第四章 工业企业热能利用

1、4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.1 企业能量平衡企业能量平衡能源的计量单位有实物量单位、标准燃料单位和能量能源的计量单位有实物量单位、标准燃料单位和能量单位。单位。标准油：标准油：将热值等于将热值等于41868kJ(10000kcal)的能源量，的能源量，叫叫1kg标准油。标准油。标准煤：标准煤：将热值等于将热值等于29308kJ(7000kcal)的能源量，叫的能源量，叫1kg标准煤。标准煤。能源的当量热值能源的当量热值dn：一个单位实物量能源，在理论上一个单位实物量能源，在理论上所含有的能量所含有的能量(kJ)。4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.1 企业能量平

2、衡企业能量平衡能源的等价热值能源的等价热值Dn：按生产一个单位实物量的二次：按生产一个单位实物量的二次能源，所需消耗的一次能源量数量能源，所需消耗的一次能源量数量(kJ)来进行统计。来进行统计。国标对综合能耗的定义：规定的耗能体系在一段时间国标对综合能耗的定义：规定的耗能体系在一段时间内实际消耗的各种能源实物量，按规定的计算方法和内实际消耗的各种能源实物量，按规定的计算方法和单位，分别折算为一次能源后的总和。单位，分别折算为一次能源后的总和。单位产值综合能耗：指企业在统计报告期内的企业综单位产值综合能耗：指企业在统计报告期内的企业综合能耗与统计期内创造的净产值总量的比值。合能耗与统计期内创造的

3、净产值总量的比值。产品单位产量综合能耗是企业在统计期内的企业综合产品单位产量综合能耗是企业在统计期内的企业综合能耗与期内生产的合格产品量的比值。能耗与期内生产的合格产品量的比值。4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.1 企业能量平衡企业能量平衡工序能耗：企业的某一生产环节在统计期内的综合能工序能耗：企业的某一生产环节在统计期内的综合能耗。耗。可比单位综合能耗：为了在同行业中进行能耗比较，可比单位综合能耗：为了在同行业中进行能耗比较，而按统一规定的方法计算出来的单位综合能耗。而按统一规定的方法计算出来的单位综合能耗。设备效率：指设备为达到特定目的，对供给能量有效设备效率：指设备为达到特

4、定目的，对供给能量有效利用程度在数量上的表示，它等于有效能量对供给能利用程度在数量上的表示，它等于有效能量对供给能量的比值。量的比值。能源利用率：企业或工序所消耗的总综合耗能量中，能源利用率：企业或工序所消耗的总综合耗能量中，其有效利用能量所占的比例。其有效利用能量所占的比例。4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.2 余能资源的回收利用途径余能资源的回收利用途径企业的能源利用率平均在企业的能源利用率平均在30%40%，由于消耗的能，由于消耗的能源以燃料为主，所以，余能中绝大部分是以热能的形源以燃料为主，所以，余能中绝大部分是以热能的形式存在，也有少数气体的压力能和一部分冷却水的剩式存

5、在，也有少数气体的压力能和一部分冷却水的剩余压头。余压头。衡量余热资源不仅要看它的数量，还要看它的质量。衡量余热资源不仅要看它的数量，还要看它的质量。余热资源：余热资源：排气余热；排气余热；高温产品和炉渣余热；高温产品和炉渣余热； 冷却介质余热；冷却介质余热； 化学反应余热；化学反应余热； 废气、废液、废料余热；废气、废液、废料余热；废汽、废水余热废汽、废水余热4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.2.2 余热利用的途径余热利用的途径不能为了回收而回收，在考虑回收方案前不能为了回收而回收，在考虑回收方案前首先要调查首先要调查装置本身的热效率是否还有提高的潜力。装置本身的热效率是否还有

6、提高的潜力。第二步应考虑余热能否返第二步应考虑余热能否返回到装置本身。回到装置本身。第三步是具体研究回收的第三步是具体研究回收的方案。方案。4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.2.2 余热利用的途径余热利用的途径余热回收的难易程度及其回收的价值，不仅与余热的余热回收的难易程度及其回收的价值，不仅与余热的温度水平有关，还要看余热量的大小，携带余热的物温度水平有关，还要看余热量的大小，携带余热的物质形态。质形态。余热利用总的原则：根据余热资源的数量和品味以及余热利用总的原则：根据余热资源的数量和品味以及用户的需求，尽量做到能级的匹配，在符合技术经济用户的需求，尽量做到能级的匹配，在符合

7、技术经济原则的条件下，选择适宜的系统和设备，使余热发挥原则的条件下，选择适宜的系统和设备，使余热发挥最大的效果。最大的效果。余热回收的原则：先易后难、效益大的优先。余热回收的原则：先易后难、效益大的优先。余热利用的途径：动力回收、直接利用和供热泵用。余热利用的途径：动力回收、直接利用和供热泵用。4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.3 气体余压能的回收气体余压能的回收钢铁企业向高压操作的钢铁企业向高压操作的优点优点：提高了炉内还原气的：提高了炉内还原气的利用率，降低炼铁焦比；利用率，降低炼铁焦比；缺点缺点：增加了高炉鼓风机的功率消耗；：增加了高炉鼓风机的功率消耗；应对措施应对措施：如

8、果回收高炉气的余压能，则可补偿一：如果回收高炉气的余压能，则可补偿一部分鼓风机所消耗的功。部分鼓风机所消耗的功。4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.3 气体余压能的回收气体余压能的回收21maxxxeew气体经过透平绝热膨胀时，具有的最大做功能力为气体经过透平绝热膨胀时，具有的最大做功能力为进出口进出口之差：之差：tthhssThhw2121021max)()(4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.3 气体余压能的回收气体余压能的回收kkptptppTcTTchhw11212121max1)()(kkptntTnppTchhhhw1121,21,211)()(kkppTT

9、112124 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.3 气体余压能的回收气体余压能的回收kkpnTnppTcVP1121,1透平功率：透平功率：4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.3 气体余压能的回收气体余压能的回收4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用000)()(HHhhBVttcVQyynyyyy4.4 工业炉烟气余热回收系统工业炉烟气余热回收系统工业炉烟气余热为：工业炉烟气余热为：工业炉烟气余热回收量：工业炉烟气余热回收量：yrybryyyrHHHQ )(bryyyyyrttcVQ)( 回收设备为空气预热器时，空气预热温度为：回收设备为空气预热器时，空气预热温度

10、为：kkbryyyykkcVttcVtt)(0 4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.4 工业炉烟气余热回收系统工业炉烟气余热回收系统)()(sssbryyyysttcttcVG )()(sqbryyyyhhttcVD 当回收余热用来产生热水时，产生的热水量：当回收余热用来产生热水时，产生的热水量：如果用余热锅炉回收烟气余热，则产生的蒸汽量如果用余热锅炉回收烟气余热，则产生的蒸汽量为：为：4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.4.2 余热回收系统余热回收系统4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.4.2 余热回收系统余热回收系统余热发电系统余热发电系统4 工业企业中

11、的热能利用工业企业中的热能利用4.4.3 预热器回收系统分析预热器回收系统分析1、预热器的燃料节约率、预热器的燃料节约率yynsyxdwtcVBQQQB00yyndwsyxtcVQQQB0yynsyxrdwtcBVQQQQB)(yynrdwsyxtcVQQQQB未设前未设前设预热器回收热量设预热器回收热量rQ4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.4.3 预热器回收系统分析预热器回收系统分析yynrdwrtcVQQQBBBB00%100%1000yynrdwrftcVQQQBBS燃料的节约量为：燃料的节约量为：燃料的节约率为：燃料的节约率为：与回收的热量、低位发热值、出口烟气温度及空与

12、回收的热量、低位发热值、出口烟气温度及空气系数有关。气系数有关。4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.4.3 预热器回收系统分析预热器回收系统分析rdwBQQBB)(0yyndwdwtcVQQ燃料转换率：预热器节约的燃料所能发出的热量燃料转换率：预热器节约的燃料所能发出的热量与回收的热量之比。与回收的热量之比。与低位发热值、出口烟气温度及空气系数有关。与低位发热值、出口烟气温度及空气系数有关。syxdwQQQB04 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.4.4 余热锅炉蒸汽利用系统分析余热锅炉蒸汽利用系统分析glxtQQ)/(hkggxtglgQQB123. 029300360

13、01gxtglQB36002930011)(3600sqglhhDQ)(kW余热锅炉代替供热锅炉可节约的标准煤为：余热锅炉代替供热锅炉可节约的标准煤为：4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.4.4 余热锅炉蒸汽利用系统分析余热锅炉蒸汽利用系统分析余热蒸汽经凝汽式汽轮机组做能发出的电力为：余热蒸汽经凝汽式汽轮机组做能发出的电力为：jdTntqhhDP,2)(3600ndndPPB123. 029300036002ndglglQPQB360029300224 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.4.4 余热锅炉蒸汽利用系统分析余热锅炉蒸汽利用系统分析余热蒸汽发电替代凝汽式发电机组

14、供电，供热是余热蒸汽发电替代凝汽式发电机组供电，供热是替代供热锅炉，它的标准煤节约量为：替代供热锅炉，它的标准煤节约量为：xtjdxtjdsbbqsqglQQPhhhhDhhDQ1)()(3600)(3600ndgndgQPQBBB1123. 0123. 0213jdxtndgglQB1136002930033燃料转换率：燃料转换率：4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.5 冷却介质回收系统冷却介质回收系统金属构件需要进行冷却金属构件需要进行冷却高温产品或中间产品需要冷却高温产品或中间产品需要冷却空气、惰性气体或有机物等冷却介质空气、惰性气体或有机物等冷却介质4 工业企业中的热能利用

15、工业企业中的热能利用4.5.1 汽化冷却系统汽化冷却系统优点：优点：节约冷却水，减少节约冷却水，减少水泵电力消耗；水泵电力消耗； 提高了冷却水的能提高了冷却水的能级和利用价值；级和利用价值； 延长了水冷构件的延长了水冷构件的寿命。寿命。自然循环原理自然循环原理4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用加热炉的汽化冷却系统加热炉的汽化冷却系统4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.5.1 汽化冷却系统汽化冷却系统套管式水封装置套管式水封装置水循环的平衡点水循环的平衡点4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.5.2 干熄焦余热回收装置干熄焦余热回收装置4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.5.3 热媒式余热回收系统热媒式余热回收系统4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.5.3 热媒式余热回收系统热媒式余热回收系统4.6 余热制冷系统余热制冷系统4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用4.7 热能贮存系统热能贮存系统4.7.1 热用户的热负荷热用户的热负荷4 工业企业中的热能利用工业企业中的热能利用蒸汽蓄热系统：蒸汽蓄热系统：蒸汽蓄热器的工作原理：蒸汽蓄热器的工作原理：蒸汽蓄热器的工作原理是在压力容器中储存水，将蒸汽蓄热器的工作原理是在压力容器中储存水，将蒸汽通入水中，使容器内水的温度和压