文档介绍：热能转换与利用中的节能技术
1. 基本概念和基本原理

—热平衡法

—以锅炉热平衡为例
热能资源
热能是人类使用最为广泛的一种能量形式,有85%~90%的能源是转换成热能后再加以利用。在一次能源中,热能资源也占了绝大部分。最主要的常规能源有化石燃料,新能源有太阳能、核能、地热能等。
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。
热力学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。
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。
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)。
设备热平衡—以锅炉热平衡为例
.1固体燃料的热平衡方程式:
Qr =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)正平衡热效率:
η= q1 = Q1 / Qr ×100% (1-3)
(2)反平衡热效率:从式(1-2)可得
η= Q1 / Qr ×100%
=1 -( q2 + q3 + q4 + q5 + q6 ) (1-4)

工业锅炉提高热效率的有效途径
余热利用
热电联产和集中供热
燃气—蒸汽联合循环
分布式能源利用系统
建筑节能
清洁、高效新型燃料
工业锅炉提高热效率的有效途径
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,热风;
二次风。
循环流化床(CFB)锅炉
* 概述
* 存在问题:
锅炉热效率比煤粉炉低,大约85%;主要原因是飞灰含碳量高,大约达25%。
* 措施:
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;
保持床层和炉膛950℃以上的高温,以提高飞灰燃尽率;
要正确设计燃料破碎系统,减少飞灰份额;
选择一个高效的分离器。