供热设备及其节能技术++

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1、供热设备与节能技术俞建洪集美大学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w=4

2、.1868kj/kgm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。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上的贬值性（不可逆）是其最重要两个特性。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)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

3、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）。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)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，　q2和q4高；对于液体燃料，q2高，q４很小，q6＝0；对于气体燃料，q2高，q4≈0，q6＝0;1.4.2.锅炉热效率(1)正平衡热效率：η=q1=Q1/Qydw×100%

4、（1-3）(2)反平衡热效率：从式（1-2）可得η=Q1/Qydw×100%=1-（q2+q3+q4+q5+q6）（1-4）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2.1工业锅炉提高热效率的有效途径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）措施:(以燃烧无烟煤链条锅炉为例)1)合理布置前后拱（中

5、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，降低q4和q3；3)合理配风、控制过量空气系数；为了降低排烟热损失q2。4)采用省煤器和空气预热器，降低排烟温度，为了降低q2。　5)用节能炉排片。（已制定行业标准）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。CFB锅炉热效

6、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%）。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；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，防止料腿串风。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(99%以上)，故油炉提高燃烧效率已没有多少余地。但重油还有一些余地。如果本体

7、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。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。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)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

8、至１000mm　H2O以上，风速达100m/s)的一次风(风量的10%)把薄油膜粉碎至几十微米颗粒。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