3能源利用與系統(tǒng)工程

1、第三章能量轉(zhuǎn)換與利用（ Energy conversion and utilization）第三章能量轉(zhuǎn)換與利用第一節(jié)能量轉(zhuǎn)換的基本原理the basic principleof energyconversion材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering概述n 從熱力學的角度看，能量是物質(zhì)運動的度量，運動是物質(zhì)的存在的方式，因此一切物質(zhì)都有能量。n Fromthe pointofviewofthermodynamics,energyisthemeasureofthematerialmovement, and th

2、e motion is the existence way of matter, so all matter have energy.材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering能量守恒與轉(zhuǎn)換定律n 能量守恒和轉(zhuǎn)換定律指出：“自然界的一切物質(zhì)都具有能量；能量既不能創(chuàng)造，也不能消滅，而只能從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，從一個物體傳遞到另一個物體； 在能量轉(zhuǎn)換與傳遞過程中，能量的總量恒定不變。”材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment EngineeringTh

3、e law of energy conservation and transformationn Thelawofenergyconservationandtransformationpoints out: "All of naturematerialhaveenergy;theenergycanneither be created nor destroyed, but onlyconvert from one kind of form to another kind of form, from an object transfer to another object; In the

4、 energy transfer and transfer process, the total amount of energy is constant. "材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering能量相互轉(zhuǎn)換Energy interconversion材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment EngineeringJames Joule (18181889)n 熱力學第一定律：能量守恒n 系統(tǒng)的內(nèi)能=系統(tǒng)吸收的熱量+對系統(tǒng)做功材料與冶金學

5、院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment EngineeringJames Joule (18181889)n The first law of thermodynamics: energy conservationn System internal energy=the heat absorbed from the system+ the work done from the system材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering熱力學第一定律任何處于平衡態(tài)的熱力

6、學系統(tǒng)都有一個狀態(tài)參數(shù)U（內(nèi) 能）。系統(tǒng)從一個平衡態(tài)變化到另一個平衡態(tài)時，內(nèi)能 等于系統(tǒng)吸收的熱量和系統(tǒng)對外做功之和。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment EngineeringThe first law of thermodynamicsAnyone thermodynamics system in the equilibrium has a state parameter U(internal energy).When system from a balance state is changed to another bala

7、nce state, internal energy is equal to the quantity of heat that system absorbs and the amount of work done.材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering能量貶值原理n 能量不僅有量的多少，還有質(zhì)的高低。熱力學第一定律只說明了能量在量上要守恒，并沒有說明能量在“質(zhì)”方面的高低。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment EngineeringEnergy

8、 devaluation principlen The energy not only is how much in quantity, but also is high and low in quality. The first laws of thermodynamics only shows that the energy in quantity is conservation, but there is no indication that the energy is high and low in the "quality" .材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Inst

9、itute of Thermal and Environment Engineering第三章能量轉(zhuǎn)換與利用n 自然界進行的能量轉(zhuǎn)換過程是有方向性的。n 不需要外界幫助就能自動進行的過程稱為自發(fā)過程，反之為非自發(fā)過程。自發(fā)過程都有一定的方向。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment EngineeringEnergy conversion and utilizationn The energy conversion process of the nature isOriented.n Without outside help, the

10、 automatic process can be called spontaneous process, and conversely called the non-spontaneous process. Spontaneous process has a certain direction.材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering水總是從高處向低處the water always flow from high to low 氣體總是從高壓向低壓膨脹the gas always expand from hi

11、ghpressure to low voltage inflation熱量總是從高溫物體向低溫物體傳遞theheat always transfers from hightemperature object to low one與環(huán)境工程ironment EngineeringInstitEnergy conversion and utilization熱量傳遞有方向性heat transfer is directional材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering熱力學第二定律的克勞修斯說法n 不可能把熱量從低

12、溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。n It is not likely to transfer heat from low temperature object to high temperature object without causing other changes.材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering熱力學第二定律的克勞修斯說法n 為了將熱量從冷態(tài)輸送到熱態(tài)，需要一個裝置，例如熱泵或冰箱，持續(xù)做功。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environmen

13、t EngineeringThe Clausius statement of the second law of thermodynamicsn In order to sent heat from the cold state to the hot state, you need a device, such as heat pump or refrigerator for doing work.材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering熱力學第二定律的開爾文 普朗克說法n 不可能從單一熱源吸取熱量使之完全轉(zhuǎn)變

14、而不產(chǎn)生其他影響。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment EngineeringThe Kelvin-Planck statement of the second law of thermodynamicsn It is not likely to translate heat absorbed from a single source of into work completely without producing other effects.材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Envi

15、ronment Engineering材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering第三章能量轉(zhuǎn)換與利用n The essence of the second law of thermodynamics is energy devaluation principle.n The second law of thermodynamics profoundly pointed out the direction, conditions and the limitof energy conversion.材料與冶金學院熱能

16、與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering第三章能量轉(zhuǎn)換與利用n 熱力學第二定律的實質(zhì)就是能量貶值原理。n 熱力學第二定律深刻地指明了能量轉(zhuǎn)換過程的方向、條件及限度。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering能量轉(zhuǎn)換的效率n 根據(jù)能量貶值原理，不是每一種能量都可以連續(xù)地、完全地轉(zhuǎn)換為任何一種其他形式的能量。n 各種不同形式的能量，按其轉(zhuǎn)換能力可分為三大類：（1）無限轉(zhuǎn)換能（全部轉(zhuǎn)換能），如電能、機械能、水能、風能、儲存的化學能等；（2） 有限轉(zhuǎn)換能（

17、部分轉(zhuǎn)換能），如熱能、流動體系的總能 ；（3） 非轉(zhuǎn)換能（廢能）。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineeringn According to the energy depreciation principle , not every kind of energy can be continuously, fully convert into a kind of any other forms of energy.n All kinds of different forms of energy, according t

18、o its switch ability, can be divided into three categories:n (1) infinite conversion energy (all conversion energy), such as electricity, mechanical energy, water, wind power, the chemical energy of fuel storage , etc.;(2) limited conversion energy (part of the conversion can), such as heat energy,

19、the total energy of flow system(3) the non-conversion energy (waste energy).材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment EngineeringThe efficiency of energy conversion第三章能量轉(zhuǎn)換與利用n 在能量利用中熱效率和要的兩個指標。性是非常重n 由于存在著耗散作用、不可逆過程以及可用能損失，在能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程中，各種熱力循環(huán)、熱力設備和能量利用裝置的效率都不可能達到100%。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute

20、of Thermal and Environment Engineering第三章能量轉(zhuǎn)換與利用n In the energy utilization, thermal efficiency and economy are very important two indexes.n Because there are dissipative role, irreversible process and the available energy loss, in energy conversion and transfer process, for all kinds of thermal cyc

21、le, heating equipment and energy utilization device, their efficiencycan not reach 100%.材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment EngineeringEnergy conversion and utilization材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment EngineeringEnergy efficiency of some common energy conversion devi

22、ce材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering?combustion88%Thermal energy in steamChemical energy In coalSteam turbine46%98%Mechanical energy In turbineelectricityOverall efficiency: 88% ×46% × 98% = 40%材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering火電站的能量

23、轉(zhuǎn)換效率是多少？Whats the energy conversion efficiency of plants第三章能量轉(zhuǎn)換與利用第二節(jié)節(jié)能潛力分析方法材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程2014-12-22Institute of Thermal and Environment Engineering關于熱力學的基礎知識（1）熱力學第一定律、熱力學第二定律 熱力學第一定律能量守恒定律（無條件） “當任何一種形式的能量轉(zhuǎn)換為另一種形式的能量時，總量保持不變” 說明能量在轉(zhuǎn)換時數(shù)量上的守恒關系問題：沒有區(qū)分不同形式的能量在質(zhì)量上的差別 熱力學第二定律能量轉(zhuǎn)換定律（有條件） “當任何一種形式的能量轉(zhuǎn)換為

24、另一種形式的能量時，其可用能（質(zhì)量）只能降低，不能提高”說明了能量在轉(zhuǎn)換時在質(zhì)量上的貶值特性能量轉(zhuǎn)換具有的方向性或不可逆性材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering（2）能量的分類根據(jù)能量轉(zhuǎn)換難易程度，能量可劃分為三類： 第一類可以不受限制地完全轉(zhuǎn)換的能量 例：電能、機械能、位能（水力）、動能（風力）等功量高級能，完全有序運動的能量，其數(shù)量與質(zhì)量是統(tǒng)一的。 第二類具有部分轉(zhuǎn)換能力的能量 例：熱能、物質(zhì)內(nèi)能、焓等熱量（以傳熱方式傳遞的能量）中級能，無序的能量可以部分地轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\動的能量。數(shù)量和質(zhì)量是不統(tǒng)一的。 第

25、三類完全沒有轉(zhuǎn)換能力的能量 例：處于環(huán)境狀態(tài)下的大氣、海洋、巖石等所具有的內(nèi)能和焓， 雖然它們具有相當數(shù)量的能量，在技術上卻無法轉(zhuǎn)變?yōu)楣?。低級能，是只有?shù)量而無質(zhì)量的無序能量。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering關于熱力學的基礎知識關于熱力學的基礎知識（3）能量中的“”與“”（Exergy）環(huán)境條件下能夠完全地連續(xù)地轉(zhuǎn)化為任何一種其它形式的能量，即可用能、可用功。（Anergy）不能夠轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪遣糠帜芰浚礋o效能、無用功。例如：機械能、電能全是，0；自然環(huán)境的熱能以及從環(huán)境輸入、輸出的熱能全為0。，材

26、料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering（4）能級表征能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ哪芰图夹g上的有用程度，因此可以用來評價能量的質(zhì)量或級位。v 熱量Ø 熱能屬于第二類能量，其值取決于自身的狀態(tài)參數(shù)（T、P等）和環(huán)境的狀態(tài)（T0）。當與環(huán)境處于平衡狀態(tài)時，其值0Ø 熱量是一個系統(tǒng)通過邊界的以傳熱方式傳遞的能量。Ø 熱量系統(tǒng)所傳遞的熱量Q在給定環(huán)境條件下，用可逆方式所能做出的最大功Wmax.材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engin

27、eering關于熱力學的基礎知識關于熱力學的基礎知識Eex = Wmax= Q(1 - T0即T )卡諾因子（卡諾循環(huán)熱效率）是熱變功的最高限度。任何一種能量均可分為和兩部分+ Q T0Q = EexT材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering關于熱力學的基礎知識Ø 能級 能量中統(tǒng)一尺度。所占的比例，衡量能量作功能力大小的§§§高級能（功量）：低級能（環(huán)境中）： 中級能（熱量）：l =總能量Ø 熱量的能級T0ln Tl = 1-T - T0T0可用來估計余熱轉(zhuǎn)換為

28、動力的能力， 是可能回收的最大功率。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering關于熱力學的基礎知識0.8理論值能級只與溫度有關，而與物質(zhì)種類無關。溫度越高能級越高，焓中具0.70.6能級l0.50.40.3實際值（大約是理論值的一半左右）有的越大。0.20.10011.52345TT067891011材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering（5）用能過程或能量轉(zhuǎn)化過程中的能量損失v 通常理解為：從用能設備或能量轉(zhuǎn)換裝置散失到外界環(huán)

29、境中去的那部分能量，對散失的能量并不區(qū)分哪些是可被轉(zhuǎn)化利用的，哪些則不具備這種品質(zhì)。v 正確理解：從能的使用價值考慮問題，主要指“”損失，既注意散失到環(huán)境中去的“外部損失”，更要注重設備或過程中的“內(nèi)部損失”，特別是能量使用價值的喪失。多數(shù)情況下，能量損失主要是由內(nèi)部損失造成的，外部是表現(xiàn)，內(nèi)部是外部損失的根源。v 不可逆過程的損失。損失不可逆過程中的減少量。自然界中實際過程均為不可逆過程，它將使能量中的 轉(zhuǎn)變?yōu)?，造成能量的貶值（一部分被消滅），即損失。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering關于熱力學的基礎知

30、識v 節(jié)能的本質(zhì)是減少舉例：因溫差引起的損失，節(jié)能就是節(jié)損失.T- TLH傳熱火用損失T dQ0T THL式中dQ 為高低溫物體接觸界面?zhèn)鬟f的微元熱量，T0為環(huán)境溫度，TH為高溫物體的溫度，T2為低溫物體的溫度。由上式可知：Ø 傳遞熱量的熱損失，不僅與溫度差成正比，而且與高低溫物質(zhì)溫度的乘積成反比。ØØØ傳熱將造成減少，傳熱溫差越大，損失也越大；當傳熱溫差相同時，高溫時的熱損失比低溫時??；要求損失一定時，溫度水平高時選用較大的傳熱溫差（如蒸汽鍋爐），溫度水平低時選用較小的傳熱溫差（如低溫換熱器）。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Th

31、ermal and Environment Engineering關于熱力學的基礎知識節(jié)能潛力分析方法（1）第一定律分析法運用熱平衡原理，以熱效率為基本準則，分析、評價用能設備和系統(tǒng)能量有效利用狀況的方法，習慣上也稱之為焓分析法?；緝?nèi)容包括：Ø 根據(jù)能量系統(tǒng)的熱力學模型，建立系統(tǒng)的能量平衡；Ø 根據(jù)能量平衡，計算熱效率，用以評價用能系統(tǒng)的優(yōu)劣；Ø 計算各項熱損失，找出熱損失最大的薄弱環(huán)節(jié)和部位，從而確定節(jié)能潛力所在。不足之處：熱效率與節(jié)能潛力之間很多時候是的。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment E

32、ngineering節(jié)能潛力分析方法（2）第二定律分析法同時依據(jù)第一、第二兩大定律，體現(xiàn)能的全面本性（在量上的守恒性與在質(zhì)上的貶質(zhì)性），而建立的分析方法，稱為第二定律分析方法。從可用能的角度來分析用能過程，從能量的量和質(zhì)兩個方面指出其節(jié)能潛力所在。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering節(jié)能潛力分析方法Ø 在選定計算基準的情況下，根據(jù)火用的概念采用熱力學計算方法，直接計算出物質(zhì)或物流在某個狀態(tài)的火用值；Ø 計算出各個過程，以及由若干過程所組成的子系統(tǒng)的火用損。Ø 合理評價能量的有效

33、利用程度Ø 科學診斷各項能量損失的大小及比例Ø 指導正確的節(jié)能方向材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering(3)兩種分析法的不同之處v從實質(zhì)上看，熱力學第一定律的節(jié)能潛力分析法僅著眼于外部能量損耗；v熱力學第二定律的節(jié)能潛力分析法則從內(nèi)部和外部兩個方面著手，揭示了能量損失的實質(zhì)。Ø 內(nèi)部損失由系統(tǒng)內(nèi)部過程的不可逆性引起的，是能量質(zhì)量的降低，它是外部損失的根源，任何實際過程都是不可逆的，所以說內(nèi)部損失是不可避免的，只能把它在某個最佳值；Ø 外部損失實際是內(nèi)部損失的表現(xiàn)，但它

34、也在某種程度上影響著內(nèi)部損失；Ø 內(nèi)部損失和外部損失是相互影響、相互作用的材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering節(jié)能潛力分析方法（4）能源利用率的評價指標（熱效率的局限性） 被利用的能量與消耗的能量在數(shù)量上的比值（第一定律），用作衡量用能設備好壞和熱利用裝置的完善程度，不是一個很合理的尺度。被利用的火用與消費的火用的比值（ 第二定律），評價能量轉(zhuǎn)換設備或過程的技術完善程度和熱力學完善程度的統(tǒng)一指標。Ø 火用 效率以火用為基準，不同形式能量的 火用 是等價的；Ø 熱效率只計能量的數(shù)

35、量，不管能量的品質(zhì)高低，往往不能反映裝置的完善程度.材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering節(jié)能潛力分析方法節(jié)能潛力分析方法冷裝料連續(xù)加熱爐 例1 熱裝料連續(xù)加熱爐）材料Institute of Thermal and Environment Engineering節(jié)能潛力分析方法 例2 甲乙兩個企業(yè)，甲企業(yè)消耗用于供熱占70，用于發(fā)電占30，供熱效率60，發(fā)電效率40，企業(yè)用能總熱效率為 20%´60% + 30%´ 40% = 54%企業(yè)乙分別以相同的供熱和發(fā)電效率耗用，只是用70去發(fā)電

36、，用30去供熱，實質(zhì)上企業(yè)乙對能源的利它的用能總熱效率為用更有效，能耗低。30%´ 60% + 70%´ 40% = 46%材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering節(jié)能潛力分析方法冬季火爐供暖，設發(fā)出的熱量為Q1,室內(nèi)空氣接受的熱量為 例4 Q 。假設保溫良好。2因為保溫良好，可知其熱效率為100。根據(jù)熱力學第一定律，已沒有節(jié)能潛力可挖。而若是采用另一種供暖方式熱機熱泵供暖，根據(jù)熱力學的基本原理可知，在理想的情況下，供暖的“效率”可達到Q2 Q1= 1243%熱力系統(tǒng)分析燃氣蒸汽循環(huán)發(fā)電蒸汽

37、動力循環(huán)的主要火用 損失在鍋爐內(nèi)，其中燃燒火用損失和傳熱損失占主要部分。目前采用水蒸汽為工質(zhì)的蒸汽動力循環(huán)已無法避免這一損失。排氣蒸汽451376空氣1壓氣機；2燃燒室；3燃氣輪機；4余熱鍋爐；5汽輪機；6冷凝器；7給水泵材Institute of Thermal and Environment Engineering熱力系統(tǒng)分析對汽輪發(fā)電機組的能量分析結(jié)果：按第一定律分析能量損失最多的是“冷凝器”（外部損失）按第二定律分析能量損失最多的是“鍋爐”（內(nèi)部損失）結(jié)論：Ø 節(jié)能的主攻方向不在“冷凝器”，而是降低鍋爐的火用損失率。Ø 措施：采用高溫高壓機組，發(fā)展燃氣蒸汽循環(huán)發(fā)電機

38、等材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering分析方法鍋爐蒸汽汽輪機組冷凝器汽機加熱器第一定律熱損失，kJ/kg蒸汽熱損失率，258.39.027.21.0132.34.61562.954.4第二定律損失，kJ/kg蒸汽損失率，1647.057.033.11.2134.84.723.90.8141.14.9n 鋼鐵生產(chǎn)以消耗熱能為主，所以余能中絕大部分是以熱能的形式存在，如:排氣顯熱、高溫成品的顯熱、高溫廢渣的顯熱、冷卻水帶走的顯熱。是否真是余熱，決定于后續(xù)工藝流程能否繼續(xù)使用，只有后續(xù)u工序無法利用的才算為余熱。

39、如,鋼坯的顯然最好直接輸入下道工序（熱銜接），作為100的可用能，沒有火用損失；如果用熱交換的方式（鋼坯余熱鍋爐）回收鋼坯顯熱，將造成火用 貶值。u 其次，裝置本身是否還有節(jié)能潛力，降低設備的能耗，可減少余熱余能的生成量，它比通過余熱回收裝置回收能量更為、有效。爐窯要盡量減少用能過程的火用損失，不應把希望寄托在“回收”已經(jīng)發(fā)生的損失上去。已經(jīng)發(fā)生的不可逆損失是絕不可能再回收的！材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering余熱的回收分析余熱的回收分析（1）合理利用余熱的評價指標過程的火用損失量火用損率（A）=投入的余

40、熱量EQ- EEEA =供給供給Q供給回收利用過程Q 供給Q 損失= Q有效熱效率 hIQ供給材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering余熱的回收分析熱效率A = B1 -hIB2火用損率供給熱能級回收熱能級p 熱效率和能級共同決定余熱回收利用過程中火用損率的大小p 降低火用損率的兩個途徑：ü 提高回收利用能源的能級ü 提高回收利用過程中的熱效率材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering余熱的回收分析（2）余熱回

41、收利用的原則Ø 減少轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)首先考慮直接利用；Ø 盡可能提高余熱回收裝置的熱效率及其的火用值；Ø 溫度對口，梯級利用，熱盡其用。在余熱的回收利用過程中，既要重視數(shù)量的轉(zhuǎn)換，又要注重能量的質(zhì)量，做到能級匹配、梯級用能。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering余熱的回收分析（3）余熱Ø 直接熱回收在工藝條件的回收利用方式的情況下，將余熱直接回收到生產(chǎn)流程中，一般為熱回收。例如：鋼坯直接入爐，煙氣預熱物料Ø 動力回收利用其他介質(zhì)回收其熱量后產(chǎn)生新的能源的利用方式，既有

42、動力回收又有熱回收。例如：煙氣汽化冷卻產(chǎn)生蒸汽、CDQ回收紅焦顯熱材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering余熱的回收分析（4）紅焦顯熱動力回收利用紅焦溫度一般為1050左右，能級為0.77，屬于高品位的余熱，回收方式干熄焦p 干熄爐內(nèi)的換熱是一個逆向換熱的過程，整個換熱過程始終維持較小的溫差從而減少了能余熱鍋爐集塵器1000900 紅焦溫度熱風溫度600 500 蒸汽量質(zhì)量損失。4.6MPa，450 200 130 風機p 發(fā)展方向： 提高余熱鍋爐參數(shù)， 減少余熱鍋爐中的火用 損失焦炭hI = 85%g = 0

43、.33hI = 80%g = 0.22材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering余熱的回收分析（5）燒結(jié)礦顯熱動力回收利用ü 燒結(jié)礦的溫度一般為800左右，能級為0.73，屬于中品位的余熱。低壓蒸汽（1.6MP 260）ü 燒結(jié)礦顯熱的回收是一個交叉換熱的過程，燒結(jié)礦在換熱的過程中是水平移動的，而冷風是豎直的。整個換熱過程中一直保持較大的溫差，從而使得 火用 損率較大。ü 燒結(jié)礦顯熱每個階段回收的煙氣品位不同，混合回收降低了品位。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of

44、Thermal and Environment Engineering余熱的回收分析預熱物料中壓蒸汽2.55MP 37560040080025p 燒結(jié)礦顯熱可以進行梯級回收利用，將高溫的煙氣用來產(chǎn)生蒸汽，中低溫煙氣用來預熱物料，實現(xiàn)熱風燒結(jié)。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering燒結(jié)礦回收利用方式熱效率能級差火用損率分別回收，梯級利用550.240混合回收400.460余熱的回收分析p 發(fā)展方向：燒結(jié)礦顯熱回收可以參照干熄焦的回收模式，利用散料床的模式來回收顯熱。估計可使火用 損率降低30燒結(jié)熱礦余熱鍋爐集塵

45、器800 700 熱礦溫度熱風溫度500 450 蒸汽200 150 風機3MP 400冷礦材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering（6）廢氣余熱的動力回收利用l轉(zhuǎn)爐煤氣的溫度一般為1600，能級為0.84，其顯熱屬高品位余熱；蒸汽300 ，1.6MPaLDG1600 ü 以某轉(zhuǎn)爐為例，煙道氣化冷卻可回收蒸汽參數(shù)為300，1.6 MPa 。計算可得熱效率約為65%，能級差為0.34，火用損率為52。l 回收過程中質(zhì)量貶值較大，因此提高蒸汽參數(shù)是關鍵材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of

46、Thermal and Environment Engineering余熱的回收分析第三節(jié) 節(jié)能方向與途徑 系統(tǒng)節(jié)能技術 系統(tǒng)節(jié)能技術，是相對單體節(jié)能技術而言的。單體節(jié)能（傳統(tǒng)節(jié)能） 技術，主要著眼于降低單體設備或單一工序的能源消耗。這類技術，是節(jié)能的工作基礎，可以收到一定的節(jié)能效果。系統(tǒng)節(jié)能技術，是以生產(chǎn)系統(tǒng)為研究對象，從節(jié)約能源與非能源兩個方面，主要在生產(chǎn)工序、企業(yè)和（行業(yè)）等三個層次上，全面研究能源的有效利用問題。這類技術研究較以收到更大的節(jié)能效果。系統(tǒng)節(jié)能的工作思路：次上節(jié)能問題，可運用“系統(tǒng)”和“載能體”的概念，研究鋼鐵“生命周期（life cycle）”的每個環(huán)節(jié)以及各環(huán)節(jié)之間的相

47、互關系，進行詳細分析，并提出節(jié)能對策，使每個環(huán)節(jié)盡可能滿足系統(tǒng)節(jié)能的要求。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering1 節(jié)能方向1節(jié)能方向由載能體的概念可知，企業(yè)的節(jié)能方向有三：方向一：降低第一類載能體的單耗及其載能量，即各種原材料，輔助原材料、中間、零部件、其它消耗品，及水、蒸汽、壓縮空氣、氧、電等（原料+動力）方向二：降低第二類載能體的單耗及其載能量，即各種（固、液、氣體）方向三：回收生產(chǎn)過程中散失的載能體和各種能量，即回收余熱、余能、廢水、廢渣。材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Ther

48、mal and Environment Engineering在一定意義上說，這是節(jié)約能源的前提。因為鋼鐵廠的原材料和動力的單耗降不下來，大幅度降低噸鋼綜合能耗是不可能的！（1）降低原材料消耗，尤其是注意那些能值高的原材料的單耗。在這方面，鐵水占有特別突出的地位。 降低鐵水的消耗，即鐵鋼比1.082(80年)0.951（85年）0.990（90年）0.972（95年）0.922（2000年）（球燒）礦鋼比：0.841（2002年） 國外平均水平為0.7311.727(80年)1.638（85年）1.602（90年）1.619（95年）1.517（2000年）1.338（2002年）國外平均1.040材料與冶金學院熱能與環(huán)境工程Institute of Thermal and Environment Engineering1.1 降低第一類載能體的單耗及其載能量1.1降低第一類載能體的單耗及其載能量 提高錠（坯）到材的綜材率76.5%(80年)（2）降低