热能转换与利用中的节能技术
热能转换与利用中的节能技术
1.基本概念和基本原理 1.1热能资源 1.2热力学第一定律和热力学第二定律 1.3节能的基本分析方法一热平衡法 1.4热平衡法简介 1.5设备热平衡—以锅炉热平衡为例
１. 基本概念和基本原理 １.１热能资源 １.２热力学第一定律和热力学第二定律 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
11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
1.1 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
12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
1.2 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
1.3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)
1.3 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）
14设备热平衡—以锅炉热平衡为例 1.4.固体燃料的热平衡方程式: 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+qs5+q(%)(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,qc≈0,q6=0
1.4 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： 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 ;
14.2锅炉热效率 (1)正平衡热效率: η=q1=Q1/Qr×100% (1-3) (2)反平衡热效率:从式(12)可得 η=Q1/Qr×100% =1-(q2+q3+q4+q5+q)(1-4)
1.4. 2.锅炉热效率 (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）
2热能转换与利用中的节能技术 21工业锅炉提高热效率的有效途径 22余热利用 23热电联产和集中供热 24燃气—蒸汽联合循环 25分布式能源利用系统 26建筑节能 2.7清洁、高效新型燃料
2.热能转换与利用中的节能技术 2.1 工业锅炉提高热效率的有效途径 2.2 余热利用 2.3 热电联产和集中供热 2.4 燃气—蒸汽联合循环 2.5 分布式能源利用系统 2.6 建筑节能 2.7 清洁、高效新型燃料
21工业锅炉提高热效率的有效途径 2.11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
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，热风； 二次风
2.12循环流化床(CFB)锅炉 概述 2存在问题: 锅炉热效率比煤粉炉低,大约85%;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
２.1.2 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