炉；按炉型特点分为室燃炉、步进炉、竖炉等；按工作制度分为辐射式工作制度窑炉、对流式工作制度窑炉和层式工作制度窑炉。

（二）工业窑炉节能改造的主要内容七个方面：热源改造、燃烧系统改造、窑炉结构改造、窑炉保温改造、烟气余热回收利用改造、窑炉密封改造和控制系统节能改造。

（三）工业窑炉节能改造的主要措施：1、提高燃烧效率。

主要包括采用低空气系数的燃烧方式、富氧燃烧和提高助燃空气的温度等。

2、减少炉体的散热损失。

主要包括采用轻质隔热和耐火纤维等保温隔热性能良好的保温材料、减少窑炉的表面积和尽量避免窑炉的间歇运行。

3、减少水冷件热损失。

主要包括少用或不用水冷构件减少热损失、对必须设置的炉内水冷构件进行隔热和采用汽化冷却来回收水冷件的热损失。

4、采用高辐射陶瓷涂料。

5、采用先进的炉型和工艺。

其中最有代表性的是水泥预分解窑、干法熄焦工艺、明焰裸烧方法以及低温快烧技术。

（四）工业窑炉的主要节能技术应用实例1、富氧燃烧技术。

以氧含量高于21%的富氧空气或纯氧代替空气作为助燃气体的一种高效强化燃烧技术，其降低了烟气生产量，燃烧产物中的NOx含量降低，采用富氧燃烧可提高融化质量，特别是在熔窑化料区由明显效果，可减轻对熔窑的烧损，节能降耗；2、蓄热式高温燃烧技术。

一种全新的燃烧技术，它将回收烟气余热与高效燃烧、降低NO排放等技术有机结合，实现了余热回收和降低NOx排放量的双重目的；3、余热发电技术。

一项很有价值和发展前景的节能技术，具有节能降耗和有利于保护环境的双重效果；4、高炉煤气余压发电技术。

主要包括煤气净化和透平发电两方面的关键工艺技术。

第三：保温保冷技术一、（一）我国保温保冷技术及保温材料使用现状：近年来我国保温技术水平已有很大提高，保温材料的品种不断增加，适应温度范围从-200—1000℃。

但品种规格系列不够齐全，应用技术与发达国家差距较大，整体保温节能效益较发达国家还有相当大的差距。

目前我国使用的保温材料主要有泡沫型保温材料、复合硅酸盐保温材料、硅酸钙绝热制品保温材料、纤维质保温材料等几大类型。

工业设备及管道的绝热主要采用岩棉、矿棉、玻璃棉、复合硅酸盐涂料、聚氨酯、泡沫玻璃、橡塑制品等。

高温工业窑炉的隔热保温，主要采用硅酸铝纤维、硅酸钙等材料。

（二）保温结构的基本要求：保温结构在保证热损失不超过标准热损失值的前提下，应有足够的机械强度，不仅要考虑管道或设备振动情况，还要避免保温结构所产生的应力传到管道或设备上。

结构简单，减少材料的消耗量，材料应尽可能就地取材、价格便宜。

要有良好的保护层，施工简便，扬尘率、损耗率小等，维护检修方便，外表应整齐美观。

二、（一）保温材料分类及使用范围：保温材料一般采用轻质、疏松、多孔的纤维状材料。

特点有不同的分类方法有三种：1、按成分不同保温材料可分为有机材料和无机材料。

2、按保温材料使用温度限度又可分为高温用、中温用和低温用保温材料。

3、按照施工方法不同，可分为湿抹式、填充式、绑扎式、包裹及缠绕式施工用保温材料。

热力设备及管道保温用的材料多为无机保温材料，低温保冷工程多用有机保温材料；高温用保温材料，主要用于各种工业炉耐火砖间的填充料以及其他场所；中温用保温材料是热力设备及管道常用的保温材料；低温用保温材料主要用于温度在100℃以下的保冷工程。

另外，保温材料还可以根据按体积密度分为轻质和超轻质材料。

（二）常用保温结构及使用范围七个方面：涂抹法保温，便于接岔施工和填灌孔洞，不适用于露天或潮湿地点；绑扎法保温，是广泛采用的保温结构型式；装配式保温，保温主层材料及外表保护层均由厂家供给定型制品，现场施工只需按规格就位，并加以固定；填充法保温，主要用于阀门法兰和膨胀节部位的可卸式保温结构等；粘贴法保温，特别适合耐火纤维毡等施工；喷涂结构保温，用专用设备将有机泡沫绝热材料或某些无机绝热材料喷射到绝热面，形成喷涂绝热结构；金属反射式保温，主要用于降低辐射与对流传热的保温结构，特别适合于震动和高温工况。

（三）典型保温材料及性能：1、硅酸铝质耐火纤维。

俗称陶瓷纤维，是以甲级高岭土为原料制成的保温材料。

陶瓷纤维可以根据实际需要加工成各种规格的纤维制品，广泛应用于各种工业炉窑、电加热炉、高温管道和设备上作为隔热、隔音和防酸材料。

我国硅酸铝质纤维产品大致有硅酸铝耐火纤维棉、硅酸铝耐火纤维毡、硅酸铝纤维毡、板、异形制品和硅酸铝纤维湿毡等四种。

工业锅炉、热处理炉等广泛采用陶瓷纤维作保温材料。

2、岩棉。

它的容量轻，导热系数较小，具有良好的保温、防火和吸声性能。

在管道保温中，保温性能比传统保温材料高1.5—2.5倍。

作窑炉衬时，导热系数低于耐火纤维。

用于建筑保温可节能40%。

市场价格便宜，只为普通硅酸铝耐火纤维的20%—25%。

但岩棉保温材料防水性能差，对人的皮肤有刺激，不适用于冷冻、空调管道和设备的保温。

3、离心玻璃棉。

是一种人造无机纤维。

这种材料保温性能良好，不燃烧，抗化学腐蚀性能较好，抗老化能力强，吸声性能好。

适用于各种管道、设备保温。

4、膨胀珍珠岩。

膨胀珍珠岩是一种高效能保温材料，导热系数低，耐高温，耐酸碱，生产简便。

5、硬质聚氨酯泡沫塑料。

硬质聚氨酯泡沫塑料的保温性能极好，工艺性极佳、强度高，适用于各种管道、储罐等设备的保温。

广泛用于冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等的绝热材料。

硬质聚氨酯泡沫塑料成型工艺比较简单，可预制或现场发泡。

但这种材料成本较高。

6、聚苯乙烯泡沫塑料（简称EPS）。

这种材料具有导热系数小、吸水率低、隔音性好、机械强度和耐冲击性能高等特点，而且尺寸精度高，结构均匀。

但这种材料不耐高温，故适用于70℃以下的管道、设备保温。

7、复合硅酸盐保温材料。

这种保温材料具有可塑性强、导热系数低、容量轻、粘接性强、防水、耐酸碱、不燃、施工方便、不污染环境等特点，是新型优质保温绝热材料。