第3讲 工业节能技术

1、1第第3讲讲 工业节能技术工业节能技术2一、工业节能概述一、工业节能概述 工业是国民经济建设中的一个主要产业，涉及范围广；工业是国民经济建设中的一个主要产业，涉及范围广；工业产业中，有些是能源消耗大户，如钢铁工业、冶金工业；有些是能工业产业中，有些是能源消耗大户，如钢铁工业、冶金工业；有些是能源转换加工企业，如石油石化工业中的炼油企业、能源工业中的煤炭加源转换加工企业，如石油石化工业中的炼油企业、能源工业中的煤炭加工企业；工企业；工业企业不仅消耗一次能源，也消耗大量的二次能源；工业企业不仅消耗一次能源，也消耗大量的二次能源； 做好工业节能工作不仅涉及工业本行业的能源消耗，同时也为对交通节做好工

2、业节能工作不仅涉及工业本行业的能源消耗，同时也为对交通节能、建筑节能、农业节能以及民用节能带来影响。能、建筑节能、农业节能以及民用节能带来影响。 3 工业占工业占GDP约为约为44%（2006），总规模已居世界第四位，），总规模已居世界第四位，钢材、水泥、化肥等众多工业产品，生产规模和产量已连续钢材、水泥、化肥等众多工业产品，生产规模和产量已连续多年居世界第一位；多年居世界第一位； 工业节能涉及的内容和范围非常广泛，在工业生产过程中，工业节能涉及的内容和范围非常广泛，在工业生产过程中，能源的浪费和低效使用主要是由生产管理不善引起的管理性能源的浪费和低效使用主要是由生产管理不善引起的管理性浪费和

3、由技术因素导致能源使用不当引起的浪费浪费和由技术因素导致能源使用不当引起的浪费 ；工业所消耗的能量约占我国全部消耗能量的工业所消耗的能量约占我国全部消耗能量的70%左右，其中左右，其中煤炭消费量比重偏大。煤炭消费量比重偏大。 4二、工业节能技术分类二、工业节能技术分类 1、管理节能、管理节能 2、工艺节能、工艺节能 3、控制节能、控制节能 4、设备节能、设备节能 管理节能工作做得好坏又影响到工艺节能、管理节能工作做得好坏又影响到工艺节能、控制节能和设备节能的成效。一些工厂，控制节能和设备节能的成效。一些工厂，“浮浮财财”遍地，跑、冒、滴、漏严重，余热资源大遍地，跑、冒、滴、漏严重，余热资源大量

4、流失，只要通过加强节能管理工作便会收到量流失，只要通过加强节能管理工作便会收到立杆见影的显著效果。立杆见影的显著效果。 51、管理节能主要工作、管理节能主要工作 （1）有能源管理体系；）有能源管理体系； （2）有产品耗能定额；）有产品耗能定额； （3）有计量仪表，）有计量仪表， （4）有管理制度；）有管理制度； （5）有节能措施。）有节能措施。62、工艺节能、工艺节能 工艺节能是工业节能过程中难度大、投资大但也工艺节能是工业节能过程中难度大、投资大但也是节能效果显著的节能措施。由于工艺节能需要改变是节能效果显著的节能措施。由于工艺节能需要改变工艺操作过程，一般很难单独进行，常常需要控制节工艺操

5、作过程，一般很难单独进行，常常需要控制节能和设备节能配合起来。如原来采用煤为原料生产合能和设备节能配合起来。如原来采用煤为原料生产合成氨的工艺，改成用石脑油为原料生产合成氨的工艺，成氨的工艺，改成用石脑油为原料生产合成氨的工艺，就需要进行控制方案及设备的改造，工作量较大。就需要进行控制方案及设备的改造，工作量较大。73、控制节能注意问题、控制节能注意问题1、考虑每一台耗能设备的正常可靠运行；、考虑每一台耗能设备的正常可靠运行；2、考虑车间、工厂实现自动化的经济目的，特别是节约能耗、提、考虑车间、工厂实现自动化的经济目的，特别是节约能耗、提高产品产量、质量等；高产品产量、质量等；3、考虑车间、工

6、厂的能源（油、煤、气、水、风、电）进行集中、考虑车间、工厂的能源（油、煤、气、水、风、电）进行集中监测、管理、调度和控制等问题；监测、管理、调度和控制等问题；4、考虑各种耗能设备的性质和状态；、考虑各种耗能设备的性质和状态；5、考虑控制技术实现的可能性、可靠性及稳定性、考虑控制技术实现的可能性、可靠性及稳定性6、要考虑控制系统的总的发展趋势。、要考虑控制系统的总的发展趋势。84、设备节能、设备节能 设备节能相对与工艺节能和控制节能而言是较为容易实施的节能措施。设备节能相对与工艺节能和控制节能而言是较为容易实施的节能措施。 所谓设备节能就是耗能设备进行改造、替换、采用新材料新技术以所谓设备节能就

7、是耗能设备进行改造、替换、采用新材料新技术以及加强管理等各项措施耗能设备的能源消耗降低下来，如果是能量回收设及加强管理等各项措施耗能设备的能源消耗降低下来，如果是能量回收设备（如烟道废热），则使其回收能量增加。备（如烟道废热），则使其回收能量增加。 工业生产过程中主要的耗能设备有工业生产过程中主要的耗能设备有工业炉窑（熔铸炉、加热炉、热工业炉窑（熔铸炉、加热炉、热处理炉、烘干炉）、工业锅炉、热交换设备处理炉、烘干炉）、工业锅炉、热交换设备 。9三、主要节能工作三、主要节能工作1、深入加强节能管理工作。深入加强节能管理工作。（减少浪费）（减少浪费）2、保证新建、改扩建项目能耗水平接近或达到国际先

8、进水平。、保证新建、改扩建项目能耗水平接近或达到国际先进水平。（降低能耗）（降低能耗） 3、强优化资源配置，提高化工厂根据市场需求优化生产的能、强优化资源配置，提高化工厂根据市场需求优化生产的能力。力。（工厂位置选择）（工厂位置选择）4、对小型化工企业进行规模调整。、对小型化工企业进行规模调整。（扩大规模（扩大规模） 5、总体优化和系统优化用能。、总体优化和系统优化用能。（全局优化，可持续发展）（全局优化，可持续发展） 10四、锅炉节能技术四、锅炉节能技术图图3-1 某链条炉结构示意图某链条炉结构示意图113-2-1火床锅炉火床锅炉 3-2-2火室锅炉火室锅炉 3-2-3 流化床锅炉流化床锅炉

9、 3-2-4旋风锅炉旋风锅炉图图3-2 锅炉四种燃烧形式示意图锅炉四种燃烧形式示意图1213锅炉定义锅炉定义 锅炉是能源转换设备，它将煤、油、气等一次锅炉是能源转换设备，它将煤、油、气等一次能源转换成蒸汽、热水等载热体的二次能源。锅炉能源转换成蒸汽、热水等载热体的二次能源。锅炉主要有两大部分组成，主要有两大部分组成，第一部分是第一部分是“锅锅”，包括气，包括气包、各种受热面（辐射和对流）、省煤器、空气预包、各种受热面（辐射和对流）、省煤器、空气预热器、集箱、下降管、汽水分离装置、温度调节装热器、集箱、下降管、汽水分离装置、温度调节装置等部件构成的封闭系统；置等部件构成的封闭系统；第二部分是第二

10、部分是“炉炉”，是，是指构成燃料燃烧场所的各个部件，包括炉膛、装料指构成燃料燃烧场所的各个部件，包括炉膛、装料斗、渣斗、燃料输送装置、分配送风装置、炉排等斗、渣斗、燃料输送装置、分配送风装置、炉排等组成。组成。 14锅炉的节能技术锅炉的节能技术1 1、强化燃烧，减少不完全燃烧损失、强化燃烧，减少不完全燃烧损失 有足够的空气，并能同燃料充分接触有足够的空气，并能同燃料充分接触 炉膛有足够的高温使燃料着火炉膛有足够的高温使燃料着火 燃料在炉内停留时间内应完全完全燃尽燃料在炉内停留时间内应完全完全燃尽2 2、减少排烟损失、减少排烟损失控制适当的空气过剩系数，强化对流传热控制适当的空气过剩系数，强化对

11、流传热对那些没有设置省煤器或空气预热器的锅炉可考对那些没有设置省煤器或空气预热器的锅炉可考虑进行改造，增设省煤器或空气预热器虑进行改造，增设省煤器或空气预热器如不方便增设，可考虑利用余热热管热器回收排如不方便增设，可考虑利用余热热管热器回收排烟气体的热量，但需作全面的经济核算，以判断烟气体的热量，但需作全面的经济核算，以判断究竟采用哪种节能措施效果最佳。究竟采用哪种节能措施效果最佳。15新设备新工艺具体技术：新设备新工艺具体技术：（1 1）采用换热器或热管回收锅炉烟道余热）采用换热器或热管回收锅炉烟道余热（锅炉热（锅炉热 效率提高效率提高3.1%3.1% ）（2 2）采用蒸汽蓄热器，保证锅炉在

12、最佳工况下运行）采用蒸汽蓄热器，保证锅炉在最佳工况下运行 （可比设置前节能（可比设置前节能5-15%5-15% ） （3 3）设置冷凝水回收装置，减少锅炉一次供水量）设置冷凝水回收装置，减少锅炉一次供水量 （节能效果可达（节能效果可达25%25%以上）以上） （4 4）采用真空除氧器，可克服热力除氧器在除氧过）采用真空除氧器，可克服热力除氧器在除氧过 程中的能量消耗程中的能量消耗 （5 5）采用新型节能保温材料，减少炉壁、管道的热）采用新型节能保温材料，减少炉壁、管道的热 量损失量损失（6 6）采用添加剂及磁化节能技术）采用添加剂及磁化节能技术。16五、炉窑节能技术五、炉窑节能技术1、定义：、

13、定义： 工业炉窑是我国消耗能源较大的一类耗能设工业炉窑是我国消耗能源较大的一类耗能设备。它将能源转换过程和能量利用过程结合在一备。它将能源转换过程和能量利用过程结合在一起，使能源转换设备和用热设备会为一体，省掉起，使能源转换设备和用热设备会为一体，省掉了中间的热能传输环节。了中间的热能传输环节。 工业炉窑的功能，是为达到某些工艺目的。工业炉窑的功能，是为达到某些工艺目的。有的为了改变固体或液体材料的地质、形地，有有的为了改变固体或液体材料的地质、形地，有的为了取得新材料或新材料制品而设置的直接使的为了取得新材料或新材料制品而设置的直接使用电能或燃料的加热装置，它在冶金、机械、建用电能或燃料的加

14、热装置，它在冶金、机械、建材、轻工、化工等部门得到广泛应用。材、轻工、化工等部门得到广泛应用。 17特点：特点： 一般而言，窑炉的工作温度比锅炉要高，一般而言，窑炉的工作温度比锅炉要高，故在窑炉带出的热量中，故在窑炉带出的热量中，被加工物料被加工物料-产品一产品一般占到般占到40%左右左右，烟气占到，烟气占到30%左右，窑体左右，窑体占到占到15%左右，反应热占到左右，反应热占到15%左右。左右。 烟气热能利用窑体绝热保温工作是关键烟气热能利用窑体绝热保温工作是关键 18节能技术节能技术v（一）正确选用燃烧装置，减少物力和化学不完全燃烧损失（一）正确选用燃烧装置，减少物力和化学不完全燃烧损失（

15、1 1）烧嘴的合理选用和使用）烧嘴的合理选用和使用（2 2）推广使用平焰、双火焰、高速、可调焰等新型烧嘴，可节能）推广使用平焰、双火焰、高速、可调焰等新型烧嘴，可节能510%510%；（3 3）固体燃料要采用机械化加煤和煤粉燃烧。）固体燃料要采用机械化加煤和煤粉燃烧。（二）烟气余热的回收利用，减少烟气热损失（二）烟气余热的回收利用，减少烟气热损失（1 1）利用烟气预热助燃空气，可获）利用烟气预热助燃空气，可获1525%1525%节能率；节能率；（2 2）选用合适的烟道换热器；）选用合适的烟道换热器；（3 3）提高换热器的使用效果；）提高换热器的使用效果；（4 4）根据余热情况安装余热锅炉；）根

16、据余热情况安装余热锅炉；（5 5）降低烟气离开炉膛温度。）降低烟气离开炉膛温度。（三）加强炉体绝热，减少炉体蓄散热损失（三）加强炉体绝热，减少炉体蓄散热损失（1 1）将炉膛改造为由耐火砖或轻质耐火砖加耐火纤维和保温材料的复合结构；）将炉膛改造为由耐火砖或轻质耐火砖加耐火纤维和保温材料的复合结构；（2 2）采用复合浇注料吊挂炉顶，减少炉顶散热；）采用复合浇注料吊挂炉顶，减少炉顶散热；（3 3）在中温间断式炉上采用全耐火纤维炉衬。）在中温间断式炉上采用全耐火纤维炉衬。（四）提高炉子的密封性，减少逸气热损失（四）提高炉子的密封性，减少逸气热损失（1 1）减少开孔与安装炉门；）减少开孔与安装炉门；（2

17、 2）采用浇注料炉衬结构外加炉墙钢板。）采用浇注料炉衬结构外加炉墙钢板。（五）合理安排水冷件，减少水冷件热损失（五）合理安排水冷件，减少水冷件热损失（1 1）少用或不用水冷构件，减少热损失；）少用或不用水冷构件，减少热损失；（2 2）对必须设置的炉内水冷构件进行绝热包扎；）对必须设置的炉内水冷构件进行绝热包扎；（3 3）采用汽化冷却来回收水冷热损失，不仅可得到中压蒸汽，还可节约水源。）采用汽化冷却来回收水冷热损失，不仅可得到中压蒸汽，还可节约水源。v（4 4）采用热泵技术回收低温冷却水的余热，有明显节能效果）采用热泵技术回收低温冷却水的余热，有明显节能效果19六、换热器节能技术六、换热器节能技

18、术 换热设备是将能量从换热设备是将能量从A物流转移到物流转移到B物流物流的设备，高效换热设备的关键是提高传热的设备，高效换热设备的关键是提高传热系数，选择合适的高效换热设备。系数，选择合适的高效换热设备。 20各种换热设备示意图夹套式换热器及其配件蛇管示意图夹套式换热器及其配件蛇管示意图 1-容器；容器；2-夹套夹套2122 喷淋式换热器喷淋式换热器1-弯管；弯管；2-循环泵；循环泵； 3-控制阀控制阀 套管式换热器套管式换热器各种换热设备示意图23各种换热设备示意图 固定管板式换热器及其折流板固定管板式换热器及其折流板24各种换热设备示意图25各种换热设备示意图26各种换热设备示意图27各种

19、换热设备示意图28平板式换热器平板式换热器29七、泵和风机节能技术七、泵和风机节能技术 泵和风机是输送物料的一种动力机械，其中泵泵和风机是输送物料的一种动力机械，其中泵用来输送液体物料，风机用来输送气体物料。用来输送液体物料，风机用来输送气体物料。 由于泵和风机所占的用电量在全国发电量中的由于泵和风机所占的用电量在全国发电量中的比例大，并且其消耗的能源电能属于最高品位的能比例大，并且其消耗的能源电能属于最高品位的能源，因此，对泵和风机的节能工作显得十分必要源，因此，对泵和风机的节能工作显得十分必要 。305661-叶轮叶轮 2-压水室压水室 3-吸入室吸入室 4-扩散管扩散管 5-泵轴泵轴 6-泵壳泵壳 图图3-13 离心泵工作结构简图离心泵工作结构简图31123451-泵缸泵缸 2-活塞活塞 3-活塞杆活塞杆 4-吸入阀吸入阀 5-排出阀排出阀 图图3-14 往复泵工作结构简图往复泵工作结构简图3233节能技术节能技术（