节能项目案例分析与讨论-宁波

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,2007,h,节能项目案例分析与讨论,浙江省能源监察总队,洪善祥,0571,88808980 13600539995,2007,讲课内容,1.,节能基础知识,2.,如何计算节能量,2.,通用节能技术和设备,3.,重点行业的节能技术及案例,2007,节能定义,节能法,：,是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源。,2007,1.,节能基础知识,1.1,热学基础知识,1.2,电学基础知识,1.3,能源与能源效率,2007,1.1,热学基础知识,2007,内能是指由物质系统内部状态 所决定的能量。,包括组成物质的所有分子热运动的动能、分子与分子间相互作用的势能的总和。,内能,2007,当系统从一个状态转变到另一个状态时，不论这种转变通过什么过程实现，只要系统的初、终状态不变，系统的内能也一定。,物体的温度升高，物体内能增加。相反，物体的温度降低时，物体的内能就减少。,2007,改变物体的内能有两种方式：一种叫做,作功,，另一种叫做,热传递,。,热传递只能发生在,温度不同,的两个物体之间，或一个物体的,温度不同,的两个部分间。,做功一般是指用机械的或电的办法来对系统作功。,2007,热力学过程,即热力学系统从一个状态向另一个状态的过渡，或者说热力学状态随时间的变化。,系统的变化过程分为,p,V,T,变化过程,相变化过程,化学变化过程。,定温过程、定压过程、定容过程、绝热过程,2007,相变,不同相之间的相互转变，称为“相变”或称“物态变化”。,等离子态、超固态。,绝大多数都是以固、液、气三种聚集态存在着。,2007,潜热,物质发生相变（物态变化），在温度不发生变化时吸收或放出的热量叫作,“潜热”,。,物质由低能状态转变为高能状态时,吸收潜热,，反之则,放出潜热,。,熔解热、汽化热、升华热都是潜热。,2007,沸点,液体发生沸腾时的温度。,液体的饱和蒸汽压等于外界压强的温度。液体的沸点跟外部压强有关。,当液体所受的压强增大时，它的沸点升高；压强减小时，沸点降低。在高山上煮饭，水易沸腾，但饭不易熟。（在海拔,1900,米处，大气压约为,79800,帕，水的沸点是,93.5,）,2007,饱和蒸气（汽）,蒸气跟产生它的液体处于动态平衡时，这种蒸气称为“饱和蒸气”。,在盖紧了的酒瓶子里，酒面上的蒸气都是饱和气。,饱和蒸气压,饱和蒸气的压强。它与液体的种类、温度有关。液体的饱和气压随温度的升高而变大。,2007,湿度,在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。,绝对湿度：,单位体积空气中所含水蒸汽的质量，叫做空气的“绝对湿度”，通常以,1,立方米空气内所含有的水蒸汽的克数来表示。,相对湿度,：空气中实际所含水蒸汽密度和同温度下饱和水蒸汽密度的百分比值，叫做空气的“相对湿度”。,2007,热力学第零定律,A,、,B,、,C,为热力学系统，,A,与,C,、,B,与,C,同时达到热平衡，则,A,与,B,之间达到热平衡。,一切互为平衡的体系具有相同的温度，所以，一个体系的温度可以通过另一个与之平衡的体系的温度来表达；或者也可以通过第三个体系的温度来表达。,热力学系统，必须同时实现热平衡,、,力平衡,、,相平衡,、,化学平衡才能建立热力学平衡态：,2007,热力学第一定律,热力学第一定律的数学表达式：,U,2,U,1,=Q+W,(,封闭,),或,U,Q,W,(,封闭,),封闭系统发生状态变化时其热力学能的改变量等于变化过程中环境传递给系统的热及功的总和。,热力学第一定律的实质是能量守恒。即封闭系统中的热力学能，不会自行产生或消灭，只能以不同的形式等量的相互转化。永动机不能实现。,2007,焓,焓以符号,H,表示，它是系统的状态函数，定义为,:,H=U,pV,2007,热力学第二定律,热力学第二定律的经典表述：,不可能把热由低温物体转移到高温物体，而不留下其他变化。,(R,J,E,Clausius,),不可能从单一热源吸热使之完全变为功，而不留下其他变化。,(L,Kelvin),实质是：断定自然界中一切实际进行的过程都是不可逆的。,2007,热力学第三定律,能斯特,(1906,年,),说法：随着绝对温度趋于零，凝聚系统定温反应的熵变趋于零。,普朗克,(1911,年,),说法：凝聚态纯物质在,0K,时的熵值为零。,经路易斯和吉布森（,1920,年）修正为：纯物质完美晶体在,0K,时的熵值为零。,2007,1.2,电学基础知识,2007,交流电,一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。,它的最基本的形式是正弦电流。我国交流电供电的标准频率规定为,50,赫兹。,正弦电流是时间的简谐函数。需用频率、峰值和位相三个物理量来描述。,i=,I,m,sin,（,t+,0,）,称为角频率,=2f,。,I,m,为电流峰值，,i,为瞬时值。,2007,交流电流的有效值,在交流电变化的一个周期内，交流电流在电阻,R,上产生的热量相当于多大数值的直流电流在该电阻上所产生的热量，此直流电流的数值就是该交流电流的有效值。,交流电的有效值通常用,U,和,I,来表示。,U,表示等效电压，,I,表示等效电流。,交流电有效值等于峰值的,0.707,倍。,2007,功率,视在功率（,S,）,在交流电路中，电流和电压有效值的乘积叫做视在功率，即,S=IU,。,有功功率（,P,）,在交流电路中，电流、电压的有效值与它们的相位差,的余弦的乘积叫做有功功率，即,P=,IUcos,。,无功功率（,Q,）,在交流电路中，电流、电压的有效值与它们的相位差,的正弦的乘积叫做无功功率，即,Q=,IUsin,。,功率因数（,cos,）,有功功率和视在功率的比，即,cos,=P/S,2007,功率三角形,S,Q,P,S=IU,、,P=,Iucos,、,Q=,Iusin,、,cos,=P/S,2007,三相交流电,一般家庭用电均为单相交流电,;,大部分工业用电，都是以三相交流电的形式出现。是三根导线载负着强度相等、频率相同、且相互间具有,120,相位差的交流电。,三相四线,这三根导线分别对接地线的电压叫做“相电压”，峰值和有效值之间的关系完全与单相交流电之关系相同,。,2007,负载的星形接法,三个负载的,Z,a,、,Z,b,、,Z,c,的一端连接在一起，成为负载中点,O,，,并接于三相电源的中线上，三个负载的另一端分别与三根端线（相线）,A,、,B,、,C,相接。就是负载的星形接法。,在负载是对称情况下,Z,a,=,Z,b,=,Z,c,。,由于相电压是对称的，所以各相电流相等，而且是对称的。,日常照明用的单相交流电源，就是三相供电系统中的一相。,2007,负载的三角形接法,每相负载接于两根端线（相线）之间，所以负载的相电压就等于电源的线电压，即,V,L,=V,通常电源的线电压是对称的，不会因负载是否对称而改变，所以三角形连接时，负载不论对称与否，其相电压总是对称的。,负载的相电流与线电流却不相等。,对称负载作三角形接法时，线电流的大小等于相电流大小的,3,倍。,2007,三相电功率,三相交流电的功率等于各相功率之和。,在对称负载的情形下，各相的电压均为,U,、,相电流,I,以及功率因数,cos,都相等。因此三相电路的平均功率可写为,P=3U,I,cos,虽然对星形接法和三角形接法具有同一形式，却并不等于说同一负载在电源的线电压不变的情况下，由星形接法改为三角形接法时所消耗的功率也相等。,2007,无功补偿,生产和生活中使用的电器设备以,“,感性,”,的设备较多，会造成电力系统的功率因数下降，无功功率消耗增大。,这将降低送、变电设施的供电能力；降低发电机的有功功率的输出。,国家在,供用电规则,中就规定了：高压供电的用户必须保证功率因数在,0.9,以上，其它用户保证功率因数在,0.85,以上。,2007,1.3,能源与能源效率,2007,能源分类,一次能源与二次能源：原煤、原油、天然气、水能、风能、地热、电能、化学能、液化气、汽油,（在自然界取得未经任何转变或转换的能源）,终端能源（终端设备人口得到的能源）,可再生能源与非再生能源：太阳能、水能、风能、生物能、煤炭、石油、天然气核能,（自然界可以不断再生并有规律得到补充的能源）,2007,常规能源与新能源：煤炭、石油、天然气、水力、电力,，太阳能、地热能、潮汐能、氢能,燃料能源与非燃料能源：矿物燃料（煤炭、石油、天然气）、生物质（薪柴、沼气、有机物）、化工燃料（酒精等）、核燃料，风能、水能、地热能、光能,洁净能源与非洁净能源：太阳能、水能、氢能,，煤炭、油页岩,2007,能源效率,世界能源委员会（,WEC,）定义：,减少提供同等能源服务的能源投入。,2007,能源效率指标,经济能源效率指标,物理能源效率指标,2007,经济能源效率指标,能源强度（单位产值能耗）。如：万元产值能耗，工业增加值能耗等）,能源成本效率（效益）。如：节能项目贴现率。,2007,物理能源效率指标,物理能源效率（热效率）,单位产品或服务能耗,2007,物理能源效率（热效率）,能源系统总效率开采效率,中间环节效率,终端利用效率,风机系统能源效率电机效率,轴转动效率,风机效率,2007,2.,节能量计算,2007,节能量计算方法,产品能耗计算节能量：,节能量（当年单位产品能耗上年同期单位产品能耗）,报告期实际产量,产值能耗计算节能量：,节能量（当年单位产值能耗上一年单位产值能耗）,当年产值,产品结构计算节能量：,2007,节能率,当年节能率：当年节能量与上年可比能源消耗量的比值。,累计节能率：以某个年份为基数,1,，减去逐年的单位产品（或产值）能耗比值之积。,2007,节能量计算方法探讨,2007,3.,通用节能技术和设备,2007,通用节能技术和设备,3.1,余热利用技术,3.2,供热和空调节能,3.3,电机系统节能,3.4,企业供配电系统节能,3.5,过程量化优化,3.6,照明节能,2007,3.1,余热资源分类,2007,按来源分类,：,高温烟气的余热,高温产品和炉渣的余热,冷却介质的余热,可燃废气、废液和废料的余热,废气、废水余热,化学反应余热,2007,按温度分类：,高温余热,中温余热,低温余热,2007,可利用的余热资源,主要行业：,冶金工业,石油工业,化工工业,机械工业,其他工业,2007,余热利用方法,直接利用热能（热回收）,转变为动力和电力后利用（动力回收）,2007,余热回收应注意的问题,利用余热要投入，应尽量利用现有设备,余热不是全部可回收,余热利用到其他工艺，应考虑工艺的配套,2007,蒸汽回收,动力利用：带动水泵、风机、压缩机，带动发电机发电,热利用：燃烧器、换热器、加热器,常用设备：余热锅炉、冷凝器、空气预热器、蒸发器、干燥器等（直接式、间接式、再生式）,2007,凝结水回收方式,蒸汽加压法,位差防汽蚀法,喷射增压防汽蚀法,往复式压缩机输送汽水两相流装,无疏水阀回收系统,2007,冷凝水用途选择,作锅炉补充水（锅炉汽保补水，进除氧器）,作低温热源（取暖，热水，间接热源）,2007,热泵利用,（热泵是利用载热工质，从低温处吸收热量，并在高温处放出热量）,压缩式热泵（蒸发器、压缩机、冷凝器、膨涨阀）,蒸发（吸热）压缩冷凝（放热）节流在蒸发,吸收式热泵（吸收剂在加热和冷缺时对载热工质的吸收和放出，使工质溶液浓度变化，从而改变载热工质的压力）,2007,热管技术,通过全封闭真空管壳内工质的蒸发与冷凝来专递热量,热管换热器（气气式，气汽式，气液式，液液式，液气式）,整体式、分离式、组合式,2007,3.2,供暖和空调节能,2007,供热系统组成,热源（燃煤、燃气、燃油锅炉或电锅炉，也可地热、水源、地源热泵等）,热网,热用户,2007,工业燃煤锅炉,容量 小于,65t/h,压力 小于,3.82MPa,温度 低