熱工設備節(jié)能技術(shù)

前言

我國能源面臨嚴峻的形勢，有一系列很難解決但必須解決的難題。六十年來，我國在能源方面取得了巨大的成績，從一個原來在世界上能源所占份額微不足道的國家，變?yōu)橐粋€舉足輕重的能源生產(chǎn)與消費大國。我國能源以煤為主，石油、天然氣等所占比例較小，且人均能源資源儲量少，尤其是石油和天然氣。1993年我國從石油出口國變成凈進口國，進口量逐年增長。我國煤儲量雖然十分豐富，但人均也只有世界平均煤儲量的50%。我國能源發(fā)展突出表現(xiàn)為能源的供需品種結(jié)構(gòu)問題、地區(qū)性結(jié)構(gòu)問題和結(jié)構(gòu)性污染問題。從未來的發(fā)展看，今后相當長的時間內(nèi)能源消費還將持續(xù)增長，而其中大部分需要通過增加煤炭產(chǎn)量來解決，這會使上述結(jié)構(gòu)性矛盾更加尖銳，環(huán)境壓力更大。我國是一個能源利用效率比較低的國家，能源利用總效率只有32%，單位國民生產(chǎn)總值能耗比先進國家高三倍，生產(chǎn)單位產(chǎn)品的能耗比國外高出50%～100%。1980～2007年，我國能源消費以年均5.44%的增長支撐了國民經(jīng)濟年均9.78%的增長。按2005年的價格計算，萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗由1980年的3.39噸標準煤下降到2008年的0.95噸標準煤，年均節(jié)能率3.95%，扭轉(zhuǎn)了近年來單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗上升的勢頭，且單位產(chǎn)品能耗明顯下降，其中鋼、水泥、大型合成氨等產(chǎn)品的綜合能耗及供電煤耗與國際先進水平的差距不斷縮小。但我國能源的合理轉(zhuǎn)化和應用仍然具有巨大的潛力。如我國現(xiàn)有的50多萬臺工業(yè)鍋爐和10多萬臺工業(yè)爐窯的熱效率約為60%～70%，與國外相比差10%～15%。有資料顯示，目前我國一次能源轉(zhuǎn)換有25%的節(jié)能潛力，終端消費有26%的節(jié)能潛力，一次能源消費的平均節(jié)能潛力達26%，節(jié)能前景十分可觀。由于我國能耗的70%集中在冶金、化工、建材等工業(yè)領(lǐng)域，因此，工業(yè)被看成節(jié)能潛力最大的部門。由于熱工設備是節(jié)能技術(shù)實施的重點設備，因此，本書針對工業(yè)生產(chǎn)中的主要熱工設備的節(jié)能技術(shù)進行了較全面的介紹，旨在為工業(yè)節(jié)能提供較系統(tǒng)的理論指導。全書共分六章，第一章介紹能源基本狀況及與節(jié)能相關(guān)的基礎知識；第二章介紹燃料熱工設備的節(jié)能技術(shù)；第三章介紹耗電熱工設備的節(jié)能技術(shù)；第四章介紹熱工設備余熱資源的回收和利用方法；第五章介紹在常用熱工設備中應用耐火材料進行節(jié)能；第六章熱工設備熱平衡測試和節(jié)能監(jiān)測中主要用的熱工測量儀表及節(jié)能監(jiān)測的主要方法。其中李滬萍編寫第二章、第三章和第四章；向蘭編寫第一章；夏家群編寫第五章；熊運實編寫第六章。全書由羅康碧教授審訂。由于編者水平有限，不足之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　能源問題是國家高度重視的問題之一?！稛峁ぴO備節(jié)能技術(shù)》從我國能源特點和使用現(xiàn)狀出發(fā)，簡述了能源領(lǐng)域的發(fā)展前景和節(jié)能的必要性；結(jié)合節(jié)能基礎知識，介紹了工業(yè)生產(chǎn)過程中主要熱工設備的用能特點、相應的節(jié)能技術(shù)和方法、節(jié)能的途徑及措施等內(nèi)容?！　　稛峁ぴO備節(jié)能技術(shù)》共分六章，包括：能源及節(jié)能基礎、燃料熱工設備節(jié)能、耗電熱工設備節(jié)能、熱工設備余熱資源的回收利用、耐火材料在熱工設備中的應用、熱工測量儀表及節(jié)能監(jiān)測。　　《熱工設備節(jié)能技術(shù)》可作為企業(yè)、學校開展節(jié)能工作及節(jié)能技術(shù)開發(fā)等人員參考用書或教學、培訓用教材，也可供化工、冶金、電力等領(lǐng)域的生產(chǎn)、科研和設計工作的工程技術(shù)人員參考使用。

書籍目錄

第一章 能源及節(jié)能基礎1第一節(jié) 能源狀況1一、能源種類1二、我國能源狀況及特點2三、能源利用前景3四、熱工設備節(jié)能的必要性3第二節(jié) 燃料的種類及組成4一、燃料的分類4二、燃料組成的表示方法4三、元素分析中組分的性質(zhì)8第三節(jié) 常見燃料的基本性質(zhì)9一、燃料的熱值9二、煤的基本性質(zhì)11三、燃料油的基本性質(zhì)14四、氣體燃料的基本性質(zhì)18第四節(jié) 燃料的燃燒23一、燃燒的定義23二、內(nèi)燃機和燃燒爐內(nèi)的燃燒24三、燃燒裝置的基本性能25第五節(jié) 熱量傳遞的基本方式26一、熱傳導27二、熱對流28三、熱輻射29第六節(jié) 氣體力學基礎30一、氣體的基本規(guī)律30二、氣體靜力學和動力學方程31三、通過爐門的逸氣量32四、煙囪的工作原理及高度計算33五、火焰爐內(nèi)氣體的流動35第二章 燃料熱工設備節(jié)能41第一節(jié) 傳熱的節(jié)能與強化41一、提高燃料的熱利用率41二、熱量的回收利用41三、減少熱量傳輸過程中的熱損失42四、減少換熱器的壓降損失43五、加強企業(yè)管理43六、提高傳熱系數(shù)43七、采用新型高效的傳熱元件與傳熱設備44八、應用熱管技術(shù)46第二節(jié) 流體流動中的節(jié)能46一、降低流體在直管內(nèi)流動時的損失47二、減少節(jié)流過程的損失47三、減阻劑的應用47第三節(jié) 工業(yè)爐窯的熱過程及節(jié)能措施49一、燃料的燃燒過程50二、工業(yè)爐窯的熱利用特點51三、工業(yè)爐窯的熱損失52四、工業(yè)爐窯的節(jié)能措施53第四節(jié) 熱工設備的熱平衡55一、熱工設備的熱平衡基準56二、熱平衡的計算方法56三、熱工設備的熱平衡測定60四、鍋爐的熱平衡試驗63五、熱平衡的能量分析65第五節(jié) 熱工設備用燃燒裝置65一、氣體燃料燃燒裝置65二、液體燃料燃燒裝置67三、燃煤裝置67第六節(jié) 局部增氧助燃技術(shù)68一、局部增氧助燃技術(shù)概述68二、局部增氧助燃技術(shù)的特點69三、局部增氧助燃技術(shù)的應用70第七節(jié) 節(jié)約和替代燃料油技術(shù)72一、機械行業(yè)燃油使用現(xiàn)狀72二、節(jié)約燃料油的措施73三、替代燃料油的燃料74第八節(jié) 熱工設備的節(jié)能途徑75一、熱工設備節(jié)能方案的選擇76二、熱工設備合理用熱的選擇方法77三、熱工設備節(jié)能的途徑78第九節(jié) 鍋爐的節(jié)能途徑87一、工業(yè)鍋爐的節(jié)能改造87二、鍋爐熱能的合理利用88第十節(jié) 磷肥高爐的節(jié)能途徑90一、磷肥高爐熱能利用分析90二、磷肥高爐的節(jié)能途徑91第三章 耗電熱工設備節(jié)能95第一節(jié) 節(jié)約用電基礎知識95一、概述95二、節(jié)約用電措施的制定和實施96三、電能管理體系98第二節(jié) 電阻爐的節(jié)電99一、電阻爐概述99二、電阻爐的節(jié)電技術(shù)100第三節(jié) 電弧爐的節(jié)電102一、煉鋼電弧爐的節(jié)電技術(shù)103二、鐵合金礦熱電爐的節(jié)能技術(shù)105第四節(jié) 黃磷電爐的節(jié)能108一、黃磷的物理化學性質(zhì)108二、制磷的理論基礎108三、制磷的工藝過程及主要設備109四、制磷工業(yè)的發(fā)展前景112五、黃磷爐渣的利用113第五節(jié) 鋁電解生產(chǎn)節(jié)能114一、鋁的基本性質(zhì)114二、鋁電解生產(chǎn)過程115三、鋁電解過程的節(jié)能121第四章 熱工設備余熱資源的回收利用124第一節(jié) 余熱資源及利用方式124一、余熱資源的定義124二、余熱資源的來源及其分類124三、余熱資源利用的前提127四、余熱資源的利用方式130第二節(jié) 熱工設備主要余熱利用裝置131一、工業(yè)爐窯余熱利用的主要形式131二、換熱器133三、蓄熱室140四、余熱鍋爐141五、高效隔熱材料的采用144六、減少水冷元件145第三節(jié) 蓄熱式燃燒技術(shù)及蓄熱式工業(yè)爐145一、蓄熱燃燒技術(shù)概述146二、高效蓄熱式工業(yè)爐147第四節(jié) 蒸汽蓄熱器155一、蒸汽蓄熱器的優(yōu)點155二、蒸汽蓄熱器的工作原理與熱力計算156三、蒸汽蓄熱器的結(jié)構(gòu)及運行159四、蒸汽蓄熱器的應用實例160第五節(jié) 模糊控制技術(shù)節(jié)能162一、模糊控制技術(shù)簡介162二、模糊控制在節(jié)能方面的應用163第六節(jié) 干燥過程的節(jié)能164一、干燥原理與特點164二、熱泵干燥裝置的原理與流程166三、各種干燥器能耗的比較167四、減少干燥過程能耗的途徑170五、干燥裝置實施節(jié)能示例171第七節(jié) 蒸發(fā)操作的節(jié)能172一、低溫余熱的利用172二、多效蒸發(fā)的討論172三、熱泵蒸發(fā)的應用174四、滲透蒸發(fā)膜分離技術(shù)174第五章 耐火材料在熱工設備中的應用176第一節(jié) 煉鐵生產(chǎn)用耐火材料176一、高爐176二、高爐熱風爐178三、混鐵爐和混鐵型鐵水罐179四、焦爐180五、直接制鐵用耐火材料180六、鐵礦石原料燒結(jié)裝置用耐火材料180第二節(jié) 煉鋼設備用耐火材料180一、電弧爐180二、氧氣轉(zhuǎn)爐182三、感應爐183第三節(jié) 鑄錠及連續(xù)鑄鋼用耐火材料184一、鋼包184二、澆鋼用耐火材料186三、連鑄過程及耐火材料187第四節(jié) 軋鋼用耐火材料189一、加熱爐189二、均熱爐193第五節(jié) 有色冶金用耐火材料194一、煉鋁用耐火材料194二、煉鎳用耐火材料195三、煉銅用耐火材料196四、煉鉛用耐火材料197五、煉鋅用耐火材料198第六章 熱工測量儀表及節(jié)能監(jiān)測200第一節(jié) 壓力測量儀表200一、壓力測定常用儀表200二、壓力計和壓差計的選用200第二節(jié) 溫度測量儀表202一、溫度測定常用儀表202二、溫度儀表的選用202第三節(jié) 流量測量儀表204一、流量測量常用儀表204二、流量儀表的選擇方法204第四節(jié) 流速測量儀表207一、流速測量常用儀表207二、流速測量儀表的選擇方法207第五節(jié) 節(jié)能監(jiān)測概述208一、節(jié)能監(jiān)測的目的208二、節(jié)能監(jiān)測的作用208三、節(jié)能監(jiān)測是一項執(zhí)法活動209四、節(jié)能監(jiān)測執(zhí)法主體與監(jiān)測對象209五、節(jié)能監(jiān)測的基本程序209第六節(jié) 節(jié)能監(jiān)測的內(nèi)容和要求210一、節(jié)能監(jiān)測的內(nèi)容210二、節(jié)能監(jiān)測的要求211三、節(jié)能監(jiān)測的技術(shù)條件212第七節(jié) 熱力輸送系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法212一、主題內(nèi)容與適用范圍212二、引用標準212三、保溫結(jié)構(gòu)表面溫升212四、節(jié)能監(jiān)測內(nèi)容213五、測試方法213六、節(jié)能監(jiān)測合格指標214七、節(jié)能監(jiān)測結(jié)果的評價214參考文獻215

章節(jié)摘錄

插圖：因此，對我國這樣一個資源相對匱乏的國家來說，節(jié)能技術(shù)的進步對緩解我國能源緊張狀況，減少污染物的排放，保持國民經(jīng)濟高速、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。第二節(jié) 燃料的種類及組成在人類社會的發(fā)展中，熱能具有極其重要的地位。它一方面可直接用于人類的生產(chǎn)和生活，另一方面它可以轉(zhuǎn)化為其它形式的能量（如電能、機械能等）。長期以來，燃燒植物體燃料與礦物燃料是人類獲得熱能的主要手段?？梢哉f，人類的文明是伴隨著燃燒燃料以獲得熱能的過程發(fā)展起來的。據(jù)統(tǒng)計，在50年前，世界范圍內(nèi)99％的能源是由燃燒提供的。隨著水電、核電和其它新能源的發(fā)展，由燃燒提供的能源在可用總能源中所占的比例有所降低，但在大多數(shù)國家，尤其在發(fā)展中國家燃料燃燒仍起主要的作用。一、燃料的分類燃料是指能夠通過燃燒而獲得可用熱能的物質(zhì)。但并非可燃的物質(zhì)都是燃料，燃料一詞有著明確的行業(yè)使用背景。有些物質(zhì)（如煤、石油）從熱能利用的角度來說是燃料，但從工藝來說則是原料。燃料的種類很多，按其形態(tài)可分為固體、液體和氣體燃料三大類，按其來源可分為天然燃料和人造燃料兩大類。1.固體燃料常見的固體燃料有：煤（包括無煙煤、煙煤、褐煤）；煤的干餾殘余物（包括焦炭、半焦炭等）；有機可燃頁巖和泥炭；木柴、植物秸稈、木炭。2.液體燃料常見的液體燃料有：石油及其煉制產(chǎn)品（包括汽油、煤油、柴油、重油、渣油等）；醇類（主要是甲醇和乙醇）；植物油（包括一些產(chǎn)油率較高但不宜食用的植物油和某些低等級植物油）。3.氣體燃料常見的氣體燃料有：天然氣（包括氣田氣和油田氣）；液化石油氣（即石油加工過程中的副產(chǎn)品）；人造煤氣（主要有焦爐煤氣、高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣等）。二、燃料組成的表示方法實際使用的燃料都是復雜的混合物，其中有可燃組分和不可燃組分。

編輯推薦

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