供热设备与节能技术

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２.1.2 循环流化床（CFB）锅炉
• 概述 35t/h 、75t/h 、220t/h (20t/h流化床锅炉)
130t/h、 600t/h；主要用于供热和发电。 • CFB锅炉优势
低温燃烧，NOx低；可廉价脱硫；可燃烧无 烟煤。 • 存在问题： CFB锅炉热效率比煤粉炉低,大约80 - 88%； 部件磨损比较严重。
热平衡方程的百分比表示式： 100% = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 (%) （1-2）
对于固体燃料， 对于液体燃料， 对于气体燃料，
q2 和 q4高；
q2 高， q４很小，q6＝0 ；
q2 高，q4≈0， q6＝0 ;
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1.4. 2.锅炉热效率
(1)正平衡热效率：
η = q1 = Q1 / Qydw×100%
2.1.1 燃煤链条锅炉 • 存在问题：
因q2 和 q4高，热效率低，一般７０％； 污染严重。 • 措施: (燃烧无烟煤链条锅炉)
合理布置前后拱、及时着火、提高燃烬； 合理配风、控制过量空气系数、二次风； 一二次风预热；
采用节能炉排片。（已制定行业标准）
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措施: (以燃烧无烟煤链条锅炉为例)
1) 合理布置前后拱（中拱）为了及时着火、 提高燃烬率；降低q4 。 2) 一次风预热，并采用二次风加强混合， 降 3) 低合q理4 和配q风3 ；、控制过量空气系数；为了降 低 4) 排采烟用热省损煤失器q和2 。空气预热器，降低排烟温 度 5) ，用为节了能降炉低排q片2 。。（已制定行业标准）
上的贬值性（不可逆）是其最重 要两个特性。
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1.2传热学基本公式
• 传热三种形式：辐射、对流和传导
• 传热学基本公式：Q = KH∆t = KH(tg-td) • 传热系数(以炉膛水冷壁管传热为例)
K
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1 h b sg 1
1 h h b sg 2 sg
1
( kw / m 2 o c )
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• 热力学第二定律：(有多种表述) 热不可能自发地、不付代价地从低温
物体传到另一个高温物体。
• 第二定律涉及能量传递的方向和深度的 问题，是能量在质上的特性。所谓能的 质量是指能的品位或能的可用性。能量 在其传递或转换过程中，品质是逐渐降 低的，即能量贬值。
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• 热力学第一、二定律分别揭示了 能量在数量上的守恒性和在质量
（1-3）
(2)反平衡热效率：从式（1-2）可得
η==Q1 1-（/ Qqyd2w+×q1300+%q4 + q5 + q6 ） （1-4）
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2.供热设备及其节能技术
2.1 工业锅炉提高热效率的有效途径 2.2 热电联产和集中供热 2.3分布式能源利用系统
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2.1 工业锅炉提高热效率的有效途径
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CFB锅炉热效率偏低的主
要原因是飞灰含碳量高，大约
达15 - 25%；而且飞灰量大
（超过50%）。
Cf
a a 3.2 6A8 ar q ( 4 ＝ Cfh
hC zhz
C fhfh ) 10 Cfh
Q n.a etr 10 C h 0z10 C f0 h
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降低飞灰可燃物措施：
1) 设计时选择合适的流化气速，炉膛高度，保 证煤颗粒在炉内获得充足的停留时间；
1 h 1
1h h 2
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1.2 节能的基本分析方法— 热平衡法
热平衡法是建立在热力学第一定 律基础上的能量分析方法，主要考 察系统热量的平衡关系，揭示能在 数量上的转换和利用情况，从而确 定系统的能利用率或能效率（热效 率）。
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1.4 供热设备热平衡—以锅炉热平衡为例
1.4 .1固体燃料的热平衡方程式： Qydw =Q1 +Q2 +Q3 +Q4 +Q5 +Q6 (kJ/kg) (1-1)
如果本体设计有缺陷，排烟温度过高， 可根据燃烧器背压余量布置热管省煤器。
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对于气炉：大量水蒸气携带着可 观的汽化潜热离开锅炉。这部分热量 约占天然气低位发热量的14 % 。它等 于燃料高低位发热量之差。
尽可能多地通过锅炉受热面或特 殊换热器把排烟中的水蒸气凝结下来， 回收其热量，就能较大幅度地提高锅 炉热效率。
2) 保持床层和炉膛950℃以上的高温，以提高 飞
灰燃尽率; 3) 要正确设计燃料破碎系统,防止重复破碎， 减
少飞灰份额; 4) 选择个高效的分离器。 5) 优化返料器配风调节h ，防止料腿串风。 16
2.1.3 油、气锅炉
传统的油、气炉为三回程湿背炉。 对于油炉：由于先进的燃烧器和成熟的本
体设计，柴油燃尽率可控制到理想程度 (少99余%地以。上但)，重故油油还炉有提一高些燃余烧地效。率已没有多
供热设备与节能技术
俞建洪
集美大学
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1. 基本概念和基本原理 2. 供热设备及节能技术 3. 向管理要能效 4. 总结
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１. 基本概念和基本原理
１.１供热设备 １.２热力学第一、二定律和传热学基本
公式 １.３节能的基本分析方法—热平衡法 １.４热平衡法简介 １.５设备热平衡—以锅炉热平衡为例
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1.1 热力学第一定律和热力学第二定律
自然界基本定律：能量守恒与转换定律
• 热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热现 象上的应用，它揭示了能量在量上的特性。 其能量方程式： Q =∆U + Aw 上式表明：加给工质的热量一部分用于增 加工质的内能，余下的部分以作功方式传递给 外界。 其中热功当量源自文库 = 4.1868 kj/kgm
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重油燃烧技术 目的：提高雾化质量，降低q4和颗粒物排放
• 雾化技术: 转杯雾化和气泡雾化 • 降低黏度: 预热或掺适量轻油
• 掺水燃烧: 合理掺水率可降低q4和烟气黑度
( 见结构图 )
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转杯雾化技术
• 6500/min 高速旋转的转杯 ----离心力作用导致油膜越来越薄
• 高压(由高速旋转叶片升压至１000mm H量2的O 1以0%上)，把风薄速油达膜1粉00碎m至/s)几的十一微次米风颗(风粒。
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气泡雾化喷嘴技术
气泡雾化喷嘴技术是用气泡作为雾化的动力，利用气泡
的产生、运动、变形直到出口爆破来产非常细小的液雾。
主要特点为:
（1）液雾颗粒粒度小(索太尔平均直径SMD≤40µm)，尺寸
分布均匀(尺寸分布指数N>2)；
（2）雾化效果基本不受燃油粘度大小的影响,粘度使用范围