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节能技术课件

时间:2020-03-20来源:未知 作者:admin点击:
节能技术课件_工学_高等教育_教育专区。《节能技术》 第一篇 通用节能技术 和新能源及再生能源利用技术 第一章 ? 第一节 ? 第二节 ? 第三节 ? 第四节 ? 第五节 ? 第六节 ? 第七节 ? 第二

  节能技术课件_工学_高等教育_教育专区。《节能技术》 第一篇 通用节能技术 和新能源及再生能源利用技术 第一章 ? 第一节 ? 第二节 ? 第三节 ? 第四节 ? 第五节 ? 第六节 ? 第七节 ? 第二章 ? 热能、电能利用节能

  《节能技术》 第一篇 通用节能技术 和新能源及再生能源利用技术 第一章 ? 第一节 ? 第二节 ? 第三节 ? 第四节 ? 第五节 ? 第六节 ? 第七节 ? 第二章 ? 热能、电能利用节能技术 锅炉节能技术 工业窑炉节能技术 保温保冷技术 蓄冷蓄热技术 燃烧节能技术 换热节能技术 余热余压利用技术 新能源及再生能源利用技术 第一章 第一节 ? 第二节 ? 第三节 ? 第四节 ? 第五节 ? 第六节 ? 第七节 ? 热能、电能利用节能技术 锅炉节能技术 工业窑炉节能技术 保温保冷技术 蓄冷蓄热技术 燃烧节能技术 换热节能技术 余热余压利用技术 第一节 锅炉节能技术(知识结构) 概述—锅炉分类及节能目的 加强运行调整 锅 炉 节 能 技 术 减少损失能的途径 加强管理—燃料和水质管理 辅机节能和新技术节能 工业锅炉主要节能技术 主要节能技术 电站锅炉主要节能技术 第一节 ? 锅炉节能技术(了解内容) 锅炉辅机节能改造: 锅炉辅机主要包括通风设备、给水与补水泵 、热水循环泵、除尘设备等 ? 电站锅炉节能新技术: 提高电站锅炉热效率,抓住排烟损失及固体 未完全燃烧损失两个关键点 第一节 锅炉节能技术(理解内容) (一)加强燃料管理与实现动力配煤,节约用煤 合理配比可以达到改善性质、特性互补、劣 煤优用、有利燃烧、减少污染物排放的目的。 (二)加强水质管理,减少结垢和排污两个方 面: (1)锅炉受热面结垢对锅炉会产生危害 (2)给水处理后可以减少排污量,并可以对排 污水进行回收和利用。 第一节 ? 锅炉节能技术(掌握重点) (一)锅炉节能目的:主要是提高锅炉热 效率,降低燃料消耗,减少热损失和污染 物。 ? (二)锅炉常用分类方法: ? (三)加强运行调整,减少各项热损失 ? (四)燃煤锅炉的两个主要节能措施 锅炉常用分类方法 燃煤锅炉 燃料种类 燃油锅炉 燃气锅炉 主蒸汽压力高低 中压锅炉 高压锅炉 超高压锅炉 亚临界压力锅炉 超临界压力锅炉 超超临界压力锅炉 锅 炉 的 分 类 层燃炉 室燃炉 燃烧方式 流化床炉 旋风炉 第一节 ? 锅炉节能技术(掌握重点) Q1 ?? ? 100% Qr (三)加强运行调整,减少各项热损失 热平衡关系 Qr ? Q1 ? Q2 ? Q3 ? Q4 ? Q5 ? Q6 第一节 ? ? ? ? ? ? ? ? 锅炉节能技术(掌握重点) 式中: Qr——1kg燃料带入炉内的热量,千焦/千克(kJ/kg); Q1——锅炉有效利用热量,千焦/千克(kJ/kg); Q2——排烟热损失,千焦/千克(kJ/kg); Q3——气体未完全燃烧热损失,千焦/千克(kJ/kg); Q4——固体未完全燃烧热损失,千焦/千克(kJ/kg ); Q5——锅炉散热损失,千焦/千克(kJ/kg); Q6——灰渣物理热损失,千焦/千克(kJ/kg); 第一节 ? 锅炉节能技术(掌握重点) Q2:减少炉膛的空气系数和各烟道的漏风量以及 降低排烟温度。 ? Q3:燃煤锅炉烟气中残留的可燃气体主要是一氧 化碳,其它可燃气体较少。 ? Q4:这部分损失的热量等于灰渣、飞灰与漏煤之 中含碳量与碳发热量的乘积 ? Q5:锅炉散热损失的大小取决于散热表面的面积 、温度和环境条件。 ? Q6:灰渣量较大而且温度高 第一节 ? 锅炉节能技术(掌握重点) (四)燃煤锅炉的两个主要节能措施 ? 1、运行调整 降低排烟损失,合理配风(空气系数的 概念:实际空气量与理论空气量之比,称为 空气系数)。 ? 2、节能改造 空气系数与锅炉热效率的关系 第一节 锅炉节能技术(掌握重点) (四)燃煤锅炉的两个主要节能措施 ? 2、节能改造(六条措施): 给煤装置改造; 炉拱改造; 燃烧系统改造; 层燃锅炉改造成循环流化床锅炉; 控制系统改造; 采用节能新设备。 第二节 工业窑炉节能技术(知识结构) 按工艺特点分类 按使用能源种类分类 按工作温度分类 按热工操作分类 按工作制度分类 按炉型特点分类 节能改造 主要节能措施 富氧燃烧技术 蓄热式高温燃烧技术 水泥窑余热发电技术 高炉煤气余压发电技术 工 工业窑炉的使用与能耗现状 业 工业窑炉的分类 窑 炉 节 工业窑炉的节能技术途径 能 技 术 工业窑炉典型节能技术 第二节 工业窑炉节能技术(了解内容) 工业窑炉一般应满足的要求(p11) ? 主要发展趋势(p12) ? 第二节 ? 工业窑炉节能技术(理解要点) 常见工业窑炉的炉种、用途和热源(p128 表1.2-1 ) ? 用途:利用燃料燃烧产生的热量,或 将电能转化为热能,从而实现对工件或物 料进行熔炼、加热、烘干、烧结等的设备 ,称为工业炉窑. 热源:各种燃料(如:油、煤、煤气 等)和电。 第二节 ? 工业窑炉节能技术(掌握重点) (一)工业窑炉的分类 ? (二)工业窑炉节能改造的主要内容 ? (三)工业窑炉节能改造的主要措施 ? (四)工业窑炉的主要节能技术应用实例 第二节 工业窑炉节能技术(掌握重点) (一)工业窑炉的分类(按主要特征来分类) ? 工艺特点:加热炉、熔炼炉; ? 所使用能源种类:燃料炉、电加热炉; ? 工作温度高低:高温炉、中温炉、低温炉; ? 按热工操作制度:连续式、间歇式工作窑炉; ? 按炉型特点:室燃炉、步进炉、竖炉等; ? 按工作制度:辐射式、对流式、层式窑炉。 第二节 工业窑炉节能技术(掌握重点) (二)工业窑炉节能改造的主要内容 ? 1、热源改造 将燃油改为燃用工艺过程回收的燃气, 有的将燃油燃气改造为电加热。 ? 2、燃烧系统改造 用新型燃烧器取代老式燃烧器。 ? 3、窑炉结构改造 通过工业窑炉的结构改造,可以有效改 善燃烧状况。 第二节 ? 工业窑炉节能技术(掌握重点) 4、窑炉保温改造窑炉密封改造 采用保温隔热性能良好的材料对炉体保温。 ? 5、控制系统节能改造 控制系统改造可以取得良好的节能效果。 6、烟气余热回收利用改造 可有效降低排烟温度。 ? 第二节 工业窑炉节能技术(掌握重点) (三)工业窑炉节能改造的主要措施 1.提高燃烧效率,主要包括采用低空 气系数的燃烧方式、富氧燃烧和提高助燃 空气的温度等。 2.减少炉体的散热损失,主要包括采 用轻质隔热和耐火纤维等保温隔热性能良 好的保温材料、减少窑炉的表面积和尽量 避免窑炉的间歇运行。 第二节 工业窑炉节能技术(掌握重点) 3.减少水冷件热损失,主要包括少用或不用水 冷构件减少热损失、对必须设置的炉内水冷构件进 行隔热和采用汽化冷却来回收水冷件的热损失。 4.采用高辐射陶瓷涂料。 5.采用先进的炉型和工艺,其中最有代表性的 是水泥预分解窑、干法熄焦工艺、明焰裸烧方法以 及低温快烧技术。 第二节 工业窑炉节能技术(掌握重点) (四)工业窑炉的主要节能技术应用实例 ? 1.富氧燃烧技术 ? 2.蓄热式高温燃烧技术 ? 3.余热发电技术 ? 4.高炉煤气余压发电技术 第三节 保温保冷技术 ? 一、知识结构 概述 我国保温保冷技术 及保温材料使用现状 保 温 保 冷 技 术 保温材料分类、 性能及适用范围 保温材料 及施工工艺 典型保温结构及施工工艺 常用保温结构保护层 及适用范围 保温材料发展趋势 第三节 保温保冷技术 二、了解内容 保温材料和保温技术的发展趋势: 1.聚氨酯泡沫塑料采用绿色环保的发泡 剂。 2.提高阻燃性和降低成本 3.发展新型保温材料 如:纳米孔硅保温材料 第三节 保温保冷技术(理解要点) (一)我国保温保冷技术及保温材料使用现状 目前我国使用的保温材料主要有泡沫型保温 材料、复合硅酸盐保温材料、硅酸钙绝热制品保 温材料、纤维质保温材料等几大类型。工业设备 及管道的绝热主要采用岩棉、矿棉、玻璃棉、复 合硅酸盐涂料、聚氨酯、泡沫玻璃、橡塑制品等 。高温工业炉窑的隔热保温,主要采用硅酸铝纤 维、硅酸钙等材料。 (二)保温结构的基本要求。 足够的机械强度,结构简单,减少材料的消耗 第三节 保温保冷技术(掌握重点) 量,材料应尽可能就地取材、价格便宜。要 有良好的保护层,施工简便,扬尘率、损耗 率等小,维护检修方便,外表应整齐美观。 (一)保温材料分类及适用范围 保温材料根据不同的特点有不同的分类 方法,常见的有三种:(附后) (二)常用保温结构及适用范围 (三)典型保温材料及性能 有机材料 成分不同 无机材料 高温用 中温用 低温用 湿抹式 填充式 绑扎式 包裹及缠绕式 按照使用温度不同 施工方法不同 热力设备及管道 多为无机保温材料。 低温保冷工程多 用有机保温材料; 高温用保温材料, 主要用于各种工业炉 耐火砖间的填充料以 及其他场所。 中温用保温材料 是热力设备及管道常 用的保温材料, 低温用保温材料主 要用于温度在100℃ 以下的保冷工程 第三节 保温保冷技术(掌握重点) (二)常用保温结构及适用范围 ? 涂抹法保温(海泡石。设备、阀门、外墙) ? 绑扎法保温(设备、管道) ? 装配式保温(定型制品,现场安装) ? 填充法保温(主要用于阀门法兰和膨胀节部 位可卸式保温 ) ? 粘贴法保温(外壳、外墙) ? 喷涂结构保温(专用设备喷射) ? 金属反射式保温(高温辐射) 第三节 ? ? 保温保冷技术 (三)典型保温材料及性能(p24表) 硅酸铝质耐火纤维:耐高温、隔音、防酸,吸水 岩棉,离心玻璃棉:隔音、防酸,吸水、扎人。 ? ? 膨胀珍珠岩:散装耐高温。 复合硅酸盐保温材料:可塑性强、导热系数低、 容重轻、粘接性强、防水、耐酸碱、不燃、施工 方便、不污染环境等特点,是新型优质保温绝热 材料。 第三节 ? 保温保冷技术 硬质聚氨酯泡沫塑料:低温、强度高,成 本较高。 聚苯乙烯泡沫塑料:不耐高温,故适用于 70℃以下的管道、设备保温。 ? 轻质镁铝辐射绝热材料:屏蔽热辐射的能 力高达50% ~ 60%。 ? 真空保温材料和纳米孔硅保温材料是正在 研究的新型保温材料。 ? 第四节 ? 蓄冷蓄热技术 概述 蓄冷蓄热技术 发展历程 一、知识结构 蓄 冷 蓄 热 技 术 蓄冷蓄热原理 蓄冷蓄热 原理及模式 蓄冷蓄热模式 蓄冷系统技术应用 蓄冷蓄热 技术及应用 蓄热系统技术应用 第四节 蓄冷蓄热技术(了解内容) ? 蓄冷蓄热技术概述、目的和发展历程,电蓄 热锅炉的应用。 当前使用的蓄冷蓄热技术和装置主要有 冰(水) 蓄冷,电蓄热锅炉和蒸汽蓄热器事。 目前广泛使用的是变压式蒸汽蓄热器。 第四节 ? 蓄冷蓄热技术(理解要点) 三、理解要点 (一)蓄冷蓄热系统的基本原理 (显热、潜热) 主要采用水蓄冷、冰蓄冷、蒸汽蓄热等方式。 (二)水蓄冷属于显热蓄冷 应用最广泛的水蓄冷是自然分层蓄冷。 (三)冰蓄冷则属于潜热蓄冷 冰蓄冷系统当前主要分为静态冰蓄冷和动态冰 蓄冷两种方式。 (四)蒸汽蓄热器 安装于锅炉与用汽设备之间的节能设备。 第四节 蓄冷蓄热技术(掌握重点) 四、掌握重点 (一)蓄冷蓄热系统主要采用水蓄冷、 冰蓄冷、蒸汽蓄热等方式。 (二)水蓄冷按照蓄冷罐的形式:自然 分层水蓄冷;迷宫式水蓄冷;多槽/空槽式 水蓄冷;隔膜式水蓄冷。 由于迷宫式蓄冷装置太复杂,隔膜式蓄 冷装置可靠性不够高,一般情况下优先选 用温度自然分层式与多槽式蓄冷装置,其 中应用最广泛的是自然分层水蓄冷。 第四节 蓄冷蓄热技术(掌握重点) (三)冰蓄冷方式 ? 静态冰蓄冷:主要分为密封件式和冰盘管 式。 ? 动态冰蓄冷:根据制取冰晶的不同方式分 为刮削式、过冷式和真空冷冻式。 ? 与水蓄冷系统相比,冰蓄冷需要的制冷温 度低,因而需要配置双工况制冷机组,而 且制冰工况下机组效率低,目前静态冰蓄 冷应用较广。 第四节 蓄冷蓄热技术(掌握重点) (四)蒸汽蓄热器: ? 1、用途:用以平衡用汽设备的波动负荷。 ? 2、原理:密闭压力容器,90%空间充有饱和热水 ? 3.适用范围 : ? 用汽负荷波动较大的供热系统; ? 瞬时耗气量极大的供热系统; ? 汽源间断供汽的或流量波动的供热系统; ? 需要蓄存蒸汽供随时需要的场合。 第五节 燃烧节能技术(知识结构) 分层燃烧技术 概述 富氧燃烧技术 蓄热式燃烧 燃 烧 节 能 技 术 主要燃烧技术 化学助燃剂燃烧 磁化燃烧技术 脉冲燃烧技术 其他燃烧技术 低氧燃烧技术 第五节 燃烧节能技术 二、了解内容:燃料释放热量的利用形式。 三、理解要点 (一)其它燃烧技术 1.触媒燃烧:氢、碳等形成的可燃性气体在大 气中燃烧时,变成二氧化碳、水蒸汽及其他 气体。 2.乳化燃烧:乳化燃料燃烧是个复杂的过程, 在燃料燃烧过程中存在的“微爆”现象和“ 水煤气反应”。 第五节 燃烧节能技术 3. 流化床燃烧:流动床燃烧是指把煤与石灰 石加入燃烧室床层上,在通过布置在炉底的 布风板送出的高速气流作用下,形成流态化 翻滚的悬浮层,进行流化燃烧,同时完成脱 硫,这种燃烧技术叫流化床燃烧技术。具有 燃料实用性广,燃烧效率高,氮氧化物排放 低,石灰石炉内脱硫等优点。 第五节 燃烧节能技术(掌握重点) 四、掌握重点 ? 1.分层燃烧原理及特点 ? 2.富氧燃烧原理及特点 ? 3.蓄热式燃烧(其原理见图1.5-1 ) ? 4.燃煤添加化学助燃剂燃烧 ? 5.磁化燃烧节能技术 (f104) ? 6.脉冲燃烧的本质及优缺点 ? 7.低氧燃烧 第五节 燃烧节能技术(掌握重点) (一)分层燃烧原理及特点 (1)分层燃烧原理:燃煤锅炉分层燃烧是用 机械筛分的办法,将原煤在由给煤滚筒出口 落向炉排时,先经过筛分装置,使不同粒度 的煤在经过筛子落向炉排时,造成时间差与 位置差,结合炉排的转动便形成了上小下大 、层次分明且疏松的煤层结构。 (2)分层燃烧特点:减少锅炉漏煤量;煤层 厚度平整均匀;提高燃烧效率。 第五节 燃烧节能技术(掌握重点) (二)富氧燃烧原理及特点 (1)富氧燃烧原理: 通过提高助燃空气中氧气浓度所完成的 燃烧过程称为富氧燃烧。 (2)富氧燃烧特点: 富氧燃烧可以提高燃烧温度;降低燃料 的着火温度,促进完全燃烧;降低空气系 数,减少排烟量。 第五节 燃烧节能技术(掌握重点) (三)蓄热式燃烧 (1)蓄热式燃烧通过蓄热室回收烟气的余热 来助燃空气或预热煤气,降低排烟温度实 现节能。 (2)其原理见下图。 (3)关键设备有蓄热体、换向阀和烧嘴。 第五节 燃烧节能技术 图1.5-1 蓄热式燃烧技术工作原理示意图 图1.5-1 蓄热式燃烧技术工作原理示意图 第五节 燃烧节能技术(掌握重点) (四)燃煤添加化学助燃剂燃烧 (1)依据煤炭燃烧化学反应原理,在燃煤中加 入少量化学助燃剂,通过催化、活化等作用 ,促进氧化及离子交换的作用,改善煤炭燃 烧性能,可以提高燃烧效率。 (2)主要应用效果是:降低煤炭的着火温度; 改善煤炭的燃烧特性。 第五节 燃烧节能技术(掌握重点) (五)磁化燃烧节能技术 (1)使喷出的油滴更加细小。 (2)增大了油与空气的接触面积 。 (3)燃料分子与氧分子结合更加充分。 (4)燃烧效率提高。 第五节 燃烧节能技术(掌握重点) (六)脉冲燃烧 (1)脉冲燃烧本质:脉冲燃烧实际上是一种 燃烧控制方式,脉冲燃烧控制采用的是间 断燃烧的方式,使用脉宽调制技术,通过 调节燃烧时间的占空比实现窑炉、加热炉 等工业炉的温度控制。 第五节 燃烧节能技术(掌握重点) (2)优点:传热效率高;炉内温度场的均匀 性较高;无需在线调整,即可实现燃烧气 氛的精确控制;系统简单可靠,造价低; 可以减少NOx的生成。 (3)缺点:调节比小;容易产生噪音;启动 必须使用风机;需要设置燃烧稳定后自动 停止风机的装置。 第五节 燃烧节能技术(掌握重点) (七)低氧燃烧 (1)低氧燃烧原理 高温低氧燃烧技术与传统燃烧技术不同之 处是充分利用加热炉的排烟余热将助燃空气加 热到1000℃甚至更高,使加热炉排烟温度降低 到200℃以下,从而提高了燃料的热利用率。 (2)低氧燃烧特点。 (3)低氧燃烧实现途径。 第六节 换热节能技术 一、知识结构 二、了解内容 (一)换热器的定义、分类和对换热器的基 本要求。 (二)换热器的选型。 (三)强化传热技术应用时需要注意的一些 问题。 换热器概述和分类方法 设计计算 分类 校核计算 平均温差法 传热有效性单元数法 热计算 换 热 节 能 技 术 换热器的设计计算 结构计算 流动阻力计算 强度计算 方法 换热器的设计和选型 设计 选型 增大传热面积 强化传热原理 强化传热技术 强化传热技术 增大传热温差 提高传热系数 管程的强化传热技术 壳程的强化传热技术 第六节 ? 换热节能技术(理解要点) 三、理解要点 (一)最常用的换热器分类 根据冷热流体热量 交换的原理和方式 间壁式换热器(两种 不同温度的流体) 混合(接触)式换热器 蓄热式换热器 第六节 换热节能技术(理解要点) (二)换热器设计计算的主要内容 ? 热计算; ? 结构计算; ? 流动阻力计算; ? 强度计算。 第六节 ? 换热节能技术(掌握重点) (一)换热器的热计算 ? 1.热计算的分类。 ? 2.热计算的参数和基本关系式。 ? 3.热计算方法 。 ? 4.流动方式的选择。 ? 5.换热器的设计和选型 。 第六节 换热节能技术(掌握重点) 1. 换热器热计算的分类和方法 设计计算 (1)热计算种类 换热器的热计算 (2)热计算方法 校核计算 平均温差法 ?-NTU法 第六节 换热节能技术(掌握重点) 2.热计算的参数和基本关系式(p48) (1) 传热量和流体的进出口温度、传热系数、传热 面积等参数 (2) 传热方程式 热平衡方程式 Q ? KA?tm Q = C m △t 第六节 换热节能技术(掌握重点) 3.流动方式的选择 为了满足不同工艺过程换热的需要,换热 器中冷热流体流动的布置方式很多。换热器中 流体的相对流向一般有顺流、逆流和交叉流。 在相同的进、出口温度条件下,不同流动 型式平均温差的大小具有下述特点:①逆流的 平均温差最大;②顺流的平均温差最小;③交 叉流适中。因此,换热器应当尽量布置成逆流 ,而尽可能避免作顺流布置。 第六节 换热节能技术(掌握重点) 4.换热器的设计和选型 ? 设计(基本步骤): (1)估算传热面积,初选换热器型号; (2)计算流体的流动阻力; (3)计算传热系数,校核传热面积。 ? 换热器的选型: (1)基本要求。 (2)一般步骤。 第六节 ? 换热节能技术(掌握重点) (二)强化传热技术 ? 1.强化传热原理 ? 2.强化传热技术分类 第六节 换热节能技术(掌握重点) Q ? KA?tm 1.强化传热原理:传热方程式 增大换热面积 强化传热的途径 提高传热系数K 加大对数平均温差?tm 第六节 换热节能技术(掌握重点) 2、强化传热技术分类(主动、被动) 强 化 传 热 技 术 管程的: 主要是采用强化传热管 改变管子外形或在管外 加翅片 壳程的: 改变壳程管间支撑物结构 ? 一、知识结构 概述 第七节 余热余压利用技术 余热的来源和温度范围 余 热 余 压 利 用 技 术 高温余热的利用方法和设备 余热的基本 利用方法和 设备 低温余热的利用方法和设备 中温余热的利用方法和设备 余压的利用 余压利用的基本概念 第七节 ? 余热余压利用技术(了解内容) 余热的概念和来源。 ? 余压发电的基本概念。 第七节 余热余压利用技术(理解要点) ? 高温余热 :高于650℃ 中温余热 :介于650~ 200℃ 根据温度不同 余热资源分类 ? ? 低温余热 :温度低于 200℃的烟气和低于 100℃液体 第七节 余热余压利用技术(掌握重点) 四、掌握重点 (一)高温余热的利用(主要途径3种) 1.高温烟气---余热锅炉---蒸汽(最经济、最有 效的方法)。 2.高温烟气---加装换热器---预热助燃空气(进 料). 3.大块的高温固体---使用载体(气体或液体)-余热回收。 第七节 余热余压利用技术(掌握重点) (二)中温余热的利用 主要包括利用排污膨胀器回收余热或引入换热器 加热给水。 (三)低温余热的利用 1.采用间接蒸汽加热设备产生的冷凝水,可以回收 到锅炉再利用。 2.对于其他低温余热的回收利用,首先应该考虑通 过合理地安排生产工艺流程,在流程内最大程度的利 用余热。 3.可以利用热管和热泵技术对30~60℃的低温余热 资源提高其品位后再加以利用。 第七节 余热余压利用技术(掌握重点) (四)几种常用的余热利用设备 1.换热器:换热器是余热利用过程中应用最多 、最广泛的热交换设备。 2.余热锅炉:余热锅炉的原理和结构基本与普 通工业、动力锅炉相同。 3.热管:热管是一种新型的高效率的传热装置。 4.热泵:热泵的工作原理与制冷机相同,只是它 们使用目的不同。 第一章 第八节 输配电系统节能技术 一、知识结构 (一)概述 (二)供配电系统的节能措施 (三)供配电系统的谐波抑制技术 (四)供配电系统的节能发展趋势 二、了解内容 供配电系统节能的发展趋势 1、研发新型输电导线,减少输电线路损耗, 如:碳纤维复合导线、推广应用节能型变压器,如:非晶合金 变压器。 3、普及先进的现代静止无功补偿装置。 三、理解要点 (一)电力系统的基本组成及基本要求 1、基本组成:由发电机、变压器(升、 降压)电力线路、用户等组成。 三、理解要点 2、基本要求: (1)保证发、供电的可靠性; (2)保证良好的电能质量(表征电能质量 的主要指标是电压、频率和波形); (3)保证电力系统运行的经济性; (4)最大限度的满足用户的用电需要。 三、理解要点 (二)工厂供电系统的基本组成 工厂供电系统由工厂总降压厂变、高压配电 线路、车间变配电所、低压线路和用电设备组 中、小型企业进线 kV。 成。大、中型企业进线 kV, 四、掌握重点 (一)供电系统节能措施 1、减少输电线路的损耗 ①采用高压或超高压输电。 ②减少变压级数。 ③合理配置变压器。 ④安装无功补偿设备。 ⑤合理选择线路的材质和截面积。 四、掌握重点 2、减少输电线路运行中的损耗 ①调整电压。变压器的损耗主要是铜损和铁 损。如果变压器在超过其额定电压5%运行时, 变压器铁损将增加15%以上;若超过额定电压 10%,变压器铁损将增加50%以上,应及时调 整变压器的运行分接头,以减少铁损。 四、掌握重点 ②三相负载要平衡。如果三相负载不平衡, 将增加线损。因为当三相负载不平衡时,每相 的负载电流将不相等,这些不平衡电流除了在 其相线上引起损耗外,还将在中线上引起损耗 ,这样将增加线损。如果三相负载平衡,则中 线上的电流为零,可使总的线损降低。 四、掌握重点 ③处理好导线接头。减少导线接头的接触电 阻,可直接降低线路损耗。一般可在接头处加涂 导电膏;另外将点与点的接触变成面与面的接触 ④实施经济调度。 制定各变电所变压器的 经济运行曲线,对变压器及时投切,使变压器保 持最佳运行状态。 四、掌握重点 3、配电变压器的节能措施 ①采用节能型变压器,如S10、S11、S13 型;多台变压器并联运行时,合理选择变压器 的运行台数,可使变压器处于经济运行状态。 ②变压器的实际负荷大于临界负荷,则n台 变压器运行,变压器的实际负荷小于临界负荷 ,则n-1台变压器运行。 四、掌握重点 4、供电系统的无功补偿节能技术 ⑴提高功率因数的途径: ? ? 设法提高用电设备的自然功率因数; 进行无功补偿。 四、掌握重点 ⑵安装无功补偿设备,可以提高供配电系 统功率因数,降低能耗,改善电能质量。 ⑶无功补偿容量的选择。假设配电网中最 大负荷月份平均有功负荷为 Ppj ,补偿前的功率 因数为 cos?1 ,补偿后功率因数提高到 cos?2 ,则 补偿容量为: ? ? 1 1 ? QC ? Ppj ? ? ?1 ? ?1 ? 2 2 ? cos ? cos ? 1 2 ? ? 四、掌握重点 (二)供配电系统的谐波抑制技术 1、谐波产生的原因 电力电子装置的广泛应用,使得电力系统中 电压和电流的波形发生较严重的畸变,产生严 重的谐波问题。 四、掌握重点 2、谐波的危害 ①增加了输、供和用电设备的电能损耗。 ②影响电力测量的准确性。 ③影响继电保护和自动装置的工作可靠性。 ④造成通讯混乱、计算机数据处理产生错误 。 四、掌握重点 3、抑制谐波的措施(三个方面) (1)采用无源滤波器,无源滤波器为谐波提 供一条低阻抗路径,保留基波分量,而谐波通 过滤波器短路; 四、掌握重点 (2)有源电力滤波器,一种动态抑制谐波、 补偿无功的新型电力电子装置,它能够对幅值 和频率变化的谐波以及变化的无功进行补偿; (3)采用混合型电力滤波器,混合型滤波器 就是把无源滤波器和有源滤波器结合一起实现 抑制谐波的装置。 第九节 电机系统节能技术 一、知识结构 (一)概述 (二)普通电动机的工作特性 (三)常用机械负载的特性 (四)风机和泵类负载的节能 (五)电动机的经济运行 一、知识结构 (六)电动机软启动节能技术 (七)变频调速节能技术 (八)空气压缩机节能技术 (九)制冷压缩机节能技术 (十)电动机的发展方向 二、了解内容 电动机的发展方向 1、开发研制并推广高效节能电机,如:新 型稀土永磁电机、YX3系列电机。 2、大力发展电机控制技术,使其向智能化、 模块化、网络化、微型化、通用化等方向发展。 三、理解要点 (一)电动机系统的组成及运行状况 1、组成 电动机是一种将电能转换为机械能的转换 装置。电机系统包括:电动机、被拖动装置、 传动系统以及管网负荷等。 三、理解要点 2、运行状况。我国电机的总装机容量已达 5亿多千瓦,年耗电量达1万亿千瓦时以上。约 占全国用电量的60%,占工业耗电量的75%左 右。其中0.55 ~200千瓦的中小型异步电动机 约占80%。我国电机系统运行状况是:一是电 动机及拖动设备效率低;二是系统运行效率低。 三、理解要点 (二)电动机的分类 1、根据工作电源的不同,可将电动机分为 交流电动机和直流电动机,其中交流电动机又分 为单相电动机和三相电动机,异步电动机和同步 电动机。 2、按转子结构分类,可将异步电动机分为 笼型感应电动机和绕线转子感应电动机。 三、理解要点 (三)普通电动机的工作特性 1、异步电动机的工作特性 ①转速特性; ②电流特性; ③转矩特性; ④功率因数特性; ⑤效率特性: n T ? n ? f ?P2 ? ? ? f ( P2 ) cos? ? f ?P2 ? I ? f ?P2 ? T ? f ?P2 ? P2 三、理解要点 电机空载时电机电流很小,转速接近同步 转速,功率因数很低,效率为0。带载时负载上 升,电流增大,转速下降,功率因数上升,效 率上升。负载接近额定时功率因数最高。 P=0.75PN效率最高。 三、理解要点 2、直流电动机的工作特性 ①转速特性; ②电流特性; ③转矩特性; ④效率特性。 P2 n T ? n ? f ?P2 ? ? ? f ( P2 ) I ? f ?P2 ? T ? f ?P2 ? 三、理解要点 3、同步电动机的工作特性 ①电流特性; ②转矩特性; ③功率因数特性; ④效率特性。 同步电动机可对供电系统功率因数进行调节 三、理解要点 (四)常用机械负载的特性 1、水泵类负载特性 2、风机类负载特性 3、恒功率负载特性 4、恒转矩负载特性 四、掌握重点 (一)电动机拖动风机及泵类负载的节能 1、选用节能型电动机、风机、泵。 2、选用风机时:按正常操作流量的1.1~ 1.15倍及风压余量不超过10%的要求考虑。 四、掌握重点 3、选用泵时,在满足所需最大压力的情况 下其额定流量为正常操作流量的1.1~1.5倍, 扬程余量不超过8%。 4、根据负载功率的大小,合理选择电动 机的额定功率,使电动机运行时的平均负载率 在0.7~1之间,确保电动机高效运行。 四、掌握重点 ①对负荷基本不变的电动机:若电动机输出 功率为P,根据公式 Pe ? (1 ~ 1.45)P 选取电动机 额定功率。 ②对负荷变化的电动机:先求出负荷变化周 期内电动机输出的平均功率P,然后按 Pe ? (1 ~ 1.45)P 选取电动机额定功率。 四、掌握重点 (二)电动机软启动节能技术 1、异步电机硬启动的危害 ⑴启动电流很大,对电网产生冲击; ⑵造成电机损耗增加,影响寿命; ⑶对拖动的机械系统造成冲击,影响寿命 。 四、掌握重点 2、软启动的特点及节能分析 ①无冲击电流。启动电流从零线性上升至 设定值。 ②恒流启动。可以引入电流闭环控制,使 电动机在启动过程中保持恒流,确保电动机的 平稳启动。 四、掌握重点 ③可根据负载特性调节启动过程的各种参 数,保证电动机处于最佳的起动状态。 ④降低了电动机在空载或轻载时的输入电 压,减少了电动机的损耗,提高了功率因数, 减少了线路损 耗 。 ⑤具有过载、过流、缺相、过热等齐全的 保护功能,提高了设备的可靠性。 四、掌握重点 (三)变频调速节能技术分析 1、电动机变频调速的基本工作原理 根据电动机学理论,交流电动机的同步转 速为: 60 f n0 ? p f — —电源频率。 式中:p — —电动机定子绕组的磁 极对数; 四、掌握重点 异步电动机的实际转速总是低于同步转速 的,且随着同步转速的变化而变化。当电源频 率增加时,同步转速也增加;当电源频率下降 时,同步转速也下降。在p固定时,电动机的转 速正比于电源的频率f。这种通过变频器来改变 电源频率实现速度调节的过程称为变频调速。 四、掌握重点 2、变频调速节能技术分析。通常配置风机 、水泵、压缩机时,其额定流量高于需要的实 际流量。其次,生产状况改变时对流量的需求 也发生变化,因此,需要对流量进行调节。若 采用节流调节,会造成能量损失。若采用变频 调速来调节流量,可取得较好的节电效果。 四、掌握重点 例如某一风机运行时转速为n1,轴功率为 P1,通过变频调速,风机转速降低为n2,轴功 率降低为P2。那么风机轴功率与转速之间存在 下列关系, P2 ? n2 ? ? ?? ? ? P n 1 ? 1? 3 ,即风机两种运行工况下 的轴功率之比是转速之比的立方。假设风机转 速下降10%,则轴功率下降27.1%。 四、掌握重点 (四)空气压缩机的节能措施 1、选用节能型电动机 应选择Y、YX系列电动机, YX系列电动 机平均效率比Y系列电动机高3%左右。 四、掌握重点 2、提高传动效率 合理配置电动机与压缩机之间的传动装置 ,减少机械传动过程中的能量损失。 3、降低摩擦损耗 空压机内部的活塞与缸套之间保持良好的 润滑,减少摩擦损耗。 四、掌握重点 4、减少气路系统压力损失和泄漏。 减少其损失的主要措施是:在设计和安装 时,尽可能减少气路的流动阻力,以减少管路 及附件的压强损失;采用大管径,低流速送气 方式;优选安全高效的气功元件;选用新型空 气过滤器以减少压力损失;定期检测管路漏风 情况,确保输气管路安全可靠运行。 四、掌握重点 5、提高冷却器的交换热性能 降低冷却水入口温度,提高冷却水流量, 及时清除冷却器沉积物,采用软化水等提高冷 却器的交换热性能。 四、掌握重点 6、合理设定工作压力 空压机的耗电与排气压力的高低成正比, 在满足生产要求的前提下,适当降低排气压力 可节约电能。 四、掌握重点 7、采用变频调速控制技术。 电动机可以实现软启动,降低了起动电流 ,减轻了机械冲击,提高了机械设备的使用寿 命,减小了对电网的冲击;输气压力稳定,节 能效果显著,一般可达30% ~40%左右。 四、掌握重点 (五)制冷压缩机的节能措施 1、根据实际温度需要选取制冷机型号。 2、对运行参数合理控制,适当提高蒸发温 度,降低冷凝温度。 3、采用就地无功补偿技术,减少线路损耗 (电动机供电线路电流减少)。 四、掌握重点 4、采用变频控制技术调节制冷量提高制冷 机的制冷系数,有效节约电能。 变频控制通过对压缩机转速的适时调节来 改变制冷量的供给。变频空调开始工作时,通 常以最大功率、最大风量进行制冷,以便能迅 速接近设定温度。当达到设定温度后,压缩机 便进入低速、低能耗状态运行。 第十节 电化学节能技术 一、知识结构 (一)概述 (二)电化学基础知识 (三)电化学工业节能技术 二、了解内容 电化学概念 电化学是研究化学能与电能相互转化以及 与这个过程有关的规律的学科。随着电化学科 学的不断发展,电化学理论与电化学方法也广 泛应用于工业生产的多个领域,形成了应用电 化学的多个工业领域。如:氯碱工业、电解铝、 电解铜、电化学加工中的电镀等。 三、理解要点 (一)电解质溶液 在水或其他溶液中,某些物质,如:氢氧 化钠、硫酸等,会分解成带正电荷的阳离子和 带负电荷的阴离子,这种现象叫电离。能够电 离的物质称为电解质。含有电解质的溶液称为 电解质溶液。 三、理解要点 (二)电解质溶液的导电能力 不同的电解质溶液有不同的导电能力,溶 液中离子数量多、电场力强、溶液粘度小,则 导电能力强。我们习惯上用电导和电导率来表 示溶液的导电能力。 三、理解要点 (三)电极电位 由于双电层的存在,就会使金属和溶液之 间存在电位差,我们称为电极电位或平衡电位。 三、理解要点 (四)电极极化 电流流过电极时,电极电位偏离了没有电 流时的值,这种现象称为电极极化。根据产生 极化的机理不同,可将电极极化分为三种:浓 差极化、电化学极化和钝化极化。 四、掌握重点 (一)法拉第定律 电化学中将96 485 C电量定义为一个电量 单位,称为一个法拉第。即1 F=96 485 C。 在电解质导电的过程中,当两个电极之间 有1 F电量通过电解质溶液时,会有1 mol的反 应物发生反应,同时也要有1mol的电解产物生 成。 四、掌握重点 (二)电流效率 电解时,通过一定量的电流后,其电解电 流效率 η = P1/ P×100%。 式中:P1 -- 反应产物的实际产量 P -- 反应产物的理论产量 四、掌握重点 (三)金属的阴极过程和阳极过程 在电化学反应中,阴极附近金属离子放电 还原成金属的过程称为金属的阴极过程。金属 的阳极过程是指金属作为反应物发生氧化反应 的过程。 四、掌握重点 (四)电化学的节能技术 1、合理选择和设计电解槽 ①在氯碱工业中,主要采用三种电解方法, 即隔膜法电解、水银法电解和离子膜法电解, 其中离子膜法电解耗电量最小。 四、掌握重点 ②铝电解工业的电解槽分为两类,即自焙 阳极电解槽和预焙阳极电解槽,大电流预焙阳极 电解槽较老式自焙阳极电解槽,节电效果明显, 电化学生产过程中的电流非常大,其耗电量与 槽电压成正比,因此,降低槽电压是节电的主 要着眼点。 四、掌握重点 2、改进工艺。在工件表面处理过程中控制 好电解液中各种成分的比例,氯碱生产中适当 升高电解液的温度,电镀工件时选择电流效率 高的镀种等工艺改进措施,都能有效地节约电 能。 四、掌握重点 3、改进电极。电极一方面将直流电压加到 电解槽上,通过大电流,另一方面,阳极和阴极 往往也参与整个反应过程,因此,电极性能的 好坏对电化学过程有重要影响。 提高反应质量和效率,有着明显的作用。 4、使用添加剂。对于加速电化学反应过程, 四、掌握重点 5、采用高效电力整流电源。整流电源有硅 整流电源、晶闸管整流电源和开关电源三种。 其中开关电源转换效率可达80%以上,效率较 高,不受负载变化的影响,综合性能好。 四、掌握重点 6、降低电解、电镀设备直流网络的压降损 失。在安装电力整流设备时,应使整流电源的 位置尽量靠近电解槽,缩短供电路径。适当加 大母线排的截面积,降低供电线路的电阻,减 少供电损耗。 四、掌握重点 7、及时检测电解、电镀设备的运行状况 电流效率和平均槽电压每天至少测算一次, 槽电压每月测试一次,以便掌握设备的运行状 况。 四、掌握重点 8、加强电解槽保温,减少电解槽的热损失。 9、同人工控制相比,采用计算机控制技术 控制各种操作及运行参数,能够提高电流效率。 第十一节 电加热节能技术 一、知识结构 (一)概述 (二)电加热设备节能技术 二、理解要点 1、电加热设备是利用电热效应产生的热量 加热物料的设备,主要是各种工业用电加热炉。 二、理解要点 2、电加热设备的特点 电加热设备与燃料加热设备相比,具有以 下优点: ①热效率高; ②电热功率密度大; ③温度 控制准确; ④炉内气氛易控; ⑤易于实现生产 过程的机械化和自动化。 二、理解要点 3、电加热设备种类主要有5 种 ①电阻加热设备 ②电弧加热设备 ③感应加热设备 ④远红外加热设备 ⑤特殊加热设备 三、掌握重点 (一)电阻炉节能技术 1、采用耐火纤维、轻质砖等轻质、高效隔 热材料作炉衬,减少炉壁的散热和蓄热损失。 3、提高炉门、炉盖和热电偶插孔等处的密 封程度,避免金属热“短路”,减小进出炉输 送装置的体积和重量,以免带出过多的热量。 2、改善电热元件的性能,增强热辐射能力。 三、掌握重点 4、应采用大容量炉子,尽可能实现炉子连 续运行,减少炉体散热损失。 5、优化工艺参数,采用最优的加热能力、 升温速度、加热时间以及装料量等。 6、改善炉内功率和温度分布,强化传热过 程,加快进出料速度,减少炉门开放时间。 三、掌握重点 7、对于盐浴炉节能应当尽量选用埋入式盐 浴炉并且采用快速启动节电技术。 8、电阻炉的供电电流很大,供电线路应尽 可能短,以减小线路损耗。 三、掌握重点 (二)电弧炉的节能技术 1、超高功率供电,可以加速炉料熔化,减 少冶炼时间,提高电弧炉的热效率,使单位电 耗下降。 2、强化用氧技术,可以加快钢的脱碳速度, 并充分利用氧与原料中的碳、锰、硅等氧化释 放的热量。 三、掌握重点 3、采用泡沫渣技术,熔炼过程中,向熔池 内喷碳粉或碳化硅粉,加剧炭的氧化反应,在 渣层内形成大量的CO气体泡沫,使渣层厚度增 加,电弧完全被屏蔽,减少了电弧的热辐射损 失,缩短了冶炼时间。 三、掌握重点 4、采用偏心底出钢技术,可进行留钢、留 渣操作,做到无渣出钢,可以有效地利用余热 预热废钢,缩短冶炼时间,降低电耗。 5、废钢预热,冶炼产生的废气温度较高, 利用废气热量加热入炉炉料,使其温度升高, 缩短加热时间,节电效果明显。 三、掌握重点 6、使用氧燃烧嘴。强化废钢的熔化过程, 对缩短冶炼周期,降低电耗有显著的效果。 7、降低短网的线、采用直流电弧炉可使冶炼熔化期大大缩 短,电耗明显减少。 三、掌握重点 (三)感应加热炉的节能技术 1、合理选择感应炉的类型。 感应炉按交变磁场的工作频率分:工频感 应炉(50Hz),中频感应炉(50Hz10000Hz)和高频感应炉(10000Hz以上)。 三、掌握重点 2、提高有心感应炉感应体的性能。 在有芯感应炉中,感应体是其核心的发热 元件。它由感应器、铁心和磁轭、熔沟及外壳 等组成。感应体好坏,寿命长短,直接关系到 电炉的运行状况。 三、掌握重点 3、降低短网线路损耗。 缩短变压器或变流装置与炉子间的距离, 以减少供电线路的功率损耗。在大电流母线附 近,尽量避免有铁磁性物质,以免形成感应电 流发热。 三、掌握重点 4、保证感应炉有较高的负荷率。 以使电炉工作在额定状态,保持较高的加 热效率。 5、采用合理的装料方法。 6、对运行工艺及参数进行优化和改进。 7、合理控制炉温及冷却水温。 8、提高功率因数。 三、掌握重点 (四)远红外加热设备的节能技术 1、合理选择辐射源的表面温度。 2、合理配置远红外线、加强炉体保温和密封,对脱水干燥的远 红外加热炉,应采取排风措施。 4、及时检查更换远红外线辐射元件。 第十二节 照明节能技术 一、知识结构 (一)概述 (二)电光源 (三)照明节能措施 (四)高效电光源节电量的计算 二、了解内容 世界上,照明用电占到全球用电总量的 10%-20%,我国照明用电占全国总用电量的 12%左右,年照明用电量已超过1500亿kWh, 照明节能率可以达到20%左右。 三、理解要点 (一)电光源的分类电光源可以按照发光物质分类。 热辐射光源 固体发光光源 电 光 源 气体放电 发光光源 弧光放电灯 高压气体放电灯 低压气体放电灯 低压钠灯 高压钠灯 高压汞灯 金属卤化物灯 氙灯 场致发光灯 半导体发光器件 氖灯 辉光放电灯 霓虹灯 荧光灯 白炽灯 卤钨灯 三、理解要点 (二)主要电光源简介 1、白炽灯 优点:结构简单、成本低、显色性好、使 用方便。缺点:光效过低、寿命短。 2、荧光灯 特点:结构简单、光效和寿命是白炽灯3倍 以上。 三、理解要点 3、高压钠灯 具有高效、节能、光通量大、透雾性强、 光色柔和、寿命长等特点。缺点是显色性差。 4、金属卤化物灯 特点:光效高、显色性好、使用寿命长, 可以替代高压汞灯使用。 三、理解要点 5、高频无极荧光灯 特点:使用寿命很长、可调光、光效高、 显色性好。缺点:价格高、有电磁干扰。 6、LED灯 LED是一种冷光源,产生的热量很少。具 有电压低、寿命长、可靠性高、发光效率高、 能耗小等优点。 四、掌握重点 (一)电光源的特性 1、发光效率(光视效能) 电光源发出的全部光通量与输入的电功率 之比。单位是lm/W(流明/瓦)。光效是电光源 最重要的特性,光效越高的电光源,节能效果 越好。 四、掌握重点 2、色温 当光源的发光颜色与能够 全部吸收光能的黑体某一温度 下辐射的光色相同或相近时, 该温度称为光源的色温。 四、掌握重点 3、光源寿命 由有效寿命和平均寿命两个指标来表示。 有效寿命是指灯开始点亮至灯的光通量衰 减到额定光通量的70%~80%之间的时间,单 位为h(小时)。平均寿命是指一组实验样灯, 从点亮到50%的灯失效的时间,单位为h(小 时)。 四、掌握重点 4、启动性能 热辐射电光源的启动性能好,能瞬间启动, 气体发光电光源的启动性能差,多数不能瞬时 启动。 四、掌握重点 (二)照明节能措施 1、选择合理的照度 照明设计时,应遵照国家制定的《建筑照 明设计标准》要求,在保证合理有效的照度和 亮度的条件下,尽量减少照明负荷。 四、掌握重点 2、选择高效电光源 选择高效荧光灯,尽量不选用白炽灯。紧 凑型荧光灯同白炽灯相比可节电77%~86%, T5荧光灯比T8荧光灯节电20%~30%。 四、掌握重点 3、选择高效灯具 灯具整体性能的好坏,对照明效果和节能 影响很大,如果选择不合理,能量损耗达30%40%。室内用灯具的效率不低于70%,室外用 灯具不低于40%,室外投光灯具不低于55%。 四、掌握重点 4、电子镇流器自身功耗仅相当于普通型电 感镇流器的1/4~1/3,使用电子镇流器节电效 果明显。 5、合理安装布置照明灯具。 6、采用照明节电控制措施。如光控、声控 和智能控制。 第二章 第一节 ? 第二节 ? 第三节 ? 第四节 ? 新能源及可再生能源利用技术 太阳能利用技术 地热能利用技术 生物质能利用技术 其他清洁能源利用技术 第一节 太阳能利用技术 一、知识结构 ? 二、了解内容 ? (一)太阳能与太阳辐射的概念 太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的 能量。 ? (二)我国太阳能资源分布特点。 ? (三)太阳能利用的七个阶段。 ? (四)太阳能利用中的有关概念与计算。 ? (五)太阳能利用技术发展方向。 ? 概述 太阳能介绍、利用简史 太阳能利用中的概念与计算 太 阳 能 利 用 技 术 太阳能集热器介绍、分类 太阳能利 用技术 太阳能光伏发电原理、方式 太阳能热发电技术原理、方式 太阳能制冷与空调原理 发展方向 太阳能利用发展方向 第一节 太阳能利用技术 三、理解要点 (一)太阳能发电原理 1.光—电直接转换方式:光伏电池 2.光—热—电转换方式: 利用聚光类发电 利用聚光集热器把太阳能转变成热能,然 后通过汽轮机做功发电。主要有塔式太阳 能热发电、碟式太阳能热发电、槽式太阳 能热发电等。 第一节 太阳能利用技术(掌握重点) 四、掌握重点 (一) 目前新能源太阳能常用利用技术分类 1、太阳能集热器。 2、太阳能光伏发电技术。 3、太阳能热发电技术。 4、太阳能制冷与空调。 第一节 太阳能利用技术(掌握重点) (二)太阳能集热器 ? 太阳能集热器的核心是吸热板 ? 分类方法:为高温(200℃以上)、中温( 100℃~200℃)和低温(100℃以下)集热器三 种方式。 ? 平板型太阳能集热器技术优点:工艺简单,加 工和运行成本低,可常压运行,无安全隐患, 使用寿命长。缺点:昼夜温度不均匀,表面热 损大;低于0℃时,易发生胀管;流动阻力分布 不均,抗冻性能差;排管容易结垢。 第一节 ? 太阳能利用技术(掌握重点) 全玻璃真空管式太阳能集热器采用真空技 术,优点是热损低,集热管热效率高。缺 点是不能承压,易结垢,价格较贵。 ? 热管真空管式太阳能集热器具有工作温度 高,承压能力大和耐热冲击性能好的特点 ,缺点是生产成本高,技术要求高。 第一节 太阳能利用技术(掌握重点) (三)太阳能光伏发电技术 ? 基本装置:就是太阳能电池 ? 分类:主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅、多 元化合物及聚光太阳能电池。 ? 特点:在能量转换效率和使用寿命等方面, 单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。多晶 硅比单晶硅转换效率略低,但价格低。 第一节 太阳能利用技术(掌握重点) (四)太阳能热发电技术: ? 分类:槽式、塔式、碟式 ? 槽式热发电技术缺点:难实现双轴跟踪, 致使余弦效应对光的损失每年平均达到30 %;结构庞大;辐射损失仍然随温度的升 高而增加。 ? 塔式热发电最大的缺点:单位容量投资过 大,降低造价比较困难。 第一节 ? 太阳能利用技术(掌握重点) 碟式太阳能发电优点:可单机标准化生产 、综合效率高、使用寿命长、较强的运行 灵活性,缺点是抛物面形状的可跟踪系统 大小受制作工艺限制,发电功率一般不超 过几十千瓦,制造这种小功率的斯特林发 动机的主要障碍是成本高和可靠性低。 第一节 太阳能利用技术(掌握重点) (五)利用太阳能制冷主要途径。 ? 1、太阳能—电能(常规制冷机) —制冷 特点:原理简单,容易实现,缺点是成本 高; ? 2、太阳能—热能—制冷 特点:该途径技术要求高,但成本低,无 噪声,无污染,是目前太阳能在制冷空调 中应用的主要方式。 第二节 地热能利用技术 概述 地热能简介、分类及分布 一、知识结构 地 热 能 利 用 技 术 地热能开采技术、方法 地热能利用技术 地热能利用:发电、采暖、空调 发展方向 技术和产业化现状、发展方 向 第二节 地热能利用技术 二、了解内容 地热能利用中的相关概念、分类、现状及 发展方向: 1、地热能储存在地下土壤、岩石和流体中的 热能。 2、地壳中的地热主要靠导热传输。 3、地热增温率接近3℃的地区,称为正常地热 区。 第二节 地热能利用技术(理解要点) (一)地热资源按温度分级:分为三级:高温(大于 150℃);中温(90~149℃);低温(小于89℃)。 (二) 地热发电原理。利用地热中的高温热流体通 过汽轮机做功发电;分为蒸汽型和热水型两类。地热 发电对地热流体的温度要求较高,一般要求150℃甚 至1000℃以上才比较经济。 (三)地埋管地源热泵:以土壤为热泵系统的冷热源 ,利用水泵驱动载冷剂经过闭式循环管道,与周围土 壤换热,从土壤中提取或释放热量。可实现低温位热 能向高温位转移,是利用地热能的一种有效方式,该 系统又称为土壤耦合热泵系统。 第二节 地热能利用技术(掌握重点) 四、掌握重点 (一)常用地热能利用技术分类、特点及适用范围 1、地热发电; 2、地热供暖; 3、地热务农; 4、地热行医; 5、地埋管地源热泵技术; 6、地热制冷空调技术。 第二节 地热能利用技术(掌握重点) (二)地热发电: ? 蒸汽型:包括背压式和凝汽式,蒸汽型地 热发电发电方式简单,但干蒸汽地热资源 有限,且多存于较深的地层,开采难点大 ,发展受到限制。 ? 热水型:双循环式发电方式适用于含盐量 大、腐蚀性强和不凝性气体含量高的地热 资源。发展双循环系统的关键是开发高效 的热交换器。 第二节 地热能利用技术(掌握重点) (三)地热供暖:分为直接和间接供暖方式。 (四)地埋管地源热泵技术 ? 系统:由源侧环路、制冷剂环路、负荷侧环路组 成; ? 地埋管换热器有水平型、竖直型和螺旋型三种埋 管方式; ? 地源热泵的特点:有利用可再生能源、节能、性 能系数高、对生态影响小等。缺点有:系统的初 投资较高;易在土壤中形成“热堆积”或“冷堆 积”现象。 第二节 地热能利用技术(掌握重点) (五)地热制冷空调技术 ? 地热水驱动吸收式制冷机,该技术要求地热 水温75℃以上。 ? 与电压缩式制冷系统相比,节电60%以上。 第三节 生物质能利用技术 概述 生物质能特点及开发利用 生物质能气化技术 生 物 质 能 利 用 技 术 生物质能利用技术 生物质固化技术 生物质能发电技术 发展方向 存在的问题和解决途径 第三节 生物质能利用技术 一、知识结构 二、了解内容 ? 生物质能利用特点、现状及发展方向。 第三节 生物质能利用技术(理解要点) 三、理解要点 (一)生物质能转化主要方法 ? 物理方法:改变生物质的形状、致密度 ,如固化成 型技术。 ? 热化学转化方法:是通过热化学将生物质转化制 备得到一氧化碳、氢气、小分子烃或生物质油等 物质,包括生物质气化和生物质液化。 ? 生物转化方法:是通过微生物或酶使得生物质进 行生化反应的过程,主要有厌氧发酵技术和特种 酶技术,如沼气甲烷技术。 第三节 生物质能利用技术(理解要点) (二)生物质气化技术原理。 ? 气化的主要反应原理为氧气(空气、富氧 或纯氧)、水蒸汽或氢气等作为气化剂, 在高温的条件下通过热化学反应将生物质 中可燃部分转化为可燃气(主要为一氧化 碳、氢气和甲烷等)的热化学反应。基本 反应包括固体燃料的干燥、热分解反应、 还原反应和氧化反应四个过程。 第三节 生物质能利用技术(理解要点) (三)生物质制沼气原理: ? 人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密 闭的沼气池内,在厌氧(没有氧气)条件下, 经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃 气体。 第三节 生物质能利用技术(掌握重点) 四、掌握重点 (一)气化技术分类、设备、技术特点。 (二)制约生物质气化技术快速发展的主要 问题 (三)固化成型技术分类、成型设备及特点 (四)生物质制沼气技术条件 (五)生物质发电技术特点及存在的问题 第三节 生物质能利用技术(掌握重点) (一)气化技术分类、设备、技术特点 ? 气化技术分类 ? 气化炉可分为两大类: ? 固定床气化炉:适用于物料为块状及大颗粒原料,一般采 用空气为气化剂。特点是设备结构简单、易于操作、可 以实现多种生物质原料的热解气化、投资少等。缺点是 生物质燃气热值低,焦油含量高,容易造成管路堵塞。 ? 流化床气化炉:一般采用砂子作为流化介质(也可不用), 优点是气固接触混合良好,停留时间短,受热均匀,加 热迅速,气化反应速度快,气化强度大,可频繁启停, 可燃气得率高,燃气中焦油含量较小,综合经济性好等 优点,适合于大型的工业供气系统。其缺点是出炉的可 燃气中含有较多的灰分,设备结构复杂,投资较大。 第三节 生物质能利用技术(掌握重点) (二)制约生物质气化技术快速发展的主要 问题(p140) 1.焦油问题(堵塞管路,污染气缸) 2.二次污染问题 (主要是除尘水污染) 3.气体热值偏低问题(热值一般是天燃气热值 的1/17 ~ 1/7,热值偏低) 第三节 生物质能利用技术(掌握重点) (三)固化成型技术分类、成型设备及特点 ? 热成型工艺:是目前普遍采用的生物质固化 成型工艺 ? 常温成型工艺:在常温将生物质燃料颗粒高 压挤压成型的过程 ? 碳化成型工艺:分为两类先成型后炭化和先 炭化后成型两类方式。 第三节 生物质能利用技术(掌握重点) (四)生物质制沼气技术条件: ? 沼气细菌; ? 严格密闭的沼气发酵池; ? 充足的发酵原料; ? 发酵液浓度适当; ? 适宜的温度; ? 适宜的酸碱度; ? 充分搅拌。 第三节 生物质能利用技术(掌握重点) (五)生物质发电技术特点及存在的问题。 ? 生物质混燃发电技术:成熟,投资少,效益好,比较 适合于原有燃煤电站的改造。 ? 生物质气化发电技术:特点:灵活性、洁净性及经济 性。 ? 沼气发电设计:需要考虑以下几个方面:沼气脱硫、 保持压力稳定及防爆;在进气总管上,需加装沼气空气混合器,调节空燃比和混合气进气量;对沼气发 动机有要求较高;加装调速系统。沼气发电技术存 在的问题,沼气发动机和发电机组还没形成规模化 批量生产,科研生产单位缺乏相关的研究经费,没 有对其作深入研究开发的积极性。 第四节 其他清洁能源利用技术 风能 其他 清 洁 能 源 利 用 技 术 概述、资源分布及利用 海洋能 概述、利用及发展趋势 氢能概述与利用 氢能与燃料电 池 燃料电池概述、特点及应用前景 天然气水合物 概述、资源分布、现状及发展趋 势 第四节 其他清洁能源利用技术 一、知识结构 二、了解内容 ? 本节属于了解内容,包括风能、海洋能、 氢能与燃料电池及天然气水合物。 ? 1.风力发电技术特点为不需发电燃料、清 洁可再生等。 ? 2.海洋能利用方式及发展趋势;波浪发 电、潮汐发电、海流发电、温差发电与盐 差发电介绍、特点。 第四节 ? 其他清洁能源利用技术 ? ? 3.氢能具有密度小、导热性好、资源丰富、安 全环保等特点。氢能可用于航空航天、工业及氢 燃料电池等领域。 燃料电池分类有多种方式,最常见的是按照所使 用电解质的不同,分为质子交换膜、直接甲醇、 碱性、磷酸型、熔融碳酸盐和固体氧化物燃料电 池。 4.天然气水合物形成具备的条件:低温、高压 、有充足的烃类气体和水的供应、充足的生长空 间。

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