化工企业通用节能技术课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,化工企业通用节能技术,化工企业通用节能技术,主讲人：尹洪超,大连理工大学能源与动力学院 教授,博士生导师 化工系统工程研究所 博士,热力工程与节能设计研究所 所长,电 话：,13940865971,传 真：,0411-84708460,E-mail,：,hcyin,主讲人,主讲人：尹洪超大连理工大学能源与动力学院 教授主,目录,冷凝水回收节能技术,热电联产节能技术,锅炉、加热炉节能技术,热管及热管换热器节能技术,热泵节能技术,余热回收节能技术,低温热制冷节能技术,蓄热蓄冷技术,目录,目录 冷凝水回收节能技术目录,一、冷凝水回收节能技术,hcyin,一、冷凝水回收节能技术hcyin,1,、冷凝水的产生,间接换热产生冷凝水,产生饱和冷凝水,：无论是高于，等于还是低于大气压力,(,或系统压力），冷凝水都有饱和状态，只是冷凝水的温度分别大于、等于和低于,100,（饱和温度）。等于大气压力时，冷凝水处于常压状态，低于大气压时，冷凝水处于真空状态。,产生过冷冷凝水,：当被加热介质流速过快时，换热器面积足够大时，蒸汽在换热器中完全放出汽化潜热变成饱和冷凝水后，仍进一步降温冷却，成为过冷冷凝水。,冷凝水回收节能技术,1、冷凝水的产生间接换热产生冷凝水冷凝水回收节能技术,1,、冷凝水的产生,冷启动、输送和加热过程产生冷凝水,冷启动时产生冷凝水,间接换热设备冷启动时产生冷凝水,(,考虑疏水阀排量,),蒸汽输送管网冷启动时产生冷凝水,(,考虑疏水阀排量,),蒸汽输送管网产生冷凝水,无保温管网产生冷凝水,有保温管网产生冷凝水,用汽系统产生产生冷凝水,间接加热产生冷凝水,冷凝水回收节能技术,1、冷凝水的产生冷启动、输送和加热过程产生冷凝水冷凝水回收节,2,、冷凝水直接排放的危害,如果不能有效和合理的对冷凝水进行回收利用，而直接排放，会造成：,水资源污染,环境热污染,能源，尤其是热能的浪费,冷凝水回收节能技术,2、冷凝水直接排放的危害 如果不能有效和合,高温冷凝水做锅炉补水，燃料费节约,例如冷凝水回收温度100；补给水温度15；运行24小时/天，300天/年，锅炉效率70%，燃煤热值5000,kcal/kg，,煤价300元/吨，燃油锅炉效率80%，燃油2.2元/升，燃油热值41100,kg/L。,回收1,t/h,冷凝水相当于节煤量：,吨/年,年节约价值：,万元,回收1,t/h,冷凝水相当于节油量：,升/年,年节约价值：,万元,3,、冷凝水回收价值,冷凝水回收节能技术,高温冷凝水做锅炉补水，燃料费节约吨/年年节约价值：万元回收1,水及水处理费用节约,例如水费1.7元/,t，,水处理费1.5元/,t，,则回收1,t/h,冷凝水相当于价值,：,其他费用,密闭式冷凝水回收可减少蒸汽泄漏量及二次闪蒸量，同开式比较按增加背压0.2,MPa，,即减少闪蒸压差0.2,MPa,。,万元,疏水阀泄漏量减少：,二次闪蒸量减少：,总汽量减少：,冷凝水回收节能技术,3,、冷凝水回收价值,水及水处理费用节约万元 疏水阀泄漏量减少：二次闪蒸,4,、冷凝水回收方式,用汽设备使用蒸汽压力,P1,，冷凝水回收集水罐压力,P2,，大气压力为,P0,开式回收,：集水罐压力,P2,等于大气压力,P0,闭式回收,：集水罐压力,P2,大于大气压力,P0,关系式：,P1,P2,P0,完善程度：,P2,越接近,P1,回收系统越完善。,影响因素：,P2,受用汽设备始端压力、管网长度、管径大小，管道构件及设备管网高度等影响。,冷凝水回收节能技术,4、冷凝水回收方式 用汽设备使用蒸汽压力P,4,、冷凝水回收方式,1).,开式回收系统,定义：,即凝结水收集水箱,(,罐,),和大气想通的系统，不同压力的用汽设备排放的凝结水通过一条或几条凝结水回收管路，汇集到一个开式凝结水收集水箱,(,罐,),，通过凝结水泵将凝结水输送到锅炉房蓄水池，再和生水一起进行软化、脱碳、除氧处理，重新用于锅炉给水的系统。,开式回收系统特点：,排放闪蒸汽,凝结水水温低,受污染程度大,系统投资小,4、冷凝水回收方式1).开式回收系统排放闪蒸汽凝结水水温低受,自来水,冷凝水箱,软水箱,软水处理交换器,锅炉,除氧器,低压用汽设 备,中压用汽设 备,高压用汽设 备,7,米,减温减压器,开式回收系统工艺流程,4,、冷凝水回收方式,自来水冷凝水箱软水箱软水处理交换器锅炉除氧器低压用汽设 备中,2).,闭式回收系统,定义：,从冷凝水管网到收集水罐，整个回收过程中系统处于大气压力以上运行，凝结水收集水罐除设计安全考虑超压放外，其它部分始终不与大气接触，凝结水通过专门设计的防汽蚀水泵输送至锅炉房热力除氧器或锅炉汽包。凝结水无需特别软化、脱碳霍除氧处理。,闭式回收系统特点,：,很少排放闪蒸汽,回收水温高,冷凝水无污染,系统投资相对小,4,、冷凝水回收方式,2).闭式回收系统很少排放闪蒸汽回收水温高冷凝水无污染系统投,自来水,软水箱,锅炉,低压用汽设备,中压用汽设备,高压用汽设备,减温减压器,压力集水罐,P1,P2,除氧器,蒸汽,闭式回收系统工艺流程,4,、冷凝水回收方式,自来水软水箱锅炉低压用汽设备中压用汽设备高压用汽设备减温减压,开放式水箱,蒸汽设备,疏水阀,凝水泵,锅炉水箱,汽蚀,特点,:,开放式水箱,低的回收温度,水质变坏,汽蚀现象发生,5,、冷凝水回收的技术难点,冷凝水回收节能技术,开放式水箱蒸汽设备疏水阀凝水泵锅炉水箱汽蚀特点:开放式水箱,5,、冷凝水回收的技术难点,防止汽蚀的产生,冷凝水回收节能技术,装置汽蚀余量,=P,1,/gH,1,+hP/g,装置汽蚀余量,必需汽蚀余量,(0.6 1.0 m),冷凝水泵,提高冷凝水泵的水头,5、冷凝水回收的技术难点防止汽蚀的产生冷凝水回收节能技术装置,6,、疏水阀工作原理,冷凝水回收节能技术,右图为内置疏水器的疏水泵的工作原理,6、疏水阀工作原理冷凝水回收节能技术右图为内置疏水器的疏水泵,7,、疏水器分类,冷凝水回收节能技术,机械型疏水器,自由浮球型疏水器,浮筒式疏水器,杠杆型疏水器,热静力型疏水器,液体膨胀型疏水器,液体压力式疏水器,波纹管型疏水器,双金属片式疏水器,热动力型疏水器,圆盘式疏水器,迷宫式疏水器,脉冲式疏水器,其它疏水器,7、疏水器分类冷凝水回收节能技术机械型疏水器,8,、疏水器经济意义,冷凝水回收节能技术,在蒸汽供热系统中,常因疏水器的失灵而引起严重的泄漏。,据统计,平均每吨蒸汽需用疏水器,4.57,只。,然而,在常用的疏水器中，平均每年每只漏汽量约为,21,吨,;,平均有,30%,的疏水器属于严重泄漏,平均每年每只漏汽量达,60,吨,折合标准煤,7.74,吨。,在许多企业中,对于正确使用、维护疏水器这个重要环节未予重视,有的疏水器安装后无人过问,有的甚至干脆折除掉,让汽、水任意排放,造成大量的能源浪费。因此,充分认识，管好、,用好疏水器在提高能源利用率、节省燃料、减少热能损失等方面均具有很重要的经济意义,。,疏水器节能效益极其可观,8、疏水器经济意义冷凝水回收节能技术 在蒸,9,、维护疏水器注意事项,冷凝水回收节能技术,发现疏水阀跑汽，要及时排污和清理过滤网，根据实际使用情况勤检查，遇有故障随时修理。,每年至少要检修一次,，清除里面的杂质。,疏水阀在整个蒸汽系统中被认为是个小配件，但对系统工作和经济运行影响,很大,，所以疏水阀的维护和检修也是至关重要的，只有充分重视疏水阀在生产上的重要作用。勤检修，使疏水阀经常处在良好的工作状态下，才能保证达到最佳节能效果和提高经济效益,。,9、维护疏水器注意事项冷凝水回收节能技术,10,、蒸汽疏水器系统检测分析改造项目,冷凝水回收节能技术,测试仪器：,TM5,型疏水器检测仪,10、蒸汽疏水器系统检测分析改造项目冷凝水回收节能技术测试仪,高温冷凝水不回收现场,10,、蒸汽疏水器系统检测分析改造项目,高温冷凝水不回收现场 10、蒸汽疏水器系统检测分析改造,1,）疏水器故障的分类,（,1,）,堵塞,（,Blocked,）：由于疏水器排水不畅造成；,（,2,）,吹放,（,Blowing,）：蒸汽随冷凝水一起排出造成，也,称为内部泄漏；,（,3,）,泄漏,（,Leak,）：蒸汽和冷凝水非正常排放至环境；,（,4,）,温度设定不合适,：即热静力式疏水器实际排水温度与,设定温度不一致造成；,（,5,）,异常低温,（,Low Temperature,）：有冷凝水滞留，温,度低于饱和温度的,40%,。,（,6,）,水锤,：,疏水器一旦发生故障，不仅影响蒸汽系统的效率，严重的还会由于蒸汽管内带水 发生,“水击,”现象，对安全生产造成威胁。,10,、蒸汽疏水器系统检测分析改造项目,1）疏水器故障的分类10、蒸汽疏水器系统检测分析改造项目,2,）疏水器故障的原因,（,1,）没有选择合适的疏水器；（类型、排水容量）,（,2,）不正确的口径选型；,（,3,）疏水器本身的质量问题；,（,4,）蒸汽携带杂质，产生水垢，造成疏水器堵塞；,（,5,）未能较好地维护过滤器；,（,6,）酸性冷凝水引起腐蚀；,（,7,）水锤（水击）；,（,8,）冷冻；,（,9,）错误的安装方式；,（,10,）疏水器缺乏足够的维护,10,、蒸汽疏水器系统检测分析改造项目,2）疏水器故障的原因10、蒸汽疏水器系统检测分析改造项目,3,）单个疏水器完全泄露全年经济损失,泄漏量大于,15kg/h,时为完全吹放泄露，即使仅仅有一,个疏水器泄漏，按全年工作,8000,小时，每吨蒸汽,260,元计算，则单个疏水器完全泄漏每年至少造成的经济,损失为：,10,、蒸汽疏水器系统检测分析改造项目,3）单个疏水器完全泄露全年经济损失10、蒸汽疏水器系统检测,4,）冬季的测试,1980,个疏水器中，正常工作的疏水器,1063,个，故障率为,46.31%,，其中：,吹放的为,92,个，,少量泄漏的为,394,个，,中等泄露的为,222,个，,大量泄漏的为,209,个，。,经初步核算，因疏水器故障问题，重油加氢等十六个,装置大约每小时,损失各种蒸汽约,10.085t/h,。,按照每年冬季运行,120,天计算，则全厂损失各种蒸汽约为,10.085 t/h24 h/d120 d=29045 t,。每吨蒸汽的价格按照,260,元计算，则,每年冬季因疏水器故障而浪费,的费用为,260,元,/t29045 t=7551648,元,755,万元,。,10,、蒸汽疏水器系统检测分析改造项目,4）冬季的测试 10、蒸汽疏水器系统检测分析改造项目,5,）夏季的测试,1107,个疏水器中，正常工作的疏水,971,，故障率,12.29%,：,吹放的为,9,个，,少量泄漏的为,53,个，,中等泄露的为,45,个，,大量泄漏的为,29,个。,经初步核算，因疏水器故障问题，重油加氢等十六个装置,大约每小时,损失各种蒸汽约,1.420t/h,。,按照每年运行,240,天计算，则全厂损失各种蒸汽约为,1.420 t/h24 h/d240 d=8179.2 t,。每吨蒸汽的价格按照,260,元计算，则,每年夏季因疏水器故障而浪费,的费用为,260,元,/t8179.2 t=2126592,元即,213,万元,。,10,、蒸汽疏水器系统检测分析改造项目,5）夏季的测试 10、蒸汽疏水器系统检测分析改造,无内置疏水器的疏水泵,11,、动力疏水泵原理,无内置疏水器的疏水泵11、动力疏水泵原理,图为内置疏水器的疏水泵的工作原理,11,、动力疏水泵原理,图为内置疏水器的疏水泵的工作原理11、动力疏水泵原理,图为内置疏水器的疏水泵的工作原理,11,、动力疏水泵原理,图为内置疏水器的疏水泵的工作原理11、动力疏水泵原理,动力疏水泵应用,动力疏水泵应用,动力疏水泵,应用（开式系统和闭式系统举例）,12,、动力疏水泵应用,动力疏水泵应用（开式系统和闭式系统举例）12、动力疏水泵,闭式系统的管路安装,开式系统的管路安装,闭式系统的管路安装开式系统的管路安装,二、热电联产节能技术,通过采用热电联产技术，用蒸汽透平或燃气透平发电，同时排汽或用烟道气加热工艺物流，减少,CO2,排放和燃料消耗。利用现场热电联产装置取代工艺装置中常规的高负荷主加热炉；用一套热电联产装置将整个工艺装置需要的所有热量联系起来。,hcyin,二、热电联产节能技术 通过采用热电联产技术，用蒸汽透,1,、热电联产与,多联产,节能技术分类,热电联产,集中供暖系统,热电冷三联产,集中空调系统,热电气三联产,城市煤气系统,热电水三联产,海水淡化系统,热电气冷水多联产系统,液化天然气联合循环热电气冷水多联产系统,煤的气化（,热 电 冷 气 甲醇 化工 焦油 建材 稀有金属,）联产系统,锅,炉,汽轮机,发电机,给水泵,集中供热,1,2,3,4,热电联产节能技术,1、热电联产与多联产节能技术分类热电联产集中供暖系统锅汽轮,年份,总装机容量（亿,KW,）,火电,%,水电,%,核电,%,非水再生能源,发电,%,2010,9,75,20.4,1.2,3.4,2020,1516,64.8,20.3,4.4,10.5,2030,2021,51.1,19.1,9.6,20.2,2050,2728,31.6,16.4,14.5,37.5,到,2050,年，火电将下降到总容量的,31.6%,，核电占,14.5%,，水电占,16.4%,，非水再生能源将占,37.5%,2,、我国未来电力结构发展,热电联产节能技术,年份总装机容量（亿KW）火电水电核电非水再生能源201097,与同容量亚临界火电机组的热效率比，在理论上采用超临界参数可提高效率,2,2.5%,，采用更高参数可提高约,4,5%,。,机组类型,蒸汽压力,MPa,（,22.1 MPa,）,蒸汽温度,（,374.15,）,电厂效率,%,供电煤耗,g/kWh,亚临界机组,17.0,540/540,38,324,超临界机组,25.5,567/567,41,300,高温超临界,25.0,600/600,44,278,超超临界机组,30.0,600/600/600,48,256,高温超超临界,30.0,700,57,215,与同容量亚临界火电机组的热效率比，在理论上采用超临界参数可提高效率,2,2.5%,，采用更高参数可提高约,4,5%,。,3,、超临界发电技术,热电联产节能技术,与同容量亚临界火电机组的热效率比，在理论上采用超临,美国能源部提出计划开发,35MPa,/760/760/760,的超超临界火电机组,使其热效率高于,55%,污染物排放比亚临界机组减少,30%,。,欧盟,EuroStar,启动,700,级超超临界参数的,AD700,计划，目标将供电效率提高到,55,(,深海水冷却,),或,52,(,内陆电厂,),缺点：,将煤炭全部直接燃烧用于发电（USC等),，,只是,将煤单纯作为燃料，导致煤炭中高附加值成分的损失。,超超临界燃煤发电机组,气化,燃气轮机,燃料电池,净化,制氧,煤,电,合成气,液体燃料,合成,日本新能源,EAGLE,计划,日本新能源,EAGLE,计划,热电联产节能技术,3,、超临界发电技术,美国能源部提出计划开发35MPa/760/760/,4,、热电联产的概念,动力设备同时供应电能和热能，而且供热是利用热转变为功的过程中工质的余热（或不可避免的冷源损失的能量）来进行的，这种能量生产方式成为热电联合生产，进行热电联合生产的火电厂成为热电厂。,如利用汽轮机中做过功的蒸汽对外供热，它是将燃料的化学能转化为具有较高压力和温度的高品位的热能用以发电，同时将已在汽轮机中做了部分功后的低品位热能，对外供热，这种热电联合能量生产符合按质用能的原则，可提高电厂的经济效益。,热电联产节能技术,4、热电联产的概念 动力设备同时供应电能和,5,、蒸汽轮机热电联产,蒸汽轮机热电联产燃用的是化石燃料，通过较成熟完善的原动机,汽轮机把热能转换成电能并对外供热。目前这种形式的热电联产仍是国内外发展热化事业的基础，是联产集中供热的最主要形式。供热式汽轮机有,背压式汽轮机,、,抽气式汽轮机,和,凝汽采暖两用机组,等形式。,热电联产节能技术,5、蒸汽轮机热电联产蒸汽轮机热电联产燃用的是化石燃料，通过较,蒸汽轮机热电联产燃用的是化石燃料，通过较成熟完善的原动机,汽轮机把热能转换成电能并对外供热。目前这种形式的热电联产仍是国内外发展热化事业的基础，是联产集中供热的最主要形式。供热式汽轮机有背压式汽轮机、抽气式汽轮机和凝汽采暖两用机组等形式。,热电联产节能技术,5,、蒸汽轮机热电联产,蒸汽轮机热电联产燃用的是化石燃料，通过,背压式汽轮机（,B,型，,CB,型,）,B,型汽轮机利用排汽向外供热，热用户作为它的冷源，是典型的热电联产机组。其优点是热能利用率高，结构简单，不需要凝汽器，投资少。但其运行按“以热定电”的方式进行，背压机电功率取决于热负荷，热和电不能独立调节，因此难以同时满足热负荷、电需求，必须有稳定可靠的热负荷时才能采用背压式汽轮机。,CB,型表示抽汽背压式汽轮机，其特点是在背压排汽供热的同时，还有一级较高压力的调节抽汽供热。,热电联产节能技术,5,、蒸汽轮机热电联产,背压式汽轮机（B型，CB型）B型汽轮机利,抽汽式汽轮机（,C,型，,CC,型,）,C,型表示汽轮机带有一级调整抽汽，抽汽可供工业用汽，压力调整范围一般为,0.78-1.23MPa,；也可供采暖用汽，压力调整范围一般为,0.118-0.245MPa,。,CC,型表示汽轮机带有两级调整抽汽，抽汽压力调整范围与,C,型形同。,抽汽式汽轮机的特点是：,热电负荷可独立调节，运行灵活。,抽汽式汽轮机有最小凝汽流量，以保证低压缸有通风冷,却蒸汽。,凝汽流绝对内效率比同参数的凝汽机组低，对该类机组,的节能有不利影响。,热电联产节能技术,5,、蒸汽轮机热电联产,抽汽式汽轮机（C型，CC型）C型表示汽轮,6,、凝汽采暖两用机组,这是一种把大型凝汽机组改造为供热机组的形式。它是在中低压之间的导汽管上装了蝶阀以调节抽汽量，在采暖期供热，在非采暖期或暂无热负荷时仍以凝汽机组运行。,凝汽采暖两用机的特点是：,由于两用机是将凝汽机改造为供热机，高压缸通流容积是按,凝汽流设计的，所以当抽汽供热时，电功率减少，以牺牲电,功率来增加供热。,由于在导汽管上装了蝶阀，有压损的影响，在非采暖期虽为,凝汽机组，热经济性仍会下降约,0.1%,0.5%,。,在抽汽运行时具有抽汽式汽轮机的特点，但其设计、制造简,单，成本低，是适应热电联产供事业迅速发展的有效措施。,热电联产节能技术,6、凝汽采暖两用机组 这是一种把大型凝汽,7,、燃气轮机热电联产,燃气轮机热电联产是利用燃气轮机发电后的排气进入余热锅炉产生蒸汽，蒸汽作为供热热源。燃气轮机热电联产系统如图所示：,热电联产节能技术,7、燃气轮机热电联产 燃气轮机热电联产是利,燃气轮机热电联产可以有效配置资源，稳定、持续地利用天然气、煤气等资源，减少燃气的调节，降低因燃气调峰导致的储采比下降、地下储气库损失等不必要的资源浪费，减少燃气管网的建设投资，提高设备运行效率，从而降低燃气利用成本，提高用气企业的竞争能力。,如果燃气轮机系统再增加一个蒸汽轮机，即余热锅炉出来的水蒸汽进入蒸汽轮机膨胀做功，就组成了燃气,蒸汽联合循环，机组的热效率还可以进一步提高。,热电联产节能技术,7,、燃气轮机热电联产,燃气轮机热电联产可以有效配置资源，稳定、,8,、热电冷三联产,基于热电厂的热电冷三联产,锅炉,+,背压式汽轮机,+,吸收式制冷机,锅炉,+,抽汽式汽轮机,+,吸收式制冷机,锅炉,+,抽背式汽轮机,+,吸收式制冷机,燃气轮机,+,余热锅炉,+,汽轮机,+,吸收式制冷机,楼宇热电冷三联产,楼宇热电冷三联产，即为建筑物提供热、电、冷的现场能源系统，通常也称为小型热电冷三联产。,热电联产节能技术,8、热电冷三联产基于热电厂的热电冷三联产热电联产节能技术,9,、热电联产的意义,节约能源,热电联产利用发电后工作介质的热能，以蒸汽或热水的形式向热用户供热。热电联产的热能利用率非常高，理论上可达到,100%,，减少二氧化碳的排放量。,保护环境,中国城市大气污染的主要原因是燃煤生成的二氧化硫气体和烟煤粉尘。相对于分散小锅炉供热，热电联产、集中供热在降低污染，尤其是减少颗粒污染方面效果显著。最近几年推广使用的循环流化床电站锅炉可在炉内脱硫，利于环境保护。,补充电源,热电厂可以补充区域供电，减少电力传输损失，缓解目前电力供应紧张的局面。,热电联产节能技术,9、热电联产的意义节约能源热电联产节能技术,10,、热电联产的发展趋势,1.,增大大型供热机组的比重,2.,推广循环流化床锅炉,3.,城市发展热电冷三联产,4.,发展多联产能源系统,5.,有条件的地区利用现有的工业锅炉发展热点联产,6.,现有中低压凝汽机组改造为热电联产机组,7.,积极发展燃气轮机热电联产,热电联产节能技术,10、热电联产的发展趋势1.增大大型供热机组的比重热电联产节,11,、热电联产的应用类型,大型热电厂,区域性热电厂，一个热电厂向几十户以上的企业供热。,企业建设的自备热电厂，为本企业或同时向周围企业供热。,多功能热电厂，即热电厂供热、供电、供煤气、供冷的同时，还利用炉渣生产建筑材料和化肥，用循环水的余热养殖等，进一步提高热电厂的综合经济效益，让热电厂变得更清洁。,热电联产节能技术,11、热电联产的应用类型大型热电厂 热电联产节能技术,热冷电三联产,热冷电三联产的主要形式,基于热电厂的热电冷三联产,锅炉,+,背压式汽轮机,+,吸收式制冷机,锅炉,+,抽汽式汽轮机,+,吸收式制冷机,锅炉,+,抽背式汽轮机,+,吸收式制冷机,燃气轮机,+,余热锅炉,+,汽轮机,+,吸收式制冷机,楼宇热电冷三联产,楼宇热电冷三联产，即为建筑物提供热、电、冷的现场能源系统，通常也称为小型热电冷三联产。,基于热电厂余热回收的水热电联产,海水淡化,热电联产节能技术,12,、热电联产在化工行业的应用,热冷电三联产热电联产节能技术12、热电联产在化工行业的应用,技术,1,、基于热电厂余热,回收的水热电联产,海水淡化,技术1、基于热电厂余热,MED,（多效蒸馏）海水淡化,多效蒸馏方法又可以分为浸没管单效和多效蒸发（,STE,或,ST,）、竖管多效蒸发（,VTE,）、水平管多效蒸发（,HTE,），其中当前研究最热点的低温多效蒸馏 （,MED,）隶属于后者。,MED,盐水的最高蒸发温度一般低于的淡化技术，其特征是将一系列蒸发器串联起来，用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，后面一效的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。多效蒸馏是让加热后的海水在多个串（并）联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一效蒸发器的热源，并冷凝成为淡水。,热电联产节能技术,MED（多效蒸馏）海水淡化 多效蒸馏方法又可以分为,MED,海水淡化的特点,对盐浓度不敏感,对海水的适应性好，预处理要求低；,热耗相对较少（与,MSF,相比），电耗低，盐水最高温度,65-85,；以低温热源为海水淡化能量来源，可利用工业余热、电厂机组抽汽或背压排汽，经济性好。,淡水品质好，特别适用于对水质要求高的锅炉用水、工艺用水场合。,造水负荷变化范围宽，操作简单，可靠性高。,热电联产节能技术,MED海水淡化的特点对盐浓度不敏感,对海水的适应性好，预处,国产万吨级,MED,海水淡化装置,我国,首台,自主台研发的,1.25,万吨,/,日,MED,海水淡化装置,(,河北沧州黄骅电厂）,热电联产节能技术,国产万吨级MED海水淡化装置我国首台自主台研发的1.25万吨,技术,2.,整体煤气化联合循环（,IGCC,）,未来国内的发电技术将以,IGCC,为主,，特别是在循环效率、废物利用、碳减排、节水等方面，,IGCC,具有明显优势。,IGCC,由两大部分组成，即,煤的气化与净化部分,和,燃气-蒸汽联合循环发电部分,。,IGCC,的基本路线是，使煤在气化炉中气化成为中低热值的粗煤气，粗煤气经过净化系统成为洁净的煤气，然后供给燃气蒸汽联合循环燃用，从而达到了以煤代油或天然气的目的，间接地实现了燃气蒸汽联合循环燃用固体燃料煤的愿望。,热电联产节能技术,技术2.整体煤气化联合循环（IGCC）未来国内的发电,整体煤气化联合循环发电技术流程图,整体煤气化联合循环发电技术流程图,污染物的排放量仅为常规燃煤电站的,1/10,，脱硫效率可达,99%,，二氧化硫排放在,25mg,Nm3,左右。（目前国家二氧化硫为,1200mg,Nm3,）,在目前技术水平下，,IGCC,发电的净效率可达,43%,45,，今后可望达到更高。,氮氧化物排放只有常规电站的,15%-20%,，耗水只有常规电站的,1/2-1/3,，利于环境保护。,华能绿色煤电,IGCC,示范工程电站在天津开工建设，,25,万千瓦，,2000,吨,/,天级两段式干煤粉气化炉，预计投资,21,亿元人民币，首台机组计划,2011,年建成。,发电效率：,48%,，脱硫效率：,99%,以上，可回收高纯度的硫，并将氮氧化物排放量控制在较低水平。,热电联产节能技术,技术,2.,整体煤气化联合循环（,IGCC,）,污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率可达99%,技术3.多联产技术,多联产就是把用相同原料加工的,单一产品变成多种产品综合加工的创新性工厂路线和工艺流程来进行跨行业、跨部门的综合生产，以得到多种具有高附加值,的多种产品。,即用一个加工工厂代替多个加工工厂，以达到提高设备效率及劳动生产率、综合节能、深度减排、增加产值和利润的多重目标。,是当前节能减排适合我国国情的好措施，其关键在于敢于打破传统的框框，敢於创新。,热电联产节能技术,技术3.多联产技术多联产就是把用相同原料加工的单一产品变成,技术,4,、煤炭多联产技术,技术4、煤炭多联产技术,水煤浆代油,Gasification,(,裂解气化,),洗煤,（,22.5,）,制建材,制水泥,提钒,煤,洗选脱硫,40-50,灰渣,半焦发电,供热 制冷,发电,煤泥发电,煤矸石发电,供应煤气,污水污泥与煤混烧,生活垃圾与煤混烧,生物质废料与煤混烧,技术,4,、煤炭多联产技术,水煤浆代油Gasification洗煤制建材制水泥提钒煤洗选,80kg limestone,(,石灰石,),1ton,coal(,煤,),Gasification,(,气化,),Combustion,(,燃烧,),Ash utilization,(,灰处理,),235kg,cement(,水泥,),1600MW Refrigeration,(,制冷,),6500MW Heat(,供热,),1500kWh Electric(,电力,),Residue Char(,半焦,),80kg Tar(,焦油,),300Nm3 Fuel gas(,煤气,),技术,5,、煤炭清洁利用,80kg limestone1ton Gasificatio,技术,6,、煤多联产的分类,以煤完全气化为基础的多联产技术,以煤部分气化热解为基础的多联产技术,技术6、煤多联产的分类以煤完全气化为基础的多联产技术,用煤气合成气制二甲醚,二甲醚（CH3OCH3）,发电厂,气雾推进剂,二甲醚,民用燃料,车用燃料,化工原料,工业炉,用煤气合成气制二甲醚 二甲醚（CH3OCH3）发电厂,三、锅炉、加热炉节能技术,hcyin,三、锅炉、加热炉节能技术hcyindlut.edu.c,1,、锅炉、加热炉的热平衡,锅炉是一种将燃料燃烧，使其中的化学能转化为热能，并将此热能传递给水，使水变为具有一定压力和温度的蒸汽或热水设备。而加热炉是将燃料燃烧的热量提供给工艺原料的设备。,虽然两者加热的介质不同，但它们的正、反平衡方程的表达方式是相同的。因为热平衡只是燃料热量的收支平衡，在热平衡中，燃料的热量应等于锅炉或加热炉有效吸收的热量与各种损失的热量之和。,锅炉、加热炉节能技术,1、锅炉、加热炉的热平衡 锅炉是一种将燃料,2,、锅炉简图,锅炉、加热炉节能技术,2、锅炉简图锅炉、加热炉节能技术,烟气流程,烟气出口,二次风箱,返回目录,烟气流程烟气出口二次风箱返回目录,锅炉与加热炉节能技术,锅炉,是一种将燃料燃烧，使其中的化学能转化为热能，并将此热能传递给水，使水变为具有一定压力和温度的蒸汽或热水设备。而,加热炉,是将燃料燃烧的热量提供给工艺原料的设备。,虽然两者加热的介质不同，但它们的正、反平衡方程的表达方式是相同的。因为热平衡只是燃料热量的收支平衡，在热平衡中，燃料的热量应等于锅炉或加热炉有效吸收的热量与各种损失的热量之和。,锅炉、加热炉节能技术,锅炉与加热炉节能技术锅炉是一种将燃料燃烧，使其中的化学能转化,3,、正平衡法,锅炉、加热炉节能技术,(kJ/kg),式中，,Q,r,送入锅炉或加热炉的热量，,kJ/kg,（指实际燃料耗量）,Q,1,有效利用的热量，,kJ/kg,Q,2,排烟热损失，,kJ/kg,Q,3,化学不完全燃烧热损失，,kJ/kg,Q,4,散热损失，,kJ/kg,正平衡法是直接测定锅炉或加热炉有效利用的热量,Q,1,及送入锅炉的热量,Q,r,，按下式计算：,(%),3、正平衡法锅炉、加热炉节能技术(kJ/kg)式中，Qr送,4,、反平衡法,反平衡法是指测定加热炉的各项热损失，然后按下式计算热效率：,式中，,进行正反平衡计算时，要求正反平衡效率之差的绝对值在,5%,以内。,锅炉、加热炉节能技术,排烟损失；,化学不完全燃烧损失；,散热损失；,4、反平衡法 反平衡法是指测定加热炉的各项,锅炉的主要节能技术及应用,1,、改善炉子燃烧节能技术,改善燃烧节能技术包括,高效燃烧器,、燃料添加剂、,合理调节送风量,、采用二次回风系统、,燃烧控制技术,及燃料磁化技术等。,此类技术主要是使,炉子燃烧过程更加完全、,充分，并且尽量,减少过剩空气,。,锅炉、加热炉节能技术,锅炉的主要节能技术及应用1、改善炉子燃烧节能技术锅炉、加热炉,锅炉的主要节能技术及应用,2,.,加强保温与强化传热节能技术,加强炉子,保温,节能技术主要是采用新型高效保温材料，提高炉体保温效果，减少散热损失。这些新型高效保温材料有硅酸盐复合保温材料、有机泡沫保温材料等。这些新型材料具有重量轻、耐高温、导热系数小、热容小、保温绝缘性好、耐酸、耐碱、化学性能稳定等优点。,弹性,膜式水冷壁,-,采用了鳍片管，中间用耐热弧形钢板密封。一方面由于炉膛为全金属密封，减少了冷空气向炉膛渗入，降低了排烟损失，提高锅炉热效率。另一方面有效地解决了水平管圈间因温度不同而产生的热应力问题,。,强化传热,锅炉、加热炉节能技术,锅炉的主要节能技术及应用2.加强保温与强化传热节能技术锅炉、,膜式水冷壁,纤维炉墙,金属密封彩板,返回目录,膜式水冷壁纤维炉墙金属密封彩板返回目录,锅炉与加热炉节能技术,半轻型炉墙技术,-,炉墙由隔热层、两级保温层、金属护板组成，该项技术的采用降低了锅炉的散热损失，有效地提高了锅炉热效率。,锅炉、加热炉节能技术,锅炉与加热炉节能技术半轻型炉墙技术-炉墙由隔热层、两级保温,锅炉与加热炉节能技术,尾部受热面部分采用高效传热元件：内螺纹、外翼片铸铁管，具有传热效率高、耐低温腐蚀、寿命长等优点。,铸铁翼片管内有螺纹，有效地增强传热效果，且能保证不积灰、耐磨损，外翼片增大受热面，使锅炉尾部受热面体积小。,返回目录,强化传热,锅炉、加热炉节能技术,锅炉与加热炉节能技术尾部受热面部分采用高效传热元件：内螺纹、,锅炉的主要节能技术及应用,3.,减少排烟热损失节能技术,锅炉与加热炉排烟温度一般较高，烟气所含有的热量较高，如果不加以回收利用，则损失较大，排烟温度提高10时排烟损失约增加1%。,对于减小排烟损失来说，热管加热炉、热管换热器、余热锅炉都是有效的节能技术。这些技术可以强化传热过程，预热燃烧用空气或产生工艺用蒸汽，充分利用烟气余热，提高炉子热效率。,但是，请大家注意,低温露点腐蚀问题！,锅炉、加热炉节能技术,锅炉的主要节能技术及应用3.减少排烟热损失节能技术锅炉、加热,返回目录,省 煤 器,省煤器管,返回目录省 煤 器省煤器管,空 气 预 热 器,空气预热器管,烟气方向,烟气方向,空气方向,锅炉、加热炉节能技术,空 气 预 热 器空气预热器管烟气方向烟气方向空气方向锅炉、,吹灰器阀一个,DN80 PN16,空气罐,空气压缩机,电动机,吹灰器阀一个,DN80 PN16,空气压缩机规格,V3M,3,/min,P1.0MPa,空气罐规格,V5M,3,P1.0MPa,吹灰系统,（空气、蒸汽、声波、激波吹灰）,锅炉、加热炉节能技术,吹灰器阀一个DN80 PN16空气罐空气压缩机电动机吹灰器阀,冷凝式锅炉,图带接触式水加热器和空气预热器,的冷凝式锅炉,图带间壁式热回收设备的,冷凝式锅炉,锅炉与加热炉节能技术,锅炉、加热炉节能技术,冷凝式锅炉图带接触式水加热器和空气预热器图带间壁式热,锅炉的主要节能技术及应用,4.,控制系统改造节能技术,控制系统主要有以下两类：,按锅炉负荷要求，实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量，使锅炉处在良好的运行状态下。对于负荷变化幅度较大、变化频繁的锅炉节能效果较好，一般可达到,10%,左右。,对于供暖锅炉，控制系统改造的内容是在保持足够室温的前提下，根据户外温度的变化，适时调节锅炉的输入热量，达到舒适、节能、环保的目的。实现这种控制，可使锅炉节约,20%,左右的煤。,锅炉、加热炉节能技术,锅炉的主要节能技术及应用4.控制系统改造节能技术锅炉、加热炉,控制系统,采用远程监控系统对锅炉工艺过程参数进行监测和控制，实现参数的显示、报警、控制和联锁等功能。,锅炉、加热炉节能技术,控制系统采用远程监控系统对锅炉工艺过程参数进行监测和控制,锅炉与加热炉节能技术,加热炉的主要问题及分析,过剩空气系数偏大或氧含量偏高分析：,1,）供风量偏大；,2,）炉体漏风；,3,）炉膛负压偏大；,4,）,空气预热器漏风；,5,）在线氧化锆指示偏低误导了操作；,6,）低负荷运行且风门可调节性差。,实现加热炉的燃烧优化控制，精心操作其最终目的就是力求在燃烧完全的前提下，所需的氧含量为其加热炉高效运行,所需控制的烟气中的最低氧含量,。,锅炉、加热炉节能技术,锅炉与加热炉节能技术加热炉的主要问题及分析锅炉、加热炉节能技,锅炉与加热炉节能技术,2.CO,含量偏高或氧含量过低,分析：加热炉设计手册中规定，对于燃油加热炉，炉膛中的,氧含量一般控制在,3,5%,，对于燃气加热炉一般控制,在,2,4%,。,原因：,1,）供风量不足；,2,）正压操作；,3,）烟、风道堵塞（阻力增大，燃烧用空气受限）；,4,）在线氧化锆指示值偏高误导了操作；,5,）炉体漏风（在线氧化锆指示的氧含量值并不全是用于燃烧的,空气中氧含值）；,6,）超负荷运行,锅炉、加热炉节能技术,锅炉与加热炉节能技术2.CO含量偏高或氧含量过低锅炉、加热,锅炉与加热炉节能技术,3.,排烟温度上升,分析：,1,）受热面积灰、结盐、结垢；,2,）超负荷运行；,3,）空气预热器或废锅效能下降，低温露点腐蚀、热管内空气侧与烟气侧,密封不好或管板腐蚀穿孔使部分空气进入烟气中，造成烟气中氧含量增,大、积灰结垢严重；,4,）被加热工艺介质改变了；,5,）余热回收技术设计时参数提供或选取不当,设计参数的选取与确定由于缺乏基础数据的系统管理，加之原,油品种的不确定性，致使设计参数与实际运行参数偏差较,大。这,在燃烧器和烟气余热回收系统方面受之影响尤为突出。因此，力,求使,设计参数的选取适中准确,，使节能技术及设备的效能尽可能,满足变工况的要求，这是加热炉长周期高效率运行的首要环节，,应引起足够的重视,。,锅炉、加热炉节能技术,锅炉与加热炉节能技术3.排烟温度上升锅炉、加热炉节能技术,锅炉与加热炉节能技术,4.,受热面积灰、结盐、结垢,分析：受热面积灰结垢是目前加热炉运行过程中存在的一种较为普遍的,现象，特别是烧减压渣油和油气混烧的,加热炉,，不但在对流炉管,和空气预热器部位存在积灰、结垢，而且在辐射炉管也存在较严,重的结盐、积灰和结垢。造成受热面结盐、积灰和结垢主要原因,是由于,燃料油中含有盐、硫、灰份、钒、镁等金属以及燃料不完,全燃烧,，加之,吹灰器吹灰效果差,或吹灰制度执行不严等，导致受,热面传热效果变差，使得燃料消耗量增加、排烟热损失和炉体散,热损失加大。这一现象在各企业的常减压装置加热炉上表现最为,突出，严重时，燃烧状况难于调节，空气预热器无法正常使用，,甚至被迫降量运行，以致到不得不停工清洗的地步。,锅炉、加热炉节能技术,锅炉与加热炉节能技术4.受热面积灰、结盐、结垢锅炉、加热炉,锅炉与加热炉节能技术,5.,露点腐蚀严重或加剧,分析：随着加工高含硫原油数量和比例的不断提高、以及装置塔顶及,低分低压高含硫气体无脱硫措施，自产瓦斯作为本装置加热炉自,用，加之装置生产方案调整和不可见的影响因素，都会使加热炉,炉用燃料含硫量超标，导致加热炉烟气在,低温部位,（对流炉管、,空气预热器出口、废锅出口及引风机）产生,严重腐蚀、结垢,；另,外个别采用余热回收的加热炉在低负荷下运行时，其排烟温度过,低，当燃料中含硫较高时也会造成比较严重的露点腐蚀。目前,露,点腐蚀,是加热炉热效率进一步提高的,主要障碍,，而且这一问题随,着加工高含硫原油数量和比例的不断增加表现的越来越突出，危,及到安全生产，并直接影响炉效。,锅炉、加热炉节能技术,锅炉与加热炉节能技术5.露点腐蚀严重或加剧锅炉、加热炉节能,锅炉与加热炉节能技术,6.,控制系统作用难以发挥,分析：加热炉因维护不当等因素使控制系统的作用难于发挥，,其主要原因包括：炉体及门孔漏风严重；,氧化锆分析,仪寿命短或指示不准,；燃烧器调风器调节不灵，有的,卡死或被漏油粘住；燃烧器数量多，且还需人工精心,调节；烟道挡板和总进风挡板调节线性差；无,CO,在线,分析仪等。,锅炉、加热炉节能技术,锅炉与加热炉节能技术6.控制系统作用难以发挥锅炉、加热炉节,锅炉与加热炉节能技术,7.,炉体表面超温或局部超温,分析：大多数加热炉对流室与炉顶由于不便维修表面温度普,遍偏高，尤其炉底、燃烧器，辐射顶、对流段、看火,门、防爆门和弯头箱门周围,存在不同程度的温度偏高,，,以致在其附近出现凹陷或凸起和防锈漆脱落现象，,30%,左右的加热炉炉体表面存在温度场分布不均，原,因是衬里使用时间长失效或衬里破损导致炉体局部表,面温度偏高。,锅炉、加热炉节能技术,锅炉与加热炉节能技术7.炉体表面超温或局部超温锅炉、加热炉,锅炉与加热炉节能技术,8.,操作方法和人员素质有待提高,分析：,1,）加热炉的效率不能长期保持在标定或检查时的高水平上；,2,）为了片面追求假象高效率，,故意,关小烟道挡板、,压低排,烟温度和过剩空气量，致使燃烧不完全，实际热损失更,大；,3,）节能主要依靠设备，发挥,人的因素少,；,4,）自开工之日起,不定期吹灰,，使烟灰越积越多，最后难于,发挥吹灰器的作用；,5,）在维护管理上对加热炉节能的各种影响因素缺乏全面深,刻的认识。,锅炉、加热炉节能技术,锅炉与加热炉节能技术8.操作方法和人员素质有待提高锅炉、加热,5.,余热锅炉,余热的分类：,余热属于二次能源，它是一次能源和可燃物转换过程后的产物，是燃料燃烧过程中所发出的热量在完成某一工艺过程后剩下的热量。一般分成下列七类：,高温烟气余热 高温炉渣余热,高温产品余热 冷却介质余热,可燃废气余热 化学反应及残炭余热,冷凝水余热,余热回收节能技术,5.余热锅炉 余热的分类：余热属于二,5.,余热锅炉,余热回收的一般特点,在工业领域内，由于生产方法、生产工艺、生产设备以及原材料、燃料条件的不同和供给上千变万化的需要，给余热利用带来了很多困难。要想解决这些困难，必须清楚了解它的特点：,（,1,）热负荷不稳定,（,2,）烟气中含尘量大,（,3,）烟气有腐蚀性,（,4,）受安装场所固有条件的限制,锅炉、加热炉节能技术,5.余热锅炉锅炉、加热炉节能技术,余热回收的原则,要根据余热的种类、排出的情况、介质的温度、数量及利用的可能性，进行企业综合热效率及经济可行性分析，决定设置余热回收利用设备的类型及规模。,应对必须回收余热的冷凝水，高、低温液体，固态高温物体，可燃物和具有余压的气体、液体等的温度、数量和范围制定利用的具体管理标准。,对于排出高温烟气的设备，其余热应优先由本设备或本系统加以利用。,在余热余能无法回收用于加热设备本身，或用后仍有部分可回收时，应用来生产蒸汽和热水，以及生产动力等。,锅炉、加热炉节能技术,5.,余热锅炉,锅炉、加热炉节能技术5.余热锅炉,回收高温排气和可燃性废气余热的常用方法是利用余热锅炉生产蒸汽。余热锅炉的原理和普通锅炉是相似的，也包括省煤器、蒸发受热面和过热器等部分。但由于余热锅炉的热源多样而且分散，各处热源温度水平有高也有低，往往不能像普通锅炉那样组成一个整体，其布置必须满足生产工艺的要求，所以采用分散布置；又因为不用炉膛，所以有时外形更类似于换热器。,锅炉、加热炉节能技术,5.,余热锅炉,回收高温排气和可燃性废气余热的常用方法是利用余热,谢谢大家！,谢谢大家！,