热工设备节能技术

出版时间：2010-2  出版社：李沪萍、向兰、夏家群、 等 化学工业出版社 (2010-02出版)  作者：李沪萍，向兰，夏家群，熊运实 编  页数：215  
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前言

我国能源面临严峻的形势，有一系列很难解决但必须解决的难题。六十年来，我国在能源方面取得了巨大的成绩，从一个原来在世界上能源所占份额微不足道的国家，变为一个举足轻重的能源生产与消费大国。我国能源以煤为主，石油、天然气等所占比例较小，且人均能源资源储量少，尤其是石油和天然气。1993年我国从石油出口国变成净进口国，进口量逐年增长。我国煤储量虽然十分丰富，但人均也只有世界平均煤储量的50%。我国能源发展突出表现为能源的供需品种结构问题、地区性结构问题和结构性污染问题。从未来的发展看，今后相当长的时间内能源消费还将持续增长，而其中大部分需要通过增加煤炭产量来解决，这会使上述结构性矛盾更加尖锐，环境压力更大。我国是一个能源利用效率比较低的国家，能源利用总效率只有32%，单位国民生产总值能耗比先进国家高三倍，生产单位产品的能耗比国外高出50%～100%。1980～2007年，我国能源消费以年均5.44%的增长支撑了国民经济年均9.78%的增长。按2005年的价格计算，万元国内生产总值能源消耗由1980年的3.39吨标准煤下降到2008年的0.95吨标准煤，年均节能率3.95%，扭转了近年来单位国内生产总值能源消耗上升的势头，且单位产品能耗明显下降，其中钢、水泥、大型合成氨等产品的综合能耗及供电煤耗与国际先进水平的差距不断缩小。但我国能源的合理转化和应用仍然具有巨大的潜力。如我国现有的50多万台工业锅炉和10多万台工业炉窑的热效率约为60%～70%，与国外相比差10%～15%。有资料显示，目前我国一次能源转换有25%的节能潜力，终端消费有26%的节能潜力，一次能源消费的平均节能潜力达26%，节能前景十分可观。由于我国能耗的70%集中在冶金、化工、建材等工业领域，因此，工业被看成节能潜力最大的部门。由于热工设备是节能技术实施的重点设备，因此，本书针对工业生产中的主要热工设备的节能技术进行了较全面的介绍，旨在为工业节能提供较系统的理论指导。全书共分六章，第一章介绍能源基本状况及与节能相关的基础知识；第二章介绍燃料热工设备的节能技术；第三章介绍耗电热工设备的节能技术；第四章介绍热工设备余热资源的回收和利用方法；第五章介绍在常用热工设备中应用耐火材料进行节能；第六章热工设备热平衡测试和节能监测中主要用的热工测量仪表及节能监测的主要方法。其中李沪萍编写第二章、第三章和第四章；向兰编写第一章；夏家群编写第五章；熊运实编写第六章。全书由罗康碧教授审订。由于编者水平有限，不足之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

内容概要

　　能源问题是国家高度重视的问题之一。《热工设备节能技术》从我国能源特点和使用现状出发，简述了能源领域的发展前景和节能的必要性；结合节能基础知识，介绍了工业生产过程中主要热工设备的用能特点、相应的节能技术和方法、节能的途径及措施等内容。　　《热工设备节能技术》共分六章，包括：能源及节能基础、燃料热工设备节能、耗电热工设备节能、热工设备余热资源的回收利用、耐火材料在热工设备中的应用、热工测量仪表及节能监测。　　《热工设备节能技术》可作为企业、学校开展节能工作及节能技术开发等人员参考用书或教学、培训用教材，也可供化工、冶金、电力等领域的生产、科研和设计工作的工程技术人员参考使用。

书籍目录

第一章 能源及节能基础1第一节 能源状况1一、能源种类1二、我国能源状况及特点2三、能源利用前景3四、热工设备节能的必要性3第二节 燃料的种类及组成4一、燃料的分类4二、燃料组成的表示方法4三、元素分析中组分的性质8第三节 常见燃料的基本性质9一、燃料的热值9二、煤的基本性质11三、燃料油的基本性质14四、气体燃料的基本性质18第四节 燃料的燃烧23一、燃烧的定义23二、内燃机和燃烧炉内的燃烧24三、燃烧装置的基本性能25第五节 热量传递的基本方式26一、热传导27二、热对流28三、热辐射29第六节 气体力学基础30一、气体的基本规律30二、气体静力学和动力学方程31三、通过炉门的逸气量32四、烟囱的工作原理及高度计算33五、火焰炉内气体的流动35第二章 燃料热工设备节能41第一节 传热的节能与强化41一、提高燃料的热利用率41二、热量的回收利用41三、减少热量传输过程中的热损失42四、减少换热器的压降损失43五、加强企业管理43六、提高传热系数43七、采用新型高效的传热元件与传热设备44八、应用热管技术46第二节 流体流动中的节能46一、降低流体在直管内流动时的损失47二、减少节流过程的损失47三、减阻剂的应用47第三节 工业炉窑的热过程及节能措施49一、燃料的燃烧过程50二、工业炉窑的热利用特点51三、工业炉窑的热损失52四、工业炉窑的节能措施53第四节 热工设备的热平衡55一、热工设备的热平衡基准56二、热平衡的计算方法56三、热工设备的热平衡测定60四、锅炉的热平衡试验63五、热平衡的能量分析65第五节 热工设备用燃烧装置65一、气体燃料燃烧装置65二、液体燃料燃烧装置67三、燃煤装置67第六节 局部增氧助燃技术68一、局部增氧助燃技术概述68二、局部增氧助燃技术的特点69三、局部增氧助燃技术的应用70第七节 节约和替代燃料油技术72一、机械行业燃油使用现状72二、节约燃料油的措施73三、替代燃料油的燃料74第八节 热工设备的节能途径75一、热工设备节能方案的选择76二、热工设备合理用热的选择方法77三、热工设备节能的途径78第九节 锅炉的节能途径87一、工业锅炉的节能改造87二、锅炉热能的合理利用88第十节 磷肥高炉的节能途径90一、磷肥高炉热能利用分析90二、磷肥高炉的节能途径91第三章 耗电热工设备节能95第一节 节约用电基础知识95一、概述95二、节约用电措施的制定和实施96三、电能管理体系98第二节 电阻炉的节电99一、电阻炉概述99二、电阻炉的节电技术100第三节 电弧炉的节电102一、炼钢电弧炉的节电技术103二、铁合金矿热电炉的节能技术105第四节 黄磷电炉的节能108一、黄磷的物理化学性质108二、制磷的理论基础108三、制磷的工艺过程及主要设备109四、制磷工业的发展前景112五、黄磷炉渣的利用113第五节 铝电解生产节能114一、铝的基本性质114二、铝电解生产过程115三、铝电解过程的节能121第四章 热工设备余热资源的回收利用124第一节 余热资源及利用方式124一、余热资源的定义124二、余热资源的来源及其分类124三、余热资源利用的前提127四、余热资源的利用方式130第二节 热工设备主要余热利用装置131一、工业炉窑余热利用的主要形式131二、换热器133三、蓄热室140四、余热锅炉141五、高效隔热材料的采用144六、减少水冷元件145第三节 蓄热式燃烧技术及蓄热式工业炉145一、蓄热燃烧技术概述146二、高效蓄热式工业炉147第四节 蒸汽蓄热器155一、蒸汽蓄热器的优点155二、蒸汽蓄热器的工作原理与热力计算156三、蒸汽蓄热器的结构及运行159四、蒸汽蓄热器的应用实例160第五节 模糊控制技术节能162一、模糊控制技术简介162二、模糊控制在节能方面的应用163第六节 干燥过程的节能164一、干燥原理与特点164二、热泵干燥装置的原理与流程166三、各种干燥器能耗的比较167四、减少干燥过程能耗的途径170五、干燥装置实施节能示例171第七节 蒸发操作的节能172一、低温余热的利用172二、多效蒸发的讨论172三、热泵蒸发的应用174四、渗透蒸发膜分离技术174第五章 耐火材料在热工设备中的应用176第一节 炼铁生产用耐火材料176一、高炉176二、高炉热风炉178三、混铁炉和混铁型铁水罐179四、焦炉180五、直接制铁用耐火材料180六、铁矿石原料烧结装置用耐火材料180第二节 炼钢设备用耐火材料180一、电弧炉180二、氧气转炉182三、感应炉183第三节 铸锭及连续铸钢用耐火材料184一、钢包184二、浇钢用耐火材料186三、连铸过程及耐火材料187第四节 轧钢用耐火材料189一、加热炉189二、均热炉193第五节 有色冶金用耐火材料194一、炼铝用耐火材料194二、炼镍用耐火材料195三、炼铜用耐火材料196四、炼铅用耐火材料197五、炼锌用耐火材料198第六章 热工测量仪表及节能监测200第一节 压力测量仪表200一、压力测定常用仪表200二、压力计和压差计的选用200第二节 温度测量仪表202一、温度测定常用仪表202二、温度仪表的选用202第三节 流量测量仪表204一、流量测量常用仪表204二、流量仪表的选择方法204第四节 流速测量仪表207一、流速测量常用仪表207二、流速测量仪表的选择方法207第五节 节能监测概述208一、节能监测的目的208二、节能监测的作用208三、节能监测是一项执法活动209四、节能监测执法主体与监测对象209五、节能监测的基本程序209第六节 节能监测的内容和要求210一、节能监测的内容210二、节能监测的要求211三、节能监测的技术条件212第七节 热力输送系统节能监测方法212一、主题内容与适用范围212二、引用标准212三、保温结构表面温升212四、节能监测内容213五、测试方法213六、节能监测合格指标214七、节能监测结果的评价214参考文献215

章节摘录

插图：因此，对我国这样一个资源相对匮乏的国家来说，节能技术的进步对缓解我国能源紧张状况，减少污染物的排放，保持国民经济高速、稳定、协调发展具有重要意义。第二节 燃料的种类及组成在人类社会的发展中，热能具有极其重要的地位。它一方面可直接用于人类的生产和生活，另一方面它可以转化为其它形式的能量（如电能、机械能等）。长期以来，燃烧植物体燃料与矿物燃料是人类获得热能的主要手段。可以说，人类的文明是伴随着燃烧燃料以获得热能的过程发展起来的。据统计，在50年前，世界范围内99％的能源是由燃烧提供的。随着水电、核电和其它新能源的发展，由燃烧提供的能源在可用总能源中所占的比例有所降低，但在大多数国家，尤其在发展中国家燃料燃烧仍起主要的作用。一、燃料的分类燃料是指能够通过燃烧而获得可用热能的物质。但并非可燃的物质都是燃料，燃料一词有着明确的行业使用背景。有些物质（如煤、石油）从热能利用的角度来说是燃料，但从工艺来说则是原料。燃料的种类很多，按其形态可分为固体、液体和气体燃料三大类，按其来源可分为天然燃料和人造燃料两大类。1.固体燃料常见的固体燃料有：煤（包括无烟煤、烟煤、褐煤）；煤的干馏残余物（包括焦炭、半焦炭等）；有机可燃页岩和泥炭；木柴、植物秸秆、木炭。2.液体燃料常见的液体燃料有：石油及其炼制产品（包括汽油、煤油、柴油、重油、渣油等）；醇类（主要是甲醇和乙醇）；植物油（包括一些产油率较高但不宜食用的植物油和某些低等级植物油）。3.气体燃料常见的气体燃料有：天然气（包括气田气和油田气）；液化石油气（即石油加工过程中的副产品）；人造煤气（主要有焦炉煤气、高炉煤气、发生炉煤气等）。二、燃料组成的表示方法实际使用的燃料都是复杂的混合物，其中有可燃组分和不可燃组分。

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《热工设备节能技术》：能源及节能基础，燃料热工设备节能，耗电热工设备节能，热工设备余热资源的回收利用，耐火材料在热工设备中的应用，热工测量仪表及节能监测。《热工设备节能技术》可作为企业、学校开展节能工作及节能技术开发等人员参考用书或教学、培训用教材，也可供化工、冶金、电力等领域的生产、科研和设计工作的工程技术人员参考使用。