典型有效用能技術(shù)分析

能量有效利用典型有效用能技術(shù)分析精選ppt內(nèi)容簡要本章結(jié)合目前常用的有效用能技術(shù)的開展和應(yīng)用情況，系統(tǒng)全面的介紹了遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)、微波與超聲波加熱技術(shù)、隔熱保溫與蓄能技術(shù)、高效低污染燃燒技術(shù)、余熱利用技術(shù)和磁場節(jié)能技術(shù)。并對上述有效用能技術(shù)的工作原理、工作過程及有效用能環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

一、遠(yuǎn)紅外輻射加熱原理物質(zhì)具有不停地向外發(fā)射各種波長電磁波的特性。波長在0.76～1000μm范圍內(nèi)的電磁波稱為紅外線。紅外線具有熱效應(yīng)，即當(dāng)物體吸收了外來的紅外線時，要促使物體內(nèi)部微觀粒子加速運(yùn)動，特別是要加速分子的振動與轉(zhuǎn)動，增加了物體的內(nèi)能〔熱能〕。也就是把外來的紅外輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使物體的溫度升高。實(shí)用上把紅外線按波長范圍分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外與極遠(yuǎn)紅外等區(qū)。各區(qū)的波長范圍對不同的學(xué)科也不相同。精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件輻射器件主要由熱源、基體與涂料三局部組成。熱源用于對輻射器加熱升溫，到達(dá)要求的輻射溫度。它可以是電能；氣體、液體與固體燃料燃燒產(chǎn)生的燃?xì)饧八魵??；w是輻射器的機(jī)體。有金屬(如鋼板、鋼管、鋁管等)和非金屬(如搪瓷、陶瓷、碳化硅管板等)兩種。涂料是用以增強(qiáng)輻射器輻射能力的物質(zhì)，噴涂在輻射器基體外表上。因?yàn)槲矬w的輻射能力取決于物體的本性，其外表狀況、溫度與輻射波長。根據(jù)斯蒂芬-波爾茲曼定律與克希荷夫定律，物體的輻射力為：精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件(一)輻射器件的類型輻射器件按供熱方式分，有直熱式與旁熱式。直熱式只能由電熱元件加熱。它既是發(fā)熱元件，又是輻射元件。如電阻帶式輻射器(圖3-1)。它結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、升溫快，多用于需迅速加熱的裝置中。旁熱式需由外部供給熱能使輻射器升溫。它體積大、升溫時間長，但其生產(chǎn)工藝較成熟，又能利用多種能源，做成各種形狀的輻射器，且壽命長，故獲得廣泛應(yīng)用。如圖3-5為煤氣加熱的輻射器。輻射器件按結(jié)構(gòu)形狀分，有板狀、管狀和燈狀。精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件(一)輻射器件的類型目前常用的遠(yuǎn)紅外輻射器有：

1．碳化硅遠(yuǎn)紅外輻射器

一般由60％~70％的SiC，加適量粘土燒結(jié)而成，具有良好的遠(yuǎn)紅外輻射性能?？芍瞥砂鍫睢⒐軤畹呐詿崾?，又可制成直熱式電熱碳化硅棒。如圖3-2為碳化硅輻射板。其槽內(nèi)安放電阻線。圖3-1合金電阻帶式輻射器圖3-2碳化硅輻射板精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件(一)輻射器件的類型2．氧化鎂管遠(yuǎn)紅外輻射器如圖3-3所示。電熱絲置于金屬管內(nèi)部，空隙由良好導(dǎo)熱性和絕緣性的氧化鎂粉末填充。管兩端有絕緣瓷件與接線柱將電線引出。金屬管外表噴涂遠(yuǎn)紅外涂料。這種器件機(jī)械強(qiáng)度高，平安可靠，輕便耐用，密封性好，宜于作硝石、油、水、酸、堿等生產(chǎn)中的加熱系統(tǒng)。如金屬管用石英玻璃代替，就無須噴涂遠(yuǎn)紅外涂料，即成為乳白石英輻射器。圖3-3氧化鎂遠(yuǎn)紅外輻射管精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件(一)輻射器件的類型3．搪瓷遠(yuǎn)紅外輻射器其遠(yuǎn)紅外涂層在1000℃左右高溫下燒結(jié)在金屬基材外表。具有涂層不易脫落、耐腐蝕與良好抗震等性能。外表還可定期用水沖洗。可作成管狀、板狀。工作溫度在400℃左右。宜用于食品、藥品的加熱枯燥，如圖3-4。圖3-4板狀搪瓷遠(yuǎn)紅外輻射器精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件(一)輻射器件的類型4．多孔遠(yuǎn)紅外陶瓷輻射器多孔陶瓷由多種金屬氧化物在1000℃以上高溫下燒結(jié)成型。具有外表輻射率高、底里面輻射率低、導(dǎo)熱系數(shù)小、比重小、耐急熱急冷等性能。可制成板狀、管狀，多孔陶瓷板如圖3-5所示，置于煤氣爐上可成為旁熱式煤氣遠(yuǎn)紅外輻射加熱器。圖3-5煤氣遠(yuǎn)紅外輻射加熱器精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件(一)輻射器件的類型5．燈型遠(yuǎn)紅外輻射器由反射罩、輻射體及燈頭組成(圖3-6)。輻射體發(fā)射的遠(yuǎn)紅外線經(jīng)反射罩會聚平行射出，因此，在輻照范圍內(nèi)能量分布沒有方向引起的差異，且照射距離的能量衰減低于逆二次方定律值。圖3-6燈型遠(yuǎn)紅外輻射器精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件(一)輻射器件的類型6.合金電阻帶式遠(yuǎn)紅外輻射器它以鎳鉻合金電阻帶為發(fā)熱體，其外表涂噴高輻射率的遠(yuǎn)紅外涂料而成。如圖3-7所示．采用光清度高的拋物面反射罩，可使熱效率提高。它在2.5～15μm范圍內(nèi)的輻射率在0.7以上。圖3-7高硅氧燈輻射器示意圖圖3-8集成式管狀電阻膜輻射器精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件(一)輻射器件的類型7.集成電阻膜式遠(yuǎn)紅外輻射器一種直熱式器件。它是利用多種氧化物半導(dǎo)體材料混合噴熔在鋁質(zhì)基材上的陶瓷管或板塊，作為發(fā)熱層，其外表再噴熔遠(yuǎn)紅外涂料，從兩端引出電極。具有升溫快、重量輕、熱效率高等特點(diǎn)。如圖3-8所示。圖3-7高硅氧燈輻射器示意圖圖3-8集成式管狀電阻膜輻射器精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件〔二〕遠(yuǎn)紅外輻射涂料遠(yuǎn)紅外涂料是一種在遠(yuǎn)紅外波長范圍內(nèi)，具有很高輻射率的材料，由各種金屬氧化物，或碳化物、氮化物、硼化物與粘結(jié)劑按一定比例組成，噴涂或燒結(jié)在輻射器外表上，用以發(fā)射高輻射強(qiáng)度的遠(yuǎn)紅外線，去加熱枯燥工件或物料。1.遠(yuǎn)紅外輻射涂料的種類〔1〕鋯鈦系涂料：〔2〕黑色鋯系涂料：〔3〕鐵系涂料：〔4〕碳化硅系涂料：〔5〕稀土系涂料：〔6〕高硅分子篩系涂料：〔7〕鎳鈷系涂料：精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件〔二〕遠(yuǎn)紅外輻射涂料2.涂料的選擇原那么〔1〕在遠(yuǎn)紅外輻射加熱枯燥常用溫度400～600℃范圍內(nèi)，應(yīng)有較高的全輻射率；在要求的遠(yuǎn)紅外波長區(qū)應(yīng)有盡量高的單色輻射率?！?〕由被加熱物質(zhì)的性質(zhì)及其吸收光譜選擇涂料：〔3〕有近似于基體材料的熱膨脹系數(shù)。同時，有較好的冷熱循環(huán)性與抗老化性?！?〕材料來源廣、價廉、制備工藝簡單。精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件〔二〕遠(yuǎn)紅外輻射涂料3．粘結(jié)劑粘結(jié)劑是遠(yuǎn)紅外輻射涂料與輻射基體牢固結(jié)合的媒介。不同類型的輻射器或不同工藝加工的輻射器使用的粘結(jié)劑也不同。如黑色鋯系陶瓷輻射元件的粘結(jié)劑為礬土、粘土等；碳化硅元件基體用粘土，而涂層多用水玻璃，搪瓷元件的粘結(jié)劑為搪瓷釉料，高溫輻射器采用雙氫磷酸鋁或高溫油料。作為粘結(jié)劑的材料應(yīng)具有附著性強(qiáng)、抗熱冷沖擊性和化學(xué)穩(wěn)定性好、不影響涂料的輻射性能、制作工藝簡單、價格廉價等性能。精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件〔二〕遠(yuǎn)紅外輻射涂料4．涂覆工藝〔1〕基體處理：〔2〕涂料涂覆①冷涂法：②高溫熔射法：③涂層燒結(jié)法：精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件〔三〕電熱元件電熱元件作為遠(yuǎn)紅外輻射器件的熱源，通過電阻絲(帶)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使輻射器外表升溫到要求的工作溫度，從而發(fā)射遠(yuǎn)紅外線。使用中要保證電阻絲長期穩(wěn)定工作，主要是合理選擇電阻絲的外表功率(熱負(fù)荷)。通常電阻絲的許用功率為1～2W/cm2；電阻帶為1.5～2.5W/cm2。工作溫度高、元件封閉者，熱負(fù)荷應(yīng)選得小些。精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

二、遠(yuǎn)紅外輻射器件〔三〕電熱元件

選擇熱負(fù)荷及某種材料的電阻元件后，可由下式算得電阻絲的直徑。精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

三、遠(yuǎn)紅外輻射加熱爐

遠(yuǎn)紅外輻射加熱爐一般由爐體、爐壁、隔熱保溫襯墊、遠(yuǎn)紅外輻射器、電氣及溫、濕度控制系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等組成。工件可移動的通過式爐還有傳動裝置。采用非電的其他熱源還有燃燒裝置。加熱爐的具體結(jié)構(gòu)可參閱有關(guān)資料?！惨弧臣訜釥t的功率確定加熱爐的功率指遠(yuǎn)紅外輻射器熱源的功率。它主要決定于加熱爐的熱負(fù)荷Q與熱效率。因此，加熱爐功率為

爐的熱負(fù)荷在穩(wěn)定狀態(tài)下，主要包括加熱工件或物料所需熱量Q1，加熱物中蒸或揮發(fā)物升溫?zé)崃颗c汽化潛熱Q2，而各種散熱損失Q3包括輔具、爐壁、爐門等散熱量及爐內(nèi)介質(zhì)帶走的熱量，都可在熱效率中考慮。精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

〔二〕遠(yuǎn)紅外輻射器的合理選用1．遠(yuǎn)紅外輻射器的選擇2．確定輻射器的最正確工作溫度

圖3-9

輻射器的布置精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

T(℃)T(K)E(W/cm2)Q對流/Q輻射3005730.61125.1860.674006731.16324.3850.505007732.01443.7820.386008733.29343.3770.297009735.08203.0710.2380010737.51592.76607342.5600.151000127314.8902.3540.123．輻射器在爐內(nèi)的布置精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

〔三〕遠(yuǎn)紅外加熱爐設(shè)計(jì)的內(nèi)容與步驟設(shè)計(jì)一臺遠(yuǎn)紅外加熱爐要進(jìn)行熱工、機(jī)械、電氣、流體力學(xué)及經(jīng)濟(jì)等多方面的設(shè)計(jì)計(jì)算，并畫出設(shè)計(jì)圖，寫出設(shè)計(jì)說明書。其內(nèi)容與步驟為：1.了解與掌握設(shè)計(jì)的原始資料與數(shù)據(jù)2．根據(jù)受熱物的性質(zhì)、產(chǎn)量確定爐型，采用固定式，還是通過式加熱爐。3．確定受熱物的工藝布置與輸送方式，與受熱物同時入爐的輸送設(shè)備型式、重量及傳送速度等。4．確定爐子的尺寸、爐壁結(jié)構(gòu)和保溫層材料與厚度。5．計(jì)算加熱爐功率6．遠(yuǎn)紅外輻射加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括選定輻射器的型式，熱源及涂料，確定最正確輻射溫度，輻射器的個數(shù)，組數(shù)及布置。7．其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)可有溫度、濕度控制及電氣系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)，受熱物輸送系統(tǒng)等。8．根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算繪制加熱爐結(jié)構(gòu)圖、施工圖，寫出設(shè)計(jì)說明書。精選ppt第一節(jié)遠(yuǎn)紅外輻射加熱技術(shù)

〔四〕遠(yuǎn)紅外輻射加熱爐設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)一遠(yuǎn)紅外面包烘烤爐。連續(xù)生產(chǎn)，每小時烘烤450kg面包(以面粉計(jì)算)。1．參數(shù)確定和物料分析2．物料量計(jì)算3．爐體長度計(jì)算4．熱量及功率計(jì)算5.實(shí)際應(yīng)用的一些考慮精選ppt第二節(jié)微波與超聲波加熱技術(shù)

一、微波與超聲波加熱原理〔一〕微波加熱原理1．微波的定義微波是一種高頻率的電磁波，其頻率范圍約在3×102～3×105MHz(相應(yīng)的波長為100～0.1cm)，即在300MHz至300GHz之間。2.微波加熱原理

如果外電場是交變的，那么有極分子的轉(zhuǎn)向也要隨電場的變化而不斷改變方向。在這個過程中，由于分子間的相互碰撞，將使電能轉(zhuǎn)化為分子的動能，然后再轉(zhuǎn)化為熱能，使物體的溫度升高。精選ppt第二節(jié)微波與超聲波加熱技術(shù)

〔二〕超聲波加熱原理1.超聲波的定義

2.超聲波加熱的根本原理(1〕共振：即超聲波是被加熱物質(zhì)中分子的共振，根據(jù)分子動理論，物質(zhì)是由大量的分子組成的，而分子是處于永不停息的運(yùn)動之中，當(dāng)然這個運(yùn)動是振動形式的了。〔2〕熱力學(xué)原理：溫度的本質(zhì)就是衡量物質(zhì)內(nèi)的大量分子的無規(guī)那么運(yùn)動的劇烈程度的物理量，只是在外表現(xiàn)象上顯現(xiàn)為冷熱程度。當(dāng)然分子運(yùn)動越劇烈溫度越高。精選ppt第二節(jié)微波與超聲波加熱技術(shù)

二、微波與超聲波加熱器件(一)微波加熱器件微波加熱源主要有兩種：一種是連續(xù)波磁控管，特點(diǎn)是中等功率〔幾十瓦到幾千瓦〕，效率高〔約50%～80%〕，場結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量較輕、壽命較長、價格低；另一種是多腔速調(diào)管，其特點(diǎn)是大功率〔幾千瓦到兆瓦級〕、壽命長〔10000h以上〕、中等效率〔40%～60%〕，但需要高壓電源〔數(shù)萬伏到數(shù)十萬伏〕，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、重量重、價格貴等。如圖3-10所示為微波加熱設(shè)備的方框圖。它主要由直流電源、微波發(fā)生器、連接波導(dǎo)、加熱器及冷卻系統(tǒng)等幾局部構(gòu)成。精選ppt第二節(jié)微波與超聲波加熱技術(shù)

微波加熱器主要有以下四大類：1.

微波爐

微波爐的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-11所示，主要由電源、磁控管、波導(dǎo)、諧振腔、模擾動器等構(gòu)成。2.

行波場波導(dǎo)加熱器圖3-12所示為一平板波導(dǎo)加熱器示意圖精選ppt第二節(jié)微波與超聲波加熱技術(shù)

3.慢波型微波加熱器圖3-13所示為梯形加熱器示意圖，它是在脊形波導(dǎo)的寬邊上周期性地開了許多與波導(dǎo)軸正交的槽，由于梯形加熱器中微波場集中在槽附近傳播，所以在槽的位置上可以獲得很強(qiáng)的電場。4.輻射型微波加熱器在農(nóng)產(chǎn)品加工、醫(yī)藥用微波加熱器以及對礦石、水泥進(jìn)行破壞或加工時，可以用輻射型加熱器。將微波能量輻射到被加熱的物料外表，然后再穿透到物料內(nèi)部去。圖3-14所示的喇叭式輻射加熱器是其中的一種。精選ppt第二節(jié)微波與超聲波加熱技術(shù)

〔二〕超聲波加熱器件1.超聲波燃燒器2.超聲波傳感器3.超聲波測距系統(tǒng)圖3-15超聲波傳感器系統(tǒng)的構(gòu)成精選ppt第二節(jié)微波與超聲波加熱技術(shù)

〔一〕微波的應(yīng)用微波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用〔1〕微波診斷：〔2〕微波在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用：〔3〕利用微波傳輸太陽能三、微波與超聲波的應(yīng)用精選ppt第二節(jié)微波與超聲波加熱技術(shù)

〔二〕超聲波的應(yīng)用1.超聲波在軍事中的應(yīng)用2.超聲波在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用3.超聲波在生活及效勞業(yè)中的應(yīng)用4.超聲波在工業(yè)上的應(yīng)用三、微波與超聲波的應(yīng)用精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)

一、概述

在生產(chǎn)和生活實(shí)際中，對熱〔冷〕設(shè)備、熱管道及其附件、建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般都要進(jìn)行隔熱保溫。其目的：一是為減少熱或冷損失，提高熱能的利用效率，以節(jié)約能源；二是為保護(hù)在高溫或低溫下工作的材料和結(jié)構(gòu)，免遭損害；三是為保安、防火、環(huán)境保護(hù)及改善勞動條件等。隔熱保溫措施通常是使用絕熱材料與采用熱屏蔽。前者更為普遍。隔熱保溫措施可以是在短時間內(nèi)一次采用，這通常是屬于保護(hù)性的。如在火災(zāi)時保護(hù)建筑物的鋼筋免受高溫影響；又如人造衛(wèi)星重返大氣層時，使其免受高溫?zé)龤А６ǔＤ敲词情L期反復(fù)使用。精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)

〔一〕保溫材料及其應(yīng)用隔熱通常是通過在設(shè)備或管道外包上一層保溫材料(又稱熱絕緣材料或隔熱材料)來實(shí)現(xiàn)的。為了使保溫材料長期可靠的使用，在保溫層的外面還加了一層防護(hù)層。1.對保溫材料的要求2.對防護(hù)層的要求為了長期可靠，保溫層外面通常要加一層防護(hù)層，對防護(hù)層的要求如下：3.常用保溫材料的熱物理性質(zhì)表3-4給出了常用保溫材料及其制品的熱物理性質(zhì)。更詳細(xì)的資料可查閱有關(guān)的手冊。二、隔熱保溫技術(shù)精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)材料名稱密度(kg/m3)導(dǎo)熱系數(shù)(W/(m·K))適用溫度(℃)膨脹珍珠巖類：一級散料二級散料三級散料水泥珍珠巖板水玻璃珍珠巖板憎水珍珠巖制品

≤8080～150150～250250～400200～300200～300

≤0.0520.052～0.0640.064～0.0760.058～0.0870.056～0.0650.058

約200約800≤600≤650——普通玻璃棉類中級纖維淀粉粘結(jié)制品中級纖維酚醛樹脂制品玻璃棉瀝青黏結(jié)制品100～130120～150100～1700.040～0.0470.041～0.0470.041～0.058-35～300-35～350-20～250超細(xì)玻璃棉類：超細(xì)棉(原棉)超細(xì)棉無脂氈縫合墊無堿超細(xì)棉18～3060～8060～80

—≤0.035≤0.035-100～450-120～400-120～600石棉類：石棉繩石棉碳酸鎂管硅藻土石棉灰泡沫石棉590～730360～450280～38040～500.070～0.2090.064+0.00033t0.066+0.00015t0.038+0.00023t﹤500﹤300﹤900﹤500表3-4常用保溫材料及其制品的熱物理性質(zhì)注：t為保溫材料的平均溫度(℃〕。精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)〔二〕管道保溫計(jì)算管道保溫計(jì)算有兩個目的：一是計(jì)算所需保溫材料的厚度，二是計(jì)算單位長度管道的熱損失或核算保溫材料的外外表溫度。1.架空管道〔1〕根本公式：如圖3-16所示。假設(shè)管道各局部的分熱阻為Ri，那么通過每米長管道的徑向熱損失(不包括管道附件的熱損失)為圖3-16

管道保溫計(jì)算示意圖精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)〔2〕根本公式的簡化：為計(jì)算簡單起見，從工程應(yīng)用出發(fā)，常對根本公式進(jìn)行如下的簡化。一般保溫層外外表的溫度均不高，這時保溫層外外表的對流換熱系數(shù)a2和輻射換熱系數(shù)a3之和，即保溫層外外表的總換熱系數(shù)a，可以用下面的簡化公式進(jìn)行計(jì)算。對室內(nèi)管道有對室外管道有由此得簡化公式為：〔3-26〕〔3-27〕精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)

〔3〕容許熱損失確實(shí)定：為滿足工藝要求的容許熱損失，一般需要計(jì)算，對于其他情況，容許熱損失計(jì)算時可參考表3-5和表3-6。

管道熱介質(zhì)溫度（℃）

外徑6070100125150160200225250mm容許熱損失QL(W/m)2017.426.737.243.048.850.055.864.073.33231.434.944.251.258.262.869.877.987.24837.244.255.862.869.873.384.993.0101.25743.050.062.868.675.679.193.0102.3110.57653.561.669.884.991.995.4110.8119.8130.38960.569.886.194.2102.3105.8118.6129.1139.510868.881.498.9108.2116.3119.8133.7144.2154.7表3-5室內(nèi)保溫管道外表容許的熱損失(保溫外表和周圍空氣的溫差為20℃)精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)

管道熱介質(zhì)溫度(℃)

外徑5070100125150160200225250mm容許熱損失QL(W/m)2015.123.331.438.45.550.062.80.979.13217.426.736.144.253.557.072.180.289.64820.931.441.952.361.667.563.794.2104.75724.434.946.557.067.572.190.7101.2111.67629.140.752.364.076.881.4100.0112.8125.68932.644.258.269.882.687.2108.2119.8132.610836.150.064.077.989.695.4117.5131.4145.413340.755.869.886.198.9104.7129.1144.2158.215944.258.275.693.0109.3116.3139.6157.0172.119448.867.584.9102.3119.8125.6151.2169.8188.421953.569.890.7110.5127.9134.9162.8183.8203.527361.681.4101.2124.4145.4153.5186.1209.3230.332569.893.0116.3139.6162.8172.1209.3232.6255.937782.6108.2132.6157.0181.4191.9231.4255.9279.142695.4122.1148.9174.5207.0210.5253.5279.1302.4精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)

〔5〕經(jīng)濟(jì)厚度：保溫層的經(jīng)濟(jì)厚度就是圖3-16上的δ0，在這個厚度下，年總費(fèi)用最低。每年每米管道的投資、運(yùn)行和維修的總費(fèi)用C為：〔4〕保溫層厚度的計(jì)算方法：保溫層厚度的計(jì)算很復(fù)雜。要由式(3-21)～式(3-27)或簡化公式計(jì)算出保溫層的厚度，首先必須確定單位長度管道所容許的熱損失QL。在QL決定以后,還不能算出所需的保溫層的厚度δ，因?yàn)橛?jì)算中涉及保溫層外外表的溫度tw，而tw又與保溫層的厚度a有關(guān)。a越大，tw越小。故只能采用試算法。

C=bQ+P(c0V+cbF)(元/(m·h))〔6〕保溫管導(dǎo)熱損失的計(jì)算及核算壁溫：熱力管道包上保溫層后，由于δ，由式(3-26)或式(3-27)，很容易算出管道的熱損失和保溫層外外表的壁溫。精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)

2.無溝埋設(shè)的管道

對直接埋于土壤中的管道，在計(jì)算熱損失時，除了保溫層的熱阻外，還要考慮土壤的熱阻。根據(jù)傳熱學(xué)理論，土壤熱阻可用下式計(jì)算，即

〔3-30〕當(dāng)h/dx≥1.25時，式(3-30)可簡化為

此時無溝埋設(shè)的保溫管道的熱損失為

式中t0——土壤的平均溫度〔℃〕?！?-32〕〔3-31〕精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)

3.地溝中鋪設(shè)的管道地溝中鋪設(shè)的管道的總熱阻應(yīng)包括以下幾局部：保溫層的熱阻R3，保溫層外外表到地溝內(nèi)空氣的對流換熱熱阻R4，地溝內(nèi)空氣到地溝壁的對流換熱熱阻R7，地溝壁的導(dǎo)熱熱阻R8，土壤的熱阻Rt。其中R3、R4、R7、R8、Rt均可采用前述的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算地溝中鋪設(shè)的管道的熱損失可采用如下公式，即〔3-33〕〔3-34〕精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)

4.熱力管道保溫設(shè)計(jì)中的一些問題〔1〕保溫管道的附加熱損失：這里是指管道中的法蘭、閥門、接頭、分配器等所帶來的熱損失。這局部熱損失不易求得，一般按下面給出的值來估算。閥門：閥門熱損失的相當(dāng)長度可參見表3-7?！?〕保溫管道的敷設(shè)：在設(shè)計(jì)保溫管道時．應(yīng)根據(jù)具體情況選用適宜的敷設(shè)方式，并考慮不同敷設(shè)方式對保溫結(jié)構(gòu)的要求。表3-7閥門熱損失的相當(dāng)長度閥門情況管于內(nèi)徑(mm)管溫100℃管溫400℃熱損失的相當(dāng)長度(m)

室內(nèi)l/4裸露，3/4保溫1002.5550037.5室外l/4裸露．3/4保溫1004.5650068.5精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)

〔三〕熱屏蔽用導(dǎo)熱系數(shù)小的絕熱材料進(jìn)行隔熱保溫，主要是減少散熱損失。而熱屏蔽是設(shè)法消耗掉傳入的熱量，或利用反射率高與輻射率低的外表，將輻射熱反射回去，既可減少散熱損失，更主要是起保護(hù)作用，防止被保護(hù)材料或設(shè)備過分升溫。在被保護(hù)的材料與熱源之間加遮熱板、罩，可大量減少對被保護(hù)材料的傳熱。這是最常用的熱屏蔽方法。通過消耗傳來熱量的熱屏蔽，其耗熱方法有三類。一是作為顯熱消耗，二是作為相變(蒸發(fā)、升華、熔化)潛熱消耗；三是作為反響熱、離子化熱消耗。精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)

三、蓄能技術(shù)〔一〕常見的蓄熱方式蓄熱的方式主要有三種，即顯熱蓄熱、潛熱蓄熱和化學(xué)反響熱蓄熱。1.顯熱蓄熱當(dāng)對蓄熱介質(zhì)加熱時，其溫度升高，內(nèi)能增加，從而將熱能蓄存起來。顯熱式蓄熱原理十分簡單．實(shí)際使用也最普遍?！?〕蓄熱水箱：〔2〕石塊床蓄熱器：〔3〕液體固體組合式蓄熱設(shè)備：〔4〕中、高溫蓄熱介質(zhì)及大容量蓄熱技術(shù)：精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)三、蓄能技術(shù)〔一〕常見的蓄熱方式2.潛熱蓄熱物質(zhì)由固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)，由液態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài)，或由固態(tài)直接轉(zhuǎn)為氣態(tài)(升華)時，將吸收相變熱，進(jìn)行逆過程時，那么將釋放相變熱?！?〕低溫潛熱式蓄熱：表3-8適用于建筑物供暖及降溫用的有關(guān)相變蓄熱材料的熱物性〔2〕高溫應(yīng)用：表3-9假設(shè)干共熔材料的物性參數(shù)精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)三、蓄能技術(shù)〔一〕常見的蓄熱方式3.熱化學(xué)方法蓄熱化學(xué)反響儲能是利用可逆化學(xué)反響的反響熱來進(jìn)行儲能的，例如，正反響吸熱，熱被儲存起來，逆反響放熱，那么熱被釋放出來。這種方式的儲能密度雖然較大，但是技術(shù)復(fù)雜并且使用不便，目前僅在太陽能領(lǐng)域受到重視，離實(shí)際應(yīng)用尚較遠(yuǎn)?！?〕化學(xué)反響蓄熱：〔2〕濃度差蓄熱：〔3〕化學(xué)結(jié)構(gòu)變化蓄熱：精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)〔二〕蓄熱材料的性能要求及分類1.蓄熱材料的性能要求理想的蓄熱材料應(yīng)符合以下條件：〔1〕熱力學(xué)條件適宜的相變溫度：〔2〕化學(xué)條件：〔3〕經(jīng)濟(jì)性條件：2.蓄熱材料的分類圖3-17

蓄熱材料的分類示意圖精選ppt第三節(jié)隔熱保溫與蓄能技術(shù)〔三〕蓄熱技術(shù)的應(yīng)用蓄熱技術(shù)作為緩解人類能源危機(jī)的一個重要手段，主要有以下幾個方面的應(yīng)用。1.太陽能熱儲存太陽能蓄熱技術(shù)包括低溫和高溫兩種。2.工業(yè)熱能儲存目前工業(yè)熱能儲存采用再生式加熱爐和廢熱蓄能鍋爐等蓄能裝置。3.電力調(diào)峰及電熱余熱儲存4.交通及武器裝備等

5.在太空中的應(yīng)用6.其他方面的應(yīng)用精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

燃料燃燒是獲取熱能的最主要方式。燃料燃燒過程是一個很復(fù)雜的化學(xué)、物理過程。燃料燃燒必須具備三個條件：〔1〕必須有可能燃燒的可燃物(燃料)?！?〕必須有使可燃物著火的能量(或稱熱源)，即使可燃物的溫度到達(dá)燃點(diǎn)溫度以上。〔3〕必須供給足夠的氧氣或空氣(因?yàn)榭諝庵幸埠兄嫉难鯕?。一、燃燒概述精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

二、氣體燃料的燃燒技術(shù)氣體燃料便于儲存、運(yùn)輸，且燃燒方便，因此隨著天然氣的開發(fā)和煤的氣化，其應(yīng)用越來越廣。氣體燃料燃燒的效率主要取決于氣體燃燒器。對氣體燃燒器的根本要求是：〔1〕不完全燃燒損失小，燃燒效率高?！?〕燃燒速率高，燃燒強(qiáng)烈，燃燒熱負(fù)荷高?！?〕著火容易，火焰穩(wěn)定性好，既不回火，又不脫火。〔4〕燃燒產(chǎn)物中有害物質(zhì)少，對大氣污染小?！?〕操作方便，調(diào)節(jié)靈活，壽命長，能充分利用爐膛空間。精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

二、氣體燃料的燃燒技術(shù)常用的氣體燃燒器有擴(kuò)散式燃燒器、預(yù)混式燃燒器、局部預(yù)混式燃燒器。對這類擴(kuò)散式燃燒器，可燃?xì)怏w與助燃空氣不需預(yù)先混合，燃燒所需空氣由周圍環(huán)境或相應(yīng)管道供給、擴(kuò)散而來。圖3-18(a)、(b)所示為簡單的擴(kuò)散式燃燒器。a

b圖3-18簡單的擴(kuò)散式燃燒器a.最簡單的煤氣擴(kuò)散式燃燒器b.多排噴孔的煤氣擴(kuò)散式燃燒器精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

一、燃燒概述氣體燃料的燃燒效率通常都很高。在氣體燃料的燃燒技術(shù)中，應(yīng)將注意力放在以下幾個方面：1.正確選用燃燒器2.正確選擇燃燒器的參數(shù)3.提高火焰的穩(wěn)定性4.燃燒器的改進(jìn)和開發(fā)圖3-19

多噴口板式無焰燃燒器1.耐火磚燃燒道

2.分配室

3.分配錐

4.混合器

5.噴嘴

6.空氣調(diào)節(jié)閥精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

三、油的燃燒技術(shù)

油是最常用的液體燃料。由于油的沸點(diǎn)總是低于其著火溫度，因此油總是先蒸發(fā)成油蒸氣，再在蒸氣狀態(tài)下燃燒，其燃燒過程和氣體燃料燃燒幾乎完全相同。油的燃燒包含了油加熱蒸發(fā)、油蒸氣和助燃空氣的混合以及著火燃燒三個過程，其中油加熱蒸發(fā)是制約燃燒速率的關(guān)鍵。為了加速油的蒸發(fā)，擴(kuò)大油的蒸發(fā)面積是主要的方法，為此，油總是被霧化成細(xì)小油滴來燃燒。精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)油的高效低污染燃燒，應(yīng)從以下兩方面來著手：1.

提高燃油的霧化質(zhì)量

燃油的霧化是通過各種霧化器來實(shí)現(xiàn)的。霧化器又稱噴油嘴。按其工作形式可以分為兩大類：機(jī)械式噴油嘴(壓力式和旋杯式)；介質(zhì)式噴油嘴(以蒸汽或空氣作介質(zhì))。壓力式霧化噴油嘴是借送入燃燒器的油的壓力來實(shí)現(xiàn)霧化，它又可分為簡單式和回油式兩種形式。三、油的燃燒技術(shù)圖3-20

超聲波噴油嘴1.諧振器

2.噴油孔

3.環(huán)形間隙

4.汽室精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

2.實(shí)現(xiàn)良好的配風(fēng)油燃燒器是由噴油嘴和配風(fēng)器兩局部組成。配風(fēng)器的任務(wù)是供給適量的空氣，以形成有利于空氣和油霧混合的空氣動力場。圖3-21所示為直管式配風(fēng)器的示意圖，它多用于小型鍋爐和窯爐。三、油的燃燒技術(shù)圖3-21

直管式配風(fēng)器的示意圖精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

2.實(shí)現(xiàn)良好的配風(fēng)油燃燒器是由噴油嘴和配風(fēng)器兩局部組成。配風(fēng)器的任務(wù)是供給適量的空氣，以形成有利于空氣和油霧混合的空氣動力場。

三、油的燃燒技術(shù)不管采用何種配風(fēng)方式都應(yīng)該使空氣和油霧擴(kuò)展角很好配合，一般氣流的擴(kuò)展角應(yīng)比油霧擴(kuò)展角稍小些，以使空氣能高速噴入油霧中形成良好的配合(見圖3-22)。ab圖3-22空氣擴(kuò)散角和油霧擴(kuò)散角的配合a.空氣流擴(kuò)展角過大b.空氣流擴(kuò)展角適宜精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

四、煤粉燃燒穩(wěn)定技術(shù)

我國大型鍋爐和工業(yè)窯爐大多采用煤粉燃燒。煤粉燃燒穩(wěn)定技術(shù)是通過各種新型燃燒器來實(shí)現(xiàn)煤粉的穩(wěn)定著火和燃燒強(qiáng)化。采用新型燃燒器不但能使鍋爐適應(yīng)不同的煤種，特別是燃用劣質(zhì)煤和低揮發(fā)分煤，而且能提高燃燒效率，實(shí)現(xiàn)低負(fù)荷穩(wěn)燃，防止結(jié)渣，并節(jié)約點(diǎn)火用油。1.

煤粉鈍體燃燒器

煤粉鈍體燃燒器見圖3-23。圖3-23

煤粉鈍體燃燒器示意圖精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

四、煤粉燃燒穩(wěn)定技術(shù)2.

穩(wěn)燃腔燃燒器

3.

開縫鈍體燃燒器

4.

夾心風(fēng)燃燒器

5.

火焰穩(wěn)定船式燃燒器6.

雙通道自穩(wěn)燃式燃燒器

精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

五、煤粉低氮氧化物燃燒技術(shù)一般來說，采用低過量空氣燃燒可以降低NOx排放15%～20%。燃煤電站對環(huán)境的污染是十分嚴(yán)重的。目前世界上大多數(shù)燃煤電站對粉塵和SO2的排放已有相當(dāng)成熟的控制和處理技術(shù)，但對如何減少另一種污染物——NOx的排放仍在進(jìn)一步深入研究之中。目前降低NOx的排放比較成熟的方法是采用空氣分級燃燒和煙氣再循環(huán)燃燒等技術(shù)。1.低過量空氣燃燒如果使煤粉燃燒過程的供氣接近理論空氣量，那么由于煙氣中過氧量的減少將有效地抑制NOx的生成，顯然這是一種最簡單的降低NOx排放的方法。值得注意的是，采用這種方法有一定的限制。精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

五、煤粉低氮氧化物燃燒技術(shù)2.空氣分級燃燒空氣分級燃燒是目前國內(nèi)外燃煤電廠采用最廣泛、技術(shù)上也比較成熟的低NOx的燃燒技術(shù)。空氣分級燃燒的根本原理是將燃料的燃燒過程分階段來完成。圖3-24

空氣分級燃燒原理的示意圖精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

3.燃料的分級燃燒燃料的分級燃燒與空氣分級燃燒類似。它先將80％～85％的燃料送入第一級燃燒區(qū)，使之在過量空氣系數(shù)大于1的條件下燃燒，并生成NOx；其余的20％～l5％的燃料那么在主燃燒器的上部送入第二級燃燒區(qū)，在過量空氣系數(shù)小于l的條件下形成很強(qiáng)的復(fù)原氣氛，從而使得在第一級燃燒區(qū)中生成的NOx在第二級燃燒區(qū)中被復(fù)原成氮分子；與此同時，新的NOx的生成也受到了抑制。采用此法可使NOx的排放降低50％。五、煤粉低氮氧化物燃燒技術(shù)精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

4.煙氣再循環(huán)除了利用空氣和燃料分級燃燒減少NOx排放外，目前還采用煙氣再循環(huán)來減少NOx的排放。這種方法是在鍋爐尾部空氣預(yù)熱器前抽取一局部低溫?zé)煔?，或直接送入爐膛，或與一次風(fēng)或二次風(fēng)混合后再送入爐膛。這樣不但可以降低進(jìn)入爐膛的氧氣濃度，而且可以降低燃燒溫度，這些都有利于抑制NOx的生成。經(jīng)驗(yàn)說明，當(dāng)煙氣再循環(huán)率為l5％～20％時，煤粉爐NOx的排放可降低25％左右。五、煤粉低氮氧化物燃燒技術(shù)精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

六、高濃度煤粉燃燒技術(shù)高濃度煤粉燃燒技術(shù)不但能實(shí)現(xiàn)煤粉鍋爐低氮氧化物燃燒，而且能實(shí)現(xiàn)無煙煤等難燃煤種的穩(wěn)燃。為了實(shí)現(xiàn)高濃度煤粉燃燒技術(shù)，必須提高一次風(fēng)中的煤粉濃度，目前主要有以下三種提高煤粉濃度的方法。1.

高濃度的給粉

它是直接采用高濃度輸粉，即用獨(dú)立的風(fēng)源或其他介質(zhì)把高濃度的煤粉，經(jīng)過比常規(guī)給粉管細(xì)得多的管道直接送至燃燒器進(jìn)行高濃度的燃燒。2.

采用燃燒器濃縮技術(shù)

選種技術(shù)或是形成濃淡偏差燃燒，或是大范圍地調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)粉流，間接形成高濃度燃燒，或是通過特殊的噴嘴設(shè)計(jì)形成局部濃縮著火區(qū)。3.

采用濃縮器濃縮技術(shù)

它是在燃燒器之外設(shè)置專門的濃縮機(jī)構(gòu)，從而濃縮一次風(fēng)粉流，實(shí)現(xiàn)高濃度煤粉燃燒。精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

七、流化床燃燒技術(shù)煤的流化床燃燒是繼煤燃燒和粉煤燃燒后，于20世紀(jì)60年代開始迅速開展起來的一種新的煤燃燒方式。這種方式煤種適應(yīng)性廣，易于實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫和低氮氧化物排放，且燃燒效率高，負(fù)荷調(diào)節(jié)性好，能有效地利用灰渣。1.特殊的氣固流動形態(tài)——流態(tài)化

ab

c圖3-25氣固兩相隨氣流速度變化所呈現(xiàn)的不同流態(tài)a.固定床b.沸騰床c.循環(huán)流化床精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

七、流化床燃燒技術(shù)2.流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)〔1〕燃料的適應(yīng)性好：〔2〕污染物排放低：〔3〕燃燒效率高：〔4〕負(fù)荷調(diào)節(jié)性好：〔5〕有效利用灰渣：正是上述這些優(yōu)點(diǎn)，使流化床燃燒技術(shù)在較短的時間內(nèi)得到了迅速開展和廣泛應(yīng)用。精選ppt第四節(jié)高效低污染燃燒技術(shù)

3.流化床鍋爐的開展流化床鍋爐已從20世紀(jì)60年代的第一代鼓泡流化床鍋爐開展到80年代的第二代循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐的容量也從以小于75t/h為主，逐步開展到220t/h、410t/h，目前正向800t/h和更大容量開展，并與200MW的汽輪發(fā)電機(jī)組配套。目前，流化床鍋爐局部地取代煤粉鍋爐，大幅度地減少污染物的排放，降低電廠治理污染的投資和運(yùn)行費(fèi)用，已成為全世界潔凈煤技術(shù)的重要開展方向之一。目前為開展燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，一種與燃?xì)廨啓C(jī)配套的增壓流化床鍋爐也正在迅速開展之中。因此，根據(jù)我國能源以煤為主且煤質(zhì)較差的國情，大力開展流化床燃燒技術(shù)是十分必要的。七、流化床燃燒技術(shù)精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)以環(huán)境溫度為基準(zhǔn)，被考察體系排出的熱載體可釋放熱稱為余熱。企業(yè)中有著豐富的余熱資源，從廣義上講，但凡溫度比環(huán)境溫度高的排氣和待冷物料所含的熱量都屬于余熱?！惨弧秤酂豳Y源分類依據(jù)在熱體形態(tài)將余熱分為以下三類：1.固態(tài)載體余熱資源：2.液態(tài)載體余熱資源：3.氣態(tài)載體余熱資源：一、概述精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)一、概述〔二〕余熱資源等級1．余熱資源等級劃分原那么按余熱利用投資回收期劃分余熱資源等級。2.余熱資源等級余熱資源等級余熱利用投資回收期常見余熱資源舉例

一等余熱資源

＜3可燃性廢氣、廢液、廢料；供熱系統(tǒng)中的冷凝水；400℃以上溫度的煙氣；磚瓦窯爐中用于干燥坯體的低溫?zé)煔?/p>

二等余熱資源3～6250℃溫度的煙氣；80℃以上的冷卻水；可利用的高溫排渣三等余熱資源＞6250℃以下溫度的煙氣；可利用的中溫排渣表3-10余熱資源等級余熱接溫度水平可以分為三檔：高溫余熱，溫度大于650℃；中溫余熱，溫度為230～650℃；低溫余熱，溫度低于230℃。精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)二、余熱利用的原那么與途徑(一)余熱利用的原那么在估計(jì)和利用余熱中，應(yīng)注意以下原那么與事項(xiàng)。1.余熱的可用性〔1〕余熱的可用性表現(xiàn)為余熱應(yīng)具有一定的品質(zhì)與足夠的數(shù)量?！?〕余熱的品質(zhì)：〔3〕按國家規(guī)定的工業(yè)爐窯煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，可估計(jì)其余熱的可用性：鍋爐容量（t/h）排煙溫度(℃)鍋爐容量（t/h）排煙溫度(℃)<1≤3204≤200≥1≤250≥6≤180表3-11工業(yè)鍋爐排煙溫度標(biāo)準(zhǔn)精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)表3-12

工業(yè)爐窯煙氣余熱回收率標(biāo)準(zhǔn)煙氣出口溫度（使用低發(fā)熱量燃料時使用高發(fā)熱量燃料時余熱回收標(biāo)準(zhǔn)（%）排氣溫度（℃）預(yù)熱空氣溫度（℃）余熱回收標(biāo)準(zhǔn)（%）排氣溫度（℃）預(yù)熱空氣溫度（℃）5002035017022340150600234002202738020070024466260274402308002453030026510250900265803502856030010002367035025550300>100026~48710~470450~75030~55570~400400~700二、余熱利用的原那么與途徑精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)2.余熱的有效利用〔1〕余熱的利用也應(yīng)按“按質(zhì)用能，梯級利用〞的用能原那么辦?！?〕應(yīng)在想方設(shè)法提高設(shè)備效率，以減少余熱排出量的前提下，就近、就地利用余熱，最優(yōu)先用在本工序上，以減少余熱傳輸損失?！?〕盡可能減少使用中能量的轉(zhuǎn)換次數(shù)，以減少轉(zhuǎn)換損失，最好是直接利用?！?〕要減少余熱利用與管理上的能量損失。應(yīng)盡量防止在余熱中混進(jìn)低溫空氣或水，這不僅使余熱品質(zhì)降低，且引起處理量的增加，因而使處理設(shè)備增大。注意回收余熱設(shè)備、管道，閥門等的保溫隔熱，以減少散熱損失。二、余熱利用的原那么與途徑精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)3.余熱回收率的控制余熱回收率并不是愈高愈好。要考慮以下問題，適當(dāng)控制余熱的回收率?！?〕要以不影響產(chǎn)品質(zhì)量及設(shè)備壽命為前提來考慮余熱回收。如高溫產(chǎn)品顯熱的回收就要注意冷卻速度，以免急冷而使產(chǎn)品變形、開裂或過大的熱應(yīng)力，造成損壞?！?〕煙氣余熱回收率過高，可能造成設(shè)備的低濕溫腐蝕?！?〕隨著回收率的提高，余熱回收設(shè)備，如換熱器等的設(shè)備費(fèi)用將按指數(shù)規(guī)律增加?！?〕利用煙氣來預(yù)熱燃燒用空氣，使燃燒溫度提高，這可使煙氣中的氮氧化物含量增加，造成對大氣的污染。應(yīng)注意環(huán)境保護(hù)。二、余熱利用的原那么與途徑精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)4.余熱利用的經(jīng)濟(jì)性余熱利用不但要添加回收利用設(shè)備，需要投資，而且還要擴(kuò)大占地面積，增加運(yùn)行管理的環(huán)節(jié)與費(fèi)用。評價余熱回收利用的經(jīng)濟(jì)效益有以下幾種方法?！?〕使用期凈收益法：〔2〕投資歸還年限法：〔3〕投資利潤率法：當(dāng)然，在評價余熱利用時，還應(yīng)注意環(huán)境、對產(chǎn)品質(zhì)量及工人勞動條件等的影響。二、余熱利用的原那么與途徑精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)〔二〕余熱利用的途徑余熱利用的途徑主要有三方面：余熱的直接利用、余熱發(fā)電和余熱的綜合利用。1．余熱的直接利用余熱的直接利用有以下途徑：(1〕預(yù)熱空氣：(2〕枯燥：(3〕生產(chǎn)熱水和蒸汽：(4〕制冷：2．余熱發(fā)電利用余熱發(fā)電通常有以下幾種方式：

3．余熱的綜合利用余熱的綜合利用是根據(jù)工業(yè)余熱溫度的上下，采用不同的利用方法，實(shí)現(xiàn)余熱的梯級利用，以到達(dá)“熱盡其用〞的目的。二、余熱利用的原那么與途徑精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)三、余熱計(jì)算為了開發(fā)利用余熱，制定余熱回收標(biāo)準(zhǔn)，采取適宜的余熱回收技術(shù)，應(yīng)該對我國余熱資源進(jìn)行調(diào)查、測試、統(tǒng)計(jì)和分析。這都須對余熱進(jìn)行計(jì)算。下面介紹幾種余熱的計(jì)算公式，以便采用測算結(jié)合的方法，得出余熱資源數(shù)量。1.煙氣余熱式中B——爐窯的平均燃料用量〔kg/h〕；Vy——每公斤燃料產(chǎn)生的煙氣量〔Nm3/kg〕。對于煤，可從表3-13查得；ty、tp——分別為煙氣的與余熱利用設(shè)備排煙的平均溫度〔℃〕。如表3-14所列；精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)表3-13燃燒每公斤煤產(chǎn)生的煙氣量〔Nm3/kg〕

煤的發(fā)熱量(Kj/kg)

過量空氣系數(shù)66901882020910230002509027180292701.26.126.667.217.778.318.859.401.36.537.167.768.388.969.5510.151.47.027.668.328.979.6110.2510.901.57.488.178.839.5810.2710.9511.66表3-14常見工業(yè)爐窖排煙溫度設(shè)備名稱排煙溫度（℃）設(shè)備名稱排煙溫度（℃）空氣吹煉平爐600—700玻璃熔窯650—900氧氣吹煉平爐700—1100鍋爐100—300氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐1650—1900燃?xì)廨啓C(jī)400—550煉銅反射爐1100—1300內(nèi)燃機(jī)300—600鎳精煉爐1400—1600增壓內(nèi)燃機(jī)250—400煉鋅煙化爐1000—1100熱處理爐400—600干法水泥窯600—800煉油石油化工換熱器300—450精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)Cy,Cp——分別為煙氣的與余熱利用設(shè)備排煙時溫度下的比熱〔kJ/Nm3·K〕。其數(shù)值可以從表3-15查得。煙氣溫度（℃）煙氣比熱（3·K煙氣溫度（℃）煙氣比熱（3·K01.3595001.4631001.3796001.4841801.3967001.5052001.4008001.5223001.4219001.5384001.44210001.559表3-15通用煙氣比熱精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)2.高溫爐渣和產(chǎn)品余熱高溫爐渣的余熱可用下式計(jì)算

式中mz——爐渣產(chǎn)量〔kg/h〕；tz，tzp——分別為高溫爐渣的與爐渣熱量被利用后的排渣溫度〔℃〕；Cz，Czp——分別為tz與tzp溫度時爐渣的比熱〔kJ/kg·K〕。對于近似計(jì)算，爐渣比熱可參照表3-16取值。高溫產(chǎn)品余熱計(jì)算，可用上述類似的方法進(jìn)行?！?-42〕精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)表3-16爐渣近似的比熱爐渣溫度（爐渣近似的比熱（爐渣溫度（爐渣近似的比熱（1000.8078000.9572000.84410000.9823000.87812001.0036000.932——精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)3.冷卻介質(zhì)余熱〔1〕水冷卻的余熱式中DS——冷卻水流量〔kg/h〕；CS——水的比熱〔kJ/〔kg·K〕〕；t2，t1——冷卻水在冷卻設(shè)備中的出口利用設(shè)備的出口溫度〔℃〕。〔2〕汽化冷卻的余熱式中Dq——汽化時的產(chǎn)汽量〔kg/h〕；hs，hq——分別為汽化介質(zhì)在冷卻設(shè)備中的出口和利用設(shè)備的出口焓〔kJ/kg〕。廢水和廢汽的余熱可用類似的方法計(jì)算。精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)4.可燃?xì)怏w余熱可燃?xì)怏w余熱由可燃?xì)怏w的發(fā)熱量確定：式中Qd——可燃?xì)怏w的低位發(fā)熱量〔kJ/Nm3〕；Vr——可燃?xì)怏w的體積〔Nm3/h〕。煤氣15470～17150kJ/Nm3；焦?fàn)t煤氣為14650～18840kJ/Nm3；天然氣為33500～39000kJ/Nm3。5.化學(xué)反響余熱化學(xué)反響余熱取決于具體的化學(xué)反響，其余熱量為：式中mf——化工產(chǎn)品產(chǎn)量或化工原料耗用量〔kg/h〕；qf——生產(chǎn)單位產(chǎn)品或耗用單位原料的反響放熱量〔kJ/kg〕。上述計(jì)算都是每小時可產(chǎn)余熱量。在計(jì)算余熱資源時應(yīng)按年產(chǎn)余熱量計(jì)算。精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)1.余熱的動力回收余熱中動力回收的經(jīng)濟(jì)性好，許多熱設(shè)備的排氣溫度較高(見表3-17)，能滿足動力回收的條件。四、余熱利用實(shí)例表3-17

常見熱設(shè)備的排氣溫度

設(shè)備

排氣溫度(℃)

設(shè)備

排氣溫度(℃)高爐1100～1200干法水泥窯900～l000煉鋼平爐600～1100玻璃镕窯650～900氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐1650～1900煤氣發(fā)生爐400～700鋼坯加熱爐900～1200燃?xì)廨啓C(jī)400～550煉焦?fàn)t約1000內(nèi)燃機(jī)300～600煉銅爐1000～1300熱處理爐400～600鎳精煉爐1400～1600干燥爐250～600石油化工裝備300～450鍋爐100～350精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)此外，許多可燃廢氣，其溫度和熱值都比較高，也是理想的動力回收的資源。表3-18給出了局部可燃廢氣的成分和發(fā)熱量。四、余熱利用實(shí)例廢氣可燃成分(％)低位發(fā)熱量(kJ/kg)COH2CH4焦?fàn)t煤氣5～855～6023～2716300～17600高爐煤氣27～301～20.3～0.83770～4600轉(zhuǎn)爐煤氣56～611.5—6280～7540鐵合金冶煉爐氣706—>8400合成氨甲烷排氣——1514600化肥廠焦結(jié)煤球干餾氣6.619.354200～4600電石爐排氣8014110900～ll700表3-18局部可燃廢氣的成分和發(fā)熱量精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)在動力回收中，最簡單的是直接利用可燃廢氣驅(qū)動燃?xì)廨啓C(jī)。對于中高溫的廢氣，在很多情況下，都是采用余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，再驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電。余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)和一般鍋爐類似，也是由省煤器、蒸發(fā)受熱面和過熱器等組成，但由于熱源分散，溫度水平不同，因此不能像普通鍋爐那樣組成一個整體，其布置應(yīng)服從工藝要求，多采用分散布置。因?yàn)椴恍枰獱t膛，所以其外形更類似于換熱器。四、余熱利用實(shí)例精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)對于低溫的余熱，在動力回收中通常采用閃蒸法或低沸點(diǎn)工質(zhì)法。閃蒸法主要用于低溫?zé)崴蚱旌衔?，閃蒸動力循環(huán)如圖3-26所示。四、余熱利用實(shí)例圖3-26單級閃蒸動力循環(huán)系統(tǒng)圈1.閃蒸器2.汽輪機(jī)3.發(fā)電機(jī)4.冷凝器5.冷水源6.水泵7.閥8.排熱水9.低溫?zé)崴xppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)另一種采用低沸點(diǎn)工質(zhì)的動力回收方法是采用雙循環(huán)法，即低沸點(diǎn)工質(zhì)作為直接做功工質(zhì)，而另一種工質(zhì)那么作為中間傳熱介質(zhì)，構(gòu)成雙工質(zhì)循環(huán)。圖3-27所示為油-氟利昂雙工質(zhì)循環(huán)的示意圖。四、余熱利用實(shí)例圖3-27

油氟利昂雙工質(zhì)循環(huán)的示意圖精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)四、余熱利用實(shí)例2.凝結(jié)水回收系統(tǒng)蒸汽是工業(yè)生產(chǎn)和人們生活中被廣泛應(yīng)用的載熱介質(zhì)。一般用汽設(shè)備利用的蒸汽熱量只不過是蒸汽的潛熱，而蒸汽中的顯熱，即凝結(jié)水中的熱量，幾乎沒有被利用。凝結(jié)水溫度等于工作蒸汽壓力下的飽和溫度，蒸汽壓力越高，凝結(jié)水中的熱量也越多。其含熱量可以到達(dá)蒸汽所含熱量的20％～30％。如果不加以回收，不僅損失熱能，而且也損失了高度潔凈的水，使鍋爐補(bǔ)給水和水處理費(fèi)用增加。精選ppt第五節(jié)余熱利用技術(shù)蒸汽在用汽設(shè)備和管道中放出潛熱以后，即凝結(jié)為水。在設(shè)備中積存的凝結(jié)水應(yīng)及時排出。如積存過多，對加熱設(shè)備來說，將減少蒸汽的散熱面積。降低設(shè)備的加熱效果；對動力設(shè)備和管道還會引發(fā)水擊。為此在加熱設(shè)備和管道的泄水管出口應(yīng)裝設(shè)疏水器(見圖3-28)。圖3-28熱膨脹式疏水器1.凝結(jié)水入口

2.管接頭

3.管箍

4.閥座

5.凝結(jié)水出口6.絲堵

7.

閥尖

8.閥體

9.波紋管

l0.閥蓋精選ppt第六節(jié)磁場有效用能技術(shù)

一、磁場有效用能原理1.高頻加熱原理高頻加熱是一項(xiàng)已經(jīng)成熟并且廣泛運(yùn)用的加熱技術(shù)，發(fā)熱原理是：通過先進(jìn)的電路系統(tǒng)在被加熱的金屬內(nèi)部產(chǎn)生高頻磁場，高頻磁場根據(jù)高頻感應(yīng)原理在被加熱的金屬內(nèi)部產(chǎn)生高頻電子碰撞，從而產(chǎn)生熱量使金屬溫度迅速上升。由于是高頻感應(yīng)原理，高頻線圈不與被加熱金屬直接接觸，所以系統(tǒng)本身熱輻射溫度接近環(huán)境溫度，只有50℃以下，人體完全可以觸摸。它以熱效高、發(fā)熱快、省電節(jié)能、平安可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)在我們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮著重要作用，比方我們家庭常用的電磁爐等。精選ppt第六節(jié)磁場有效用能技術(shù)

一、磁場有效用能原理2.電磁加熱節(jié)能原理電磁加熱是通過線圈把交變的電場轉(zhuǎn)換成交變的磁場，加熱筒體在交變磁場的作用下產(chǎn)生渦流而發(fā)熱的一種加熱方式，這種方式它從根本上解決了電熱片、電熱圈等電阻式通過熱傳導(dǎo)方式加熱的效率低下問題，其加熱效率在95%以上?！?〕原有加熱圈：〔2〕高效節(jié)能加熱：精選ppt第六節(jié)磁場有效用能技術(shù)二、磁流體發(fā)電技術(shù)

1.磁流體發(fā)電定義磁流體發(fā)電技術(shù)，就是用燃料(石油、天然氣、燃煤、核能等)直接加熱成易于電離的氣體，使之在2000℃的高溫下電離成導(dǎo)電的離子流，然后讓其在磁場中高速流動時，切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，即由熱能直接轉(zhuǎn)換成電流。2.磁流體發(fā)電的根本原理磁流體發(fā)電是將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N發(fā)電方式，與普通發(fā)電相比，減少了轉(zhuǎn)換成機(jī)械能這一階段，是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象獲得電能。3.磁流體發(fā)電的特點(diǎn)〔1〕效率高：〔2〕無轉(zhuǎn)動局部：〔3〕機(jī)組容量越大越好：〔4〕起動快：〔5〕環(huán)境污染少：〔6〕結(jié)構(gòu)簡單，發(fā)電本錢低：〔7〕涉及科學(xué)技術(shù)面很廣：精選ppt第六節(jié)磁場有效用能技術(shù)三、超導(dǎo)磁場儲能技術(shù)

所謂超導(dǎo)磁場儲能技術(shù)〔SMES〕，即利用超導(dǎo)材料制作成超導(dǎo)螺旋管，讓其處于相應(yīng)低