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供热机组节能研究论文

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供热机组节能研究论文

摘 要:通过对瑞平电厂2×135MW电厂机组增设低压省煤器和增加蜂窝汽封,改造电除尘供电方式的介绍,指出了运行中耗能存在的问题,介绍了改造的技术方案及改造效果,特别对经济效果进行了分析。 关键词:执电机组 原因分析 技术方案 节能 改造 中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0131-01瑞平电厂建设规模为2×135Mw循环流化床燃煤发电机组。两台机组分别于2007年1月和8月份投产发电。2008年以来,电厂利用中平能化集团选煤后的中煤(发热量仅2000多大卡)和煤矿的低劣质煤发电供热,发电标煤耗为336g/kWh,飞灰可燃物、炉渣可燃物均保持在2%左右,虽然几项指标居于同类型机前列,但在实践中发现仍然存在能耗较大问题,还有很大潜力可挖。 1 原因分析和技术方案 1.1?增加低压省煤器 原因分析:排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项,一般约为5%~12%,占锅炉热损失的60%~70%。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度,一般情况下,排烟温度每增加10℃,锅炉热损失就增加0.6%~1.0%,相应煤耗增加1.2%~2.4%。许多电站锅炉的实际排烟温度比设计值高出20℃~50℃左右,大量烟气余热未经利用排入大气,造成了能源浪费。而我厂机组实际排烟温度约为145℃,且锅炉燃用煤种含硫量较低,烟气酸露点温度相应较低,烟气余热回收的潜力较大。 技术方案:将冷渣器出口凝结水引入新增低压省煤器,被烟气加热升温后的凝结水返回至4#低压加热器入口,从而排挤4#、5#低加抽汽,提高机组运行经济性。 低温省煤器安装于电除尘器后的竖直烟道内,与主凝结水成并联布置,低温省煤器的给水为冷渣器回水,只需在冷渣器回水管路增加一个调节阀以调整需要的通水量,实现了排烟余热的再利用。 1.2?汽轮机封窝汽封改造 原因分析:汽轮机蒸汽泄漏是普遍问题。就汽轮机本体而言,机组的泄漏主要包括汽机的内漏与外漏两部分。 蒸汽通过轴端外漏,除了浪费大量高品质蒸汽,而且也很容易进入轴承箱,使油中带水,油质乳化,润滑油膜质量变差,破坏动态润滑效果,引起油膜振荡,造成机组振动或者是烧瓦停机。油中进水也会造成调节部套锈蚀卡涩,负荷摆动危及机组安全。 蒸汽级间内漏,会造成机组内效率降低。 以上问题的出现,皆为机组传统密封技术落后所致。传统梳齿式密封存在着一定的缺陷,是上述问题产生的主要原因。为从根本上减少工质泄漏,将机组现有密封改造为先进的蜂窝式密封,是节能减排、提高机组安全和经济效益的有效手段。 技术方案:蜂窝式汽封原为美国航天飞机液体燃料涡轮泵上采用的密封技术,是非接触密封中最为安全和封严效果最为显著的一种密封技术。 蜂窝式密封技术基本原理。密封环的内表面由正六面体形状的蜂窝孔规则排列而成的蜂窝带构成。根据密封环体尺寸制作的蜂窝带,通过真空钎焊技术被焊接在原汽封长齿所夹空腔内,即形成蜂窝式密封。蜂窝式汽封是在汽封的长齿中间钎焊上蜂窝,因此汽封当量齿数成多倍增加,节流次数大大多于普通的梳齿式汽封;由于环形腔室被割裂成一个个蜂窝,蒸汽进入蜂窝后,进行回旋反冲,在轴表面形成强劲气膜,大大阻碍后部蒸汽前进,密封效果增强;环形腔室内一个个小蜂窝的存在,汽流热能耗散加大,汽流动能转化成热能耗散,密封性增加;由于其材料耐磨性好,蜂窝带不会有迅速被磨损的情况,间隙可以适当调小,密封性增强。改造方法有以下几点。 (1)蜂窝汽封改造:高中压轴端、高中压平衡活塞、以及低压轴端汽封可改为蜂窝式汽封结构。 (2)镶齿汽封改造:将汽轮机组的高、中、低压叶顶和隔板汽封均为镶固定齿式汽封结构(除低压缸第6~7级叶顶外),此类结构不可进行蜂窝式汽封改造,更换齿片,调整密封间隙,以减少级间泄漏,提高机组效率。 (3)改变电除尘器供电方式。 原因分析:我厂现有静电除尘器采用单相可控硅电源供电,工作模式为大间歇比供电方式,电场实际运行电压和电流均很低,二次电流仅为额定电流的10%~20%。虽然表面上电能消耗较低,但却没有考虑到供电方式与除尘效率之间的关系,尤其是对于前级电场(一、二电场),粉尘浓度较高,不易发生反电晕,在这种情况下,大间歇比供电方式下电源输出功率很低,粉尘无法有效荷电,电除尘器仅仅作为一个粉尘的沉降室使用,势必会大大降级电场的收尘效率,造成粉尘排放严重不达标。如要提高目前工况条件下的除尘效率,同时降低电除尘能耗,必须更改电源供电方式。 技术方案:三相高压硅整流电源供电技术的基本原理是采用三相制,在三相电压对称的条件下,采用三相380V交流输入,通过三路6只可控硅反并联调压,经三相变压器升压,三相桥式整流,并联成一路直流高压信号加到电除尘器。各相电压、电流、磁通的大小相等,相位上依次相差120°。 改造方法:将现有全部单相高压电源更换为32位DSP控制的三相高压电源。 对现有全部高压隔离开关箱进行更换;原有低压动力柜、低压控制柜、电除尘电磁振打柜不做更换。 更换新的基于快速工业以太网络(TCP/IP)架构的电除尘工艺计算机管理系统(ESPDMC)。 2 改造后的节能效果 (1)经济效益分析:#1机组进行汽轮机汽封系统改造与烟气余热回收利用改造后,按锅炉设计效率87%计算,两项实际实现降低发电标准煤耗9.11g/kWh。静电除尘器电源改造实施后,实际实现降低电除尘耗电量65%以上。按上网电价0.35元/kWh,标煤价格690元/吨计算,三项方案共同实现年节约标准煤6832吨/年,实现经济效益521万元/年。 (2)社会效益分析:提高电收尘效率,降低排放浓度,减少污染物排放;降低排烟温度,有利于当地大气环境的改善;提高全厂热利用率,减少煤资源消耗。 3 结语 从该厂节能技改项目实施来看,经济效益和社会效益显著,节能效果显著,具有广阔的推广前景。 参考文献 [1] 唐必光.燃煤锅炉机组[M].中国电力出版社,2003. [2] 秦曾煌电工学[M].高等教育出版社,2001.

火力发电厂锅炉节能降耗策略探讨论文

摘要:火力发电厂锅炉是耗能大户,做好节能降耗能够有效缓解我国资源紧缺现象,并降低企业生产成本,提高发电厂经济效益。本文通过概括火力发电厂节能减排的意义,对节能降耗过程中存在的问题进行分析,为节能降耗提供一些建议,以提高企业节能降耗的效率。

关键词:火力发电;节能降耗;资源

1、引言

我国是资源大国,也是人口大国。随着经济社会的发展进步和我国人口的不断增多,我国人均资源占有量不断减少,资源总量逐渐减少对资源节约型和环境友好型社会提出更高要求。火力发电厂作为资源消耗大户,其节能减排对建设节约型社会具有重要意义。有效提高能源的利用效率,降低环境污染,提高低碳生产效率,对我国可持续发展具有重要意义。在发电过程中,减少能耗,特别是锅炉的资源能耗,能够有效降低火力发电厂生产效率,提高经济效益,同时对我国资源供需矛盾的解决具有重要意义。

2、火力发电厂锅炉节能降耗意义

节能降耗是国家可持续发展战略的重要体现,其不仅符合我国国家经济发展方向和政策,对企业的长远发展也具有重要意义,企业应倡导并运用这一思想。随着我国经济社会的发展和城市化进程的加快,资源消耗不断增大,如何有效进行提高资源使用效率,降低能耗成为火力发电厂考虑的重点问题。我国能源资源对国外进口的依赖性越来大,因此,降低作为耗能大户的火力发电厂锅炉能耗能够有效缓解我国资源供需矛盾,一定程度上减轻我国能源进口负担,降低企业生产成本。火力发电厂锅炉燃烧的能源大多为不可再生,节能减排能够缓解我国出现能源危机,提高社会发展效率。

3、火力发电厂节能降耗中存在的问题

火力发电厂锅炉作为企业核心机器,使用寿命较长,在长时间的使用过程中,难免存在一些节能问题,具体表现在以下几个方面:第一,锅炉在能源燃烧过程中,产生较多的飞灰,这些飞灰可燃性较大,对锅炉使用产生一定影响;第二,锅炉运行过程中,需要参与系统调峰的次数较多,不仅影响锅炉生产效率,还增加锅炉能耗,不利于节能减排的进行;第三,运行时间厂,锅炉不断老化,使用过程中耗能较多,在同样的资源消耗情况下效率较低,从另一个角度来说,生产同样的电量需要更多能耗;第四,锅炉的频繁启动和停机过程中能源消耗量;第五,锅炉机组经过长年累月地使用,老化现象所引起的其他部位功能降低,如尾部烟道漏风,从而导致吸风机出力增大,进而使耗电量增加,不利于锅炉热传递效果,降低其热经济性能。

4、火力发电厂锅炉节能降耗措施分析

4.1调整锅炉燃烧

在实际生产环境中,调整锅炉燃烧对锅炉的生产效率和节能降耗具有重要作用。对火力发电厂锅炉进行有效、全面地调整,能够便于锅炉整体燃烧比率的匹配,实现锅炉的充分燃烧,进而促进节能降耗工作的进行。火力发电厂锅炉进行调整时,需考虑风量对节能的效果,对风量进行研究,判断其配比比例,提高配比的合理性和科学性。风量的配比调整有利于调整锅炉内空气系数的控制,对此系数进行有效控制能够提高燃烧效率,使得燃料进行充分燃烧,保证锅炉燃烧的最佳状态。在进行调整的过程,应注意以下事项:当锅炉处于正常运行状态时,出现负荷增加的情况,需增加风量,且增加燃料燃烧量;出现负荷降低的情况,则需减少风量,降低燃料燃烧量。根据负荷情况调整风量,有利于实现锅炉燃料的充分燃烧,提高燃烧效率,降低能耗,实现生产成本的降低。

4.2清除锅炉灰质

锅炉使用过程中,容易产生可燃灰质,因此需要在其运行时进行受热面吹灰,以增加锅炉生产效率,利于节能降耗工作的开展。锅炉运行过程中难免发生热损失,热损失量与锅炉运行过程中排烟温度密切相关,排烟温度越高,热损失量越大,资源消耗也就越大,不利于企业生产的长期发展。因此,在锅炉运行过程中必须对其受热面进行定期清理,以减少因受热面灰尘和杂质等杂物对受热面的传热能力所造成的影响。另外,还需对锅炉进行定期保养,以降低受热面清理过程中的耗能量;清理是注重在锅炉运行的最佳状态下进行,对清理次数进行科学合理的安排,最大限度地降低锅炉运行过程中的耗能。

4.3防止锅炉漏风

锅炉运行情况与发电有效性有重要关系,在使用过程中锅炉存在漏洞将增加锅炉运行能耗。在常见的几种情况中,锅炉漏风是导致能耗增加的典型情况。锅炉出现漏风现象时,锅炉中气体体积容易增大,这种情况会引起锅炉排烟时热损失量的.增大,还会引起吸风机用电量的增加。此外,风机电耗增加容易导致空预器烟温进一步降低,造成二次风温的大幅度降低。在锅炉运行过程中,需加强对锅炉运行状况的检测,针对问题进行维修和养护,同时,定期进行检修,做好常规性保养工作,确保锅炉正常运行的同时降低能耗。

4.4减少汽水损失

在进行检修过程中,由于不够全面,质量水平较低等原因,锅炉使用时疏水及排污不畅,容易导致汽水的损失,从而引起一系列不良状况的发生,进而导致锅炉能耗的增加。要减少锅炉出现汽水损失的现象,降低能耗,需要做到以下几点:第一,保证锅炉供水质量,并进行严格控制。锅炉给水的质量好,则能够保证其锅水浓缩倍率下排污率的降低。第二,监督汽水分离设备的安装质量,确保其检修质量,以便锅炉正常投入使用,通过这种方式能够有效提高汽水分离的效率,从而实现汽水分离过程中能耗的降低。第三,保证锅炉运行过程中各项参数的稳定性,将锅炉的负荷、气压和水位等参数控制在稳定的范围内,确保锅炉工作效率。第四,若锅炉出现突然启动或紧急停机的现象,则应及时进行疏水和排污,检查锅炉是否存在泄漏现象,根据实际情况进行处理,减少锅炉运行过程中不必要的损失。

5、结束语

火力发电厂锅炉机组作为能耗较大的机械设备,对其降低耗能策略进行研究,不仅能够提高发电效率,还能带来良好的社会效益。通过对锅炉进行有效调整,提高燃烧效率,对锅炉受热面进行吹灰,减少热量损失,防止锅炉漏风,确保锅炉正常运行,通过多种途径减少汽水损失现象的发生,以达到降低能耗的作用。

参考文献:

[1]李云平.火力发电厂锅炉的节能降耗策略分析[J].经营管理者.2015(17)

[2]陆叶,刘庆威.火力发电厂锅炉的节能降耗策略[J].科技致富向导.2014(17)

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发展分布式冷热电联产的重要意义采用冷热电联产分布能源系统,对于我国社会发展具有重要意义,我想初步归纳为十个方面。一、 是科学发展观和可持续发展在能源领域的必然选择。中国的能源消费中,燃气消费的比重不大,从科学用能,从有限的天然气发挥最大的效益来讲,应当将天然气用于冷热电联产,以提高人们的生活质量、节约能源、保护环境。二、 是中国优化能源结构发展战略的需要。中国在相当长的时间内能源结构要以煤为主体,虽然利用国内、国外的两类能源市场均可以增加燃气的消费量,但毕竟数量有限,在优化能源结构中要重视优化终端能源结构,尽可能把燃气用于终端消费,用于大中城市消费,这是优化能源结构的需要。三、 是提高能源利用效率和节约能源的必然途径。中国已经决定坚持把能源放在首位。过去由于缺油少气,城市空调、降温、采暖和热水供水有相当一部分依靠电力,造成全面的电力供不应求,特别是夏季。现在实现了“西气东输”和进口LNG,全国许多城市已有燃气供应,采用冷热电联供可以大大节约能源和各种资源。四、 是中国环境革命的重要内容。中国长期以煤为主,城市里大量直接燃煤,造成严重的煤烟型污染,有天然气以后,应首先把城市里的采暖锅炉、工业窑炉和一切燃煤过程皆换下来,用燃气为燃料的冷热电联产能源系统可以大大减轻污染,改善城市生态环境。五、 是中国电力工业的一场深刻的革命。中国一次能源以煤为主,所以从20世纪50年代以来一直倡导“大机组、大电厂、大电网”,采用天然气为燃料的冷热电联产分布式能源系统,可以为建立一个大电网与众多的分布式相结合的活电力系统创造条件。分布式能源的广泛发展是电力工业进行市场化、竞争化改革的重要前提和条件,它将会促进电力工业市场化改革的发展。六、 是中国电力安全和调峰的实际需要。电力的广泛应用,它不仅是工业的重要动力,而且是人们不能须臾离开的东西,分布式能源系统可以提高电力系统的安全供电,冷热电联产系统不仅可以节省空调、采暖、供应热水用电,平抑冬夏季负荷,还可以提供一部分电力,对于节约电力,弥补缺电压,具有重要作用。七、 是电力需求侧管理(DSM)的重要组成部分能源替代是提供能源利用效率和电力需求测管理的重要内容,中国过去缺少油气供应,空调、采暖、供热水不得不利用电力,入利用电力换取热能的设施都是不合理的,这样做虽然方便,但不符合资源有效利用原则,不符合经济条约原理。在没有天然气供应,又不允许用油的条件下,是不得已而为之。但是现在一些地方有了天然气,就应当开展能源替代工作,用天然气冷热电联产去替代,这是节电和电力需求侧管理的重要内容之一。八、 是天然气发展战略中的重要发展领域之一。有了天然气当怎么用?应当科学利用天然气,中国的天然气消费比重不大,更要注意合理利用。天然气应当用于居民生活,作为工业原料,用于冷热电联产,而不应简单的用于烧锅炉代煤,或用于纯发电,(继续沿袭过去的大机组、大电厂、大电网搞大型燃气发电厂),当然又是为了满足照付不议的需求,暂时发展一些燃气电厂,只能作为权宜之计。九、 是充分发挥电力和和天然气优点和经济性的途径。我国当前一些城市由于不合理的使用电力和天然气,造成了电力负荷夏高冬低,而天然气负荷夏低冬高,使电力和天然气装备都不能充分发挥效益,发展以天然气为燃料的冷热电联产分布式能源系统,可以平抑电力夏季高峰和天然气冬季高峰,发挥两者的有点和经济型的优点和经济性。十、 是建筑节能和建筑现代化的重要环节我国目前建筑耗能约占全国能源消耗量的27%,建筑节能是整个节能工作中占有重要地位。建筑主要是从三方面努力,一是大力提倡修建节能建筑,使建筑物能减少能源消耗,二是采用分布式能源系统供应建筑物的空调、采暖及卫生热水等,提高能源系统的节能水平,三是采用节能节电的家用电器。所以采用以天然气为燃料的冷热电联产系统对于建筑节能具有重要意义。发展以天然气为燃料的冷热电联产分布式能源系统确实存在许多优点,但前要设法解决四大问题:一是降低天然气的价格,天然气与电力的比价不合理,电价低廉,人们必然倾向使用电力器具。二是要研制冷热电联产装置的设备,主要是要研制新型的、低噪音、高效率的发电装置(如柴油机、燃气轮机等)。三是要研究分布式能源系统并入电网的技术措施和经济措施,并作出有利于分布式能源系统发展的政策法规。四是要建立分布式能源系统的服务公司,可以承担设计、施工、运行、维护,这是因为冷热电联产装置要比电力空调、电锅炉等要复杂得多。

重视排污 节约能源摘要:本文从与排污有关的水垢、排污率的计算、排污余热利用三个方面用数字说明排污与节能的关系。目的是把排污问题作为锅炉水质管理的一个重要环节,引起有关运行操作管理人员的高度重视。 关键词:排污 余热利用 节能 一、概述 1、排污分连续排污和定期排污。连续排污又称表面排污,它是连续不断地将汽包中水面附近高浓度的盐分(与溶解固形物近似相等)的锅水排出锅炉外,使锅水的碱度、溶解固形物符合锅炉水质标准的要求;定期排污又叫间断排污,它是定期地从锅炉水循环系统中的最低点(锅筒、下集箱的底部)排放锅水中的悬浮物、水渣及其它沉积物。 正确地进行排污是保持锅内水质良好,减少锅内结垢、防止金属腐蚀和蒸汽污染的有效措施。但是排污不当,操作不合理,轻者损坏阀门管道,排污量增加,浪费燃料;重者形成水垢腐蚀,影响传热,降低受压元件的强度或造成锅炉严重缺水,危及锅炉的安全运行。因此,锅炉的排污意义重大,应当得到设计、安装、运行操作管理人员的特别重视,从排污中减少损失,节约能源。二、水垢与节能 搞热的人士都知道水垢的导热系数约1.2w/m�6�1℃,而钢板的导热系数约48w/m�6�1℃,则1mm厚的水垢热阻相当于40mm厚的钢板热阻,水垢不仅影响传热,几毫米厚的水垢会使传热量下降一半,而且金属计算壁温随着水垢加厚而明显升高(当q=175×103w/m3时,1mm厚水垢使壁温升高约180℃,3mm厚水垢使壁温升高约350℃)。因此水垢能使热负荷高的锅筒下部过热鼓包,水冷壁管变形、爆管,还会形成垢下腐蚀,降低受压元件的强度,严重影响锅炉的安全运行;同时由于水垢影响传热会大量浪费燃料,水垢的厚度与燃料损失对比如下表:水垢的厚度(mm)0.5123456燃料的损失(%)1.12.244.76.36.88.2 对于一台4t/h锅炉,燃用二类烟煤,燃料消耗量约740kg/h,如果积有1.5mm厚的水垢,则每小时浪费燃料740 kg/h×3%=22.2kg,全年运行6000小时,则浪费6000×22.2=133.2吨煤。三、计算排污率与节能 排污量的大小,和给水的品质直接有关。给水的碱度及含盐量越大,锅炉所需要的排污量愈多。 锅炉排污的指标用排污率表示,排污率即排污水量(Q污)占锅炉蒸发量(Q汽)的百分数。如下式表示:K= Q污/Q汽 ×100 % 当锅炉水质稳定时,根据物量平衡的关系可知,某物质随给水带入炉内的量等于排污水排掉的量与饱和蒸汽带走的量之和。则 (Q污+Q汽)×S给=Q汽×S汽+Q污×S污 式中S给、S汽、S污分别表示给水中、饱和蒸汽中、排污水中某物质的含量,式中的S值可以按含盐量,也可按某一组分(如碱度、氯离子)的含量来计算。则 K= Q污/Q汽=(S给-S汽)/(S污-S给)×100 % 由于测定氯离子比较方便,且氯离子与含盐量有较固定的比例关系,通常用氯离子代替含盐量来计算锅炉排污率,则: K= (S给-S汽)/(S污-S给)=(CL-给-CL-汽)/(CL-污-CL-给) 式中CL-给、CL-污、CL-汽分别表示给水中、排污水中、饱和蒸汽中氯离子的含量,而排污水就是锅水,因而S污=S锅炉水,CL-污=CL-锅炉水。式中S锅炉水、CL-锅炉水分别表示锅水中某物质的含量、氯离子的含量。 对于容量较大的锅炉,由于其汽水分离装置效果好,蒸汽的湿度很小。这样饱和蒸汽中的含盐量远远低于给水中的含盐量,所以在这类锅炉的排污率计算中均可以忽略蒸汽中的含盐量,即 K=S给/(S污-S给)=CL-给/(CL-污-CL-给)×100 % 对于大多数工业锅炉,特别是汽包容积小,汽水分离装置简单,饱和蒸汽的带水量较大的锅炉,蒸汽湿度常在3%左右,(这个值与排污率控制在5%~10%的范围比较,已经是不算低了)这种条件下计算锅炉排污率时不能忽略蒸汽中的含盐量。因为 K=(CL-给-CL-汽)/(CL-污-CL-给) =CL-给/(CL-污-CL-给)- CL-汽/(CL-污-CL-给)< CL-给/(CL-污-CL-给)-CL-汽/CL-污 这里CL-汽/CL-污为蒸汽湿度。可见,如果忽略了蒸汽中的含盐量,则计算所得的排污率将偏大(差值大于蒸汽湿度)。工业锅炉的排污率每增大1%,燃料的消耗量就增加0.3%。 对于一台4t/h锅炉,燃用二类烟煤,燃料消耗量约740kg/h,蒸汽湿度取3%,如果排污率计算中忽略了蒸汽中的含盐量,则排污率的计算值就至少增大了3%(湿度值),相应地燃料的消耗量就增加了0.9%,每小时浪费燃料740 kg/h×0.9%=6.66kg,全年运行6000小时,则浪费6000×6.66=39.96吨煤。

热轧产品组织与性能研究论文

其实所有的板材热轧冷轧区别都是一样的,所以只要了解热轧和冷轧的区别就行了,一般特别薄的是冷轧,一般Q345的都是热轧的,呵呵 热轧和冷轧都是型钢或钢板成型的工序,它们对钢材的组织和性能有很大的影响,钢的轧制主要以热轧为主,冷轧只用于生产小号型钢和薄板。 热轧的优点是可以破坏钢锭的铸造组织,细化钢材的晶粒,并消除显微组织的缺陷,从而使钢材组织密实,力学性能得到改善。这种改善主要体现在沿轧制方向上,从而使钢材在一定程度上不再是各向同性体;浇注时形成的气泡、裂纹和疏松,也可在高温和压力作用下被焊合。 缺点一是经过热轧之后,钢材内部的非金属夹杂物(主要是硫化物和氧化物,还有硅酸盐)被压成薄片,出现分层(夹层)现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化,并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍,比荷载引起的应变大得多。 二是不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力,各种截面的热轧型钢都有这类残余应力,一般型钢截面尺寸越大,残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的,但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。 冷轧是指在常温下,经过冷拉、冷弯、冷拔等冷加工把钢板或钢带加工成各种型式的钢材。优点是成型速度快、产量高,且不损伤涂层,可以做成多种多样的截面形式,以适应使用条件的需要;冷轧可以使钢材产生很大的塑性变形,从而提高了钢材的屈服点。 缺点一是虽然成型过程中没有经过热态塑性压缩,但截面内仍然存在残余应力,对钢材整体和局部屈曲的特性必然产生影响。 二是冷轧型钢样式一般为开口截面,使得截面的自由扭转刚度较低。在受弯时容易出现扭转,受压时容易出现弯扭屈曲,抗扭性能较差。 三是冷轧成型钢壁厚较小,在板件衔接的转角处又没有加厚,承受局部性的集中荷载的能力弱。 热轧和冷轧的主要区别是: 1、 冷轧成型钢允许截面出现局部屈曲,从而可以充分利用杆件屈曲后的承载力;而热轧型钢不允许截面发生局部屈曲。 2、热轧型钢和冷轧型钢残余应力产生的原因不同,所以截面上的分布也有很大差异。冷弯薄壁型钢截面上的残余应力分布是弯曲型的,而热扎型钢或焊接型钢截面上残余应力分布是薄膜型 。 3、热轧型钢的自由扭转刚度比冷轧型钢高,所以热轧型钢的抗扭性能要优于冷轧型钢。

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论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成

石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.

另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].

作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.

基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.

1实验部分

1.1原材料

苯胺(AR, 国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR, 湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR, 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR, 天津市光复精细化工研究所).

1.2PANIF的制备

PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入1.82 g CTAB,0.63 g 草酸以及0.9 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 1.3GO的制备

采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.

1.4PANIF/rGO复合材料制备

按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的6.8 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL, GO在混合液中的最终浓度为0.5 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.

1.5仪器与表征

用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.

电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为-0.2~0.8V.

比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:

Cs=iΔtΔVm.(1)

式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m代表活性物质质量,g.

2结果与讨论

2.1形貌表征

图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.

2.2FTIR分析

图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较, 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.

2.4电化学性能分析

图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为521.2 F/g.

图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为0.5 A/g时,比电容分别为 261和495 F/g)[18-19], 而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5

值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.

氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为54.3%,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.

3结论

采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517, 356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.

浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用

1 概述

随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达21.8亿吨,占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代,镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能,而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1],并取得了良好的使用效果,但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合,形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫,碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质:R2(Cr,S)O4。水泥窑在正常运转中,其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸,飘落在厂区及周边环境中,造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中,废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时,窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害,据有关专家论证,Cr6+腐蚀皮肤,使人易患上大骨病,进而致癌。因此,镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。

发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范,其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍,执行也是最严格的,具体内容如表1所示:

我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88,对地面水中Cr6+含量进行明确规定,如表2所示:

这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大,特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵,因此,水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。

2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制

2.1 研制思路

目前,用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性,但是抗热震性差,抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性,但是挂窑皮性差[3,4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料,结构韧性好,抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强,具有良好的挂窑皮性能,在烧成带能有效延长使用寿命,是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。

2.2 试验与研究

2.2.1 铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物,化学分子式为FeAl2O4,其中含58.66%A12O3和41.34%FeO。铁铝尖晶石为立方体结构,二价阳离子占据四面体位置,三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为4.39g/cm3,莫氏硬度为7.5。要形成铁铝尖晶石,必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内,才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石,而在FeO稳定存在的区域以外的条件下,铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石,而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示:

为了得到高质量的合成铁铝尖晶石,我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导,经过大量试验,掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术,为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯,在保证“FeO”稳定存在的气氛下,经高温烧成,制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示:

2.2.2 原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验,结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求,我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料,并加入特殊添加剂来强化制品的性能,研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度,采用四级配料,经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3,产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。

2.2.3 铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出:随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势,这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果,铁铝尖晶石的加入量在10%时,制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出:以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。

2.3 产品的性能

2.3.1 结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中,同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒,与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石,这一活化效应使制品在烧成或使用过程中,内部形成大量的微裂纹,重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行,使得MgO-FeAl2O4耐

火材料在整个高温使用过程中,可以形成大量的微裂纹,这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。

2.3.2 强度高。从制品显微结构可以看出:制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶,结构非常均匀致密,晶粒发育良好,颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接,结合良好,明显的提高了砖的密度和高温强度。

2.3.3 具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中,制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物,该矿物具有一定的粘度,可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面,形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块,用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4,压制成Φ30×10mm圆饼,把圆饼放在两个样块中间,放入电炉内加热,温度升到1500℃,保温3小时,冷却后测其抗折强度,二者基本相同。由此可见,新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。

2.4 产品的应用

新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来,通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用,寿命周期均达到12个月以上,受到用户认可。

3 结论

如何实现智能化集中供热论文研究

集中供热与分散供热相比有以下优点:1、供热效率提高。工业集中供热往往是对一片工业区供热,供热量大。集中供热采用大型锅炉配抽汽式汽轮机(或背压机组),相比各厂分别采用较小的锅炉效率高许多。2、环保。集中供热可以将脱硫、除尘、除渣及水处理装置集中布置,提高设备效率,从而提高环保水平。3、节约能源。大型锅炉及汽轮机组效率提高后节省了能源,符合国家能源政策。4、经济。集中供热后,供热设备的采购、建设及管理由专业人员负责,用户只需要采购热能就行了。这样减少了低水平重复建设,降低了单位能源的投资,提高了投资效益。因此,国家鼓励实行区域集中供热,同时对集中供热项目提供政策支持。

一、供热系统消耗能量的环节和评估1.供热系统消耗能量的环节供热系统由热源反热能送达热用户,一般都要经过热制备、转换、输送和用热这几个环节。我国城市集中供热热制备主要来自燃烧化石燃料(煤、油、气)的区域锅炉房和城市热电厂。区域锅炉房的主要耗能设备是锅炉、燃料输送及灰渣清除机械、鼓风机和引风机、水制备和输配系统的水泵(循环水泵、补水泵和加压泵);它们耗用的能源是燃料、电力、水和热;通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。热电厂是由抽凝式、或背压式(包括恶化真空)供热机组排(抽)汽通过热能转换装置(通常称为首站热交换器)传递给热网系统;首站是供热系统的热源,主要耗能设备是热交换器、输配系统的水泵。它们耗用的能源是蒸汽、电力、水和热;通常可能用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。热能输送由热网承担,供热管道由钢管、保温层和保护层组成,其结构依敷设而异。管道敷设有架空、管沟和直埋三种方式。它们的能量消耗是沿途散热的热损失和泄漏的水、热损失。一般可用热网热效率来表示其保温效果和保热程度;热网补水率来表示热网水泄漏的程度。在热网管线上有时还设置中间加压泵,以降低和改善系统水力工况(设置在非空载干线上,还能节省输送电耗),它的能量消耗设备是水泵,可用单位供热量的耗电量来评定耗能水平。 毕业论文 能量转换是通过热力站交换器把一级网的热能传递给二级网,并由它输送到热用户。热力站是二级网的热源,主要耗能设备是热交换器、二级网系统循环水泵和补水泵。它们耗用的能源是一级网高温水/蒸汽、电力、水和热;通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。用热环节即终端系统用热设备。城市集中供热主要是建筑物内的采暖(为简化分析只谈最大热用户)。一般都是通过采暖散热器把热传给房间以保持舒适的室内温度。它的耗能设备是采暖散热器。其能耗量取决于建筑维护结构保温性能、保持的室内温度和外界环境的温度;其耗热量可通过计量进入的循环水量和供、回水温差积分获得。通常以单位供暖面积的耗热量来评定耗能水平。2.系统热耗的估计供热系统从热制备→转换→输送→用热环节的能量进入和输出必须相等,即:输入能量=可用能量+∑能量损失能源利用率=可用能量/输入能量可以这样认为:供热系统是由多个子系统组成。热用户是终端,采暖散热器是终端用热设备。热力站、二级网和终端组成二级网子系统,热力站热交换器成为该子系统的能量转换点,一级网水则为它的热源。锅炉房(或热电厂首站),一级网和热力站组成一级网子系统,热力站是该子系统的热用户,锅炉受热面(或首站热交换器)成为能量转换设备,锅炉(或热电厂流经汽机制蒸汽)是热源。锅炉本体(或热电厂)自成一个子系统,称为热源子系统。若设采暖散热器耗为NO,二级网管路热损失为E1,泄露漏热损失E2,热力站内热损失E3,二级网管路热损失为E4,泄漏热损失E5,锅炉房(首站)内热损失E6。输入能量是燃料热N3,能量损失包括化学不完全燃烧损失E7、固体不完全燃烧损失E7、飞灰热损失E8、灰渣热损失E9,排烟热损失E10、(热电厂还应增加一项;供热分担的厂内热损失E11),输出则是二级网子系统的输入能量N2。 毕业论文 则:一级网子系统的输入热量N1=NO+E1+E2+E3一级网子系统热能利用率B1=100×NO/N1(%)二级网子系统的输入热量 N2=N1+E4+E5+E6二级网子系统热能利用率B2=100×N1/N3(%)热源子系统的输入热量N3=N2+E7+E8+E9+E10(+En)热源子系统热能利用率B3=100×N2/N3即锅炉热效率(热电厂热效率)(%)供热系统热能利用率B=B1×B2×B33.系统电耗的估计系统电耗评估与热能评估一样可以子系统后叠加。系统主要耗电设备有循环水泵、补水泵、鼓风机和引风机等,它们单位供热量的电耗由下式计算:(1)水泵耗电量式中,G……水泵运行流量 m3/h;ΔH……水泵运行扬程 m;η……水泵运行效率%;∑NO……系统供热量; h……有效小时数。(2)风机耗电量可用同一个计算公式。此时式中,G……风机运行风量 h;ΔH……风机运行风压 m;η……风机运行效率(对皮带传动应包括机械传动效率)%;∑NO……系统供热量4.系统泄漏损失的估计系统泄漏损失导致水资源和热能两方面损失。毕业论文 http://www.bylw8.com(1) 水资源损失量可认为等于系统补水量BS。若系统运行循环水量为G,则系统补水率P=100×BS/G (%)(2) 系统泄漏热损失由下式计算:单位供热量的泄漏热损失BR=(P×G×ρ×c(t1-t0)/∑NO)式中ρ……水的密度,C……水的比热,t1……供水温度,t0……水源温度二、从供热系统供热现状看节能潜力下面列举一些实例,一是说明供热系统供热现状能耗存在着很大的差别,节能潜力巨大。二是说明经科学技术来改进和完善的系统,节能效果显著。1.1993年北京对住宅供暖煤耗进行抽查,结果是煤耗差别很大;数据如表2-1;1993年北京住宅供暖煤耗情况统计 表2-1单位供暖面积煤耗(kg/m2)22253139占全市最单位的百分数(%)5204530与全市煤耗平均值比较(%)-30.71-21.26+2.36+19.08说明:H煤发热量为23.03MJ/Kg毕业论文 全市煤耗平均值为32.75 Kg /m2。2.沈阳惠天热电有限公司沈海热网(原沈阳第二热力公司)应用微机监控,节能可观:该公司于1993年12月7日对33个微机监控的热力站统计,采暖平均热指标为35.5Kcal/h·m2,而无微机监控的热力站统计,采暖平均热指标为42 Kcal/h·m2。这说明采用微机监控,实施科学运行,消除系统失调,可节能15%左右。3.山东省荣成市供热公司安装自力式平衡阀,即节能又增收:该公司文化站(热力站)是以热电厂蒸汽为热源的一个热力站。供热面积12万平方米,分东、南、西北三条支线,连接91热用户。1997年在供水或回水管上共安装73台自力式流量控制器(除末端和压差较小的引入口不设置外,占全部热用户的80%),使热网系统水力工况大为改善;原来三条支线的供回水温差分别为东区5.5℃、南区9.1℃、西北区15.2℃,现在的供回水一样,都是13℃,实现了水力平衡;经调整后的单位供热面积循环水量在2-3公斤/小时,大多数在2.5公斤/小时,达到设计要求;在与去年蒸汽用量持平的情况下,增加供热面积1万平方米,增收用户热费达18.8万元。只运行一强45KW的水泵(原来是二台30KW的水泵),节约循环水泵电费约70万元。说明二级热网改善,解决水平失调,就可节约热能8%,循环水泵电功率减少25%。毕业论文 http://www.bylw8.com4.山东省烟台技术开发区热力公司发现架空和地沟敷设管道的热损失很大:该公司于去年冬天对热力管道保温状况进行测定。发现热网效率低于90%,其中架空和地沟热损失占85.5%,其保温效果远不如直埋敷设。经初步整理的结果如表2-2。三种敷设方式管道保温状况实测数据表 2-2敷设方式架空地沟直埋管道外径(mm)820820529测点间距(m)3552133.52647保温材料/厚度(mm)海泡石/20岩棉/68聚氨脂/50实测流量(m3/h)22281364→2073353.5→447.3管壁温度(℃)69.8→9.569.5→67.969.3→8.4单位面积热损失(W/m2)85057292沿途温度降(m2/km)0.850.750.34说明:实测时间:1999.2.1. 实测时室外温度:3-4℃ 毕业论文 http://www.bylw8.com5.山东省烟台市民生小区计量收费改造试验有效果:1997年在建设部城建司的指导下,美国霍尼韦尔公司与烟台市合作在烟台市民生小区建立示范点进行计量收费的实验。试验有单管式和双管式系统,并有相应的对比楼。试验楼内采暖系统入口都安装热量计、散热器前都设温控阀;入口的自力式压差控制阀、立管的平衡阀、散热器回水支管制流量表、散热器上的热分配器按不同方案设置、对比楼内只在采暖系统入口安装热量计。根据一个冬季运行的数据表明,没有过热和地冷现象,用户满意,能耗都低于对比楼,节能率4.13-10.76。三、供热系统能耗悬殊的原因分析1.设备效率的不同¨锅炉热效率是衡量热源子系统热能利用率的指标。体现燃料热被有效利用的程度。,燃煤供热锅炉的设计热效率(≥7MW)一般在75-85 %(燃油、汽供热锅炉热效率在90%左右)。但在使用时,由于锅炉结构、燃料供应、技术水平、管理水平、人员素质等方面不同的原因,使锅炉的运行效率差别很大。好的,能达到设计热效率,保证锅炉出力。差的,燃烧不完全、排烟温度高、各项热损失大,热效率不及50%,锅炉出力大帐降低;导致能源浪费,大气环境污染增加。¨风机、水泵效率是电能转化为有用功的份额,体现电能被有效利用的程度:目前,风机、水泵效率一般在55-75%。它们的流(风)量和扬程(压头)的选择与配置是十分重要的,选择与配置得当,装机电功率合适,运行工作点处于设备高效率区域,电耗少。选择与配置不当(一般是偏大),装机电功率偏大,运行工作点偏离设备高效率区域,则电耗多,两者的相差可达10-30%。不仅如此,锅炉的鼓、引风机配置不当,还会导致锅炉热效率下降。循环水泵配置不当,还会系统水力工况。 毕业论文 风机是热源子系统的主要附属设备,水泵是热网(一级和二级)网子系统的主要设备。其电耗大小,不但对电资源有影响,也对运行成本有显著影响。由于城市集中供热热负荷有随气候及用热变化的特点,设置变速风机和水泵已在并被实践证明可以进一步节能。2.输送条件的不同:¨热网热效率是输送过程保热程度的指标,体现管道保温结构的效果。一般热网热效率应大于90-95%。从上面实测情况看,直埋敷设管道能达到这一要求;而架空和管沟都达不互要求,其热损失远大于10%。如果地沟积水,管道泡水,保温性能遭破坏,其热损失甚至大于裸管。这一广泛存在于早期建设的热网。¨热网补水率可近似认为(忽略水热胀冷缩的补充)是输送过程失水的指标。目前,热网(特别是二级网)运行补水率差别很大,在0.5-10%范围变化。正常情况下,应在2%左右;好的,补水率可在1%以下;差的,管道泄漏和用户放(偷)水严重,补水率可达10%左右。系统泄漏丢失的热水,补充的是比回水低得多的冷水(一般是10-15℃),要把它加热到供水温度至少是循环水的三倍(二级网运行供水温度一般为55-85℃,回水温度40-60℃)。这就是说,系统补水不仅是水耗问题,热耗是更大的问题。例如:补水率1%,即相当于减少至少3%的供热量;补水率10%,则相当减少至少30%的供热质量,其差别多大呀! 毕业论文 http://www.bylw8.com3.运行技术水平的不同:¨热网水力失调度是流量分配不均程度的指标:按用户热负荷分配流量,使每个用户室温达到一致且满足要求,则失调度为1,即热网无水力的失调,若分配不当,出现冷,热不均现象,说明有水力失调,其失调度是大于或小于1。大于1,会把用户室温过高,导致热量浪费,小于1,会使用户室温达不到要求,供热不合格是不允许的。为解决失调问题,正确的做法应该是改进和完善热网,如在终端设置自力式流量平衡阀或其它有效措施;但至今仍然有大量的系统工程不同程度地采用'大流量小温差'来缓和这一问题。其实,'大流量小温差'运行并不减少供热量的热损失,而且带来循环水泵电耗的在幅度增加和热源供热量的增大(电耗与流量、扬程成正比;在管网不变条件下,电功率随流量的三次方变化)。实例说明,解决水力失失调,系统在设计流量下运行,能挖出8-15%的供热量。¨科学运行调度实施按需供热,实现设备长期在高效率区间运行:做到这一点,供热能耗就会降低,违背这一点的,供热能耗就会升高。下面仅举几例说明:☆根据实际情况,制订调节方式:目前,一般采用质调节。有些系统条用质、量并调,在初、末寒期适当减少循环不泵运行台数,就明显降低电耗。国外普遍采用量调节,其原因是:①量调节的循环水泵电耗最少。从上说,在管道尺寸已经确定的情况下,减少流量和降低电耗是三次方关第。如流量减少30%,电功率节省65.7%,对于多数地区一长段时间用70%左右的流量运行,年减少电耗40%左右是不成问题的。这是一个十分可观的节能数字。②量调节对用户用热量变化的响应比质调节快得多,质调节的温度变化从热源到用户的传递是以流速进行,管道中水流速为1至2米/秒,传送到1公里远的用户需要的时间是8分20秒-16分50秒,如果传送到10公里远的用户就需要1.5-3小时;如果水流速低,传递时间将增加。而量调节是以声速传递,其响应几乎是同步的,因此,一级网采用量调节是发展趋势。量调节应采用变速循环水泵,采用阀门节流的量调节运行,省电很少。 毕业论文 按照室外温度绘制运行负荷图、温度图、流量图甚至时间图,并以它们指导运行。这样可以避免初、末寒期供大于需,浪费能量。☆热源的容量和台数是由设计人员根据设计负荷、最大负荷、最小负荷和平均负荷的大小而确定的。运行时应根据热负荷的大小选择投入台数,这是因为锅炉热效率是随运行负荷变化的,一般地说,每台都维持在80%以上负荷能获得高效率运行。低负荷运行效率降低,这里有10%以上的节能潜力。☆设置热源和热网的微机监控系统,可实行最优化的运行调节和控制,实践已说明是目前实现运行节能的有效技术措施。4.管理体制和水平的不同:¨供热单位正处于体制转轨过渡时期,自我经营、自我改造和自我发展的思想和能力有差别:在供热从福利变为商品、经营单位从事业机构转变以的期间,有的已经成为自负盈亏的企业(包括承包的),为质量保证和效益驱动,在上级主管部门支持下积极以科学技术改进和完善系统,以高质量商品供给用户,以减少能耗来降低成本和提高经济效益。有耕耘就会有收获,因而能源利用率逐年提高。有的还停滞不前留原来的位置,热费收不上、效益谈不上、改造无资金;老系统、老设备、老,于是,能耗就居高不下,能源利用率也就居高不下毕业论文 http://www.bylw8.com¨供热单位管理水平的不同显著影响能耗:人员和技术管理、系统和设备的检查、保养、维修和改造更新,……等差别对能耗影响是不言而喻的。例如,链条炉采用分层燃烧技术,就能改善燃烧提高热效率,保护和保持管道无泄漏和保温结构完好,就能减少大量能源浪费;严格水处理和保持水质,维持转换设备传热表面清洁,就能减少传热热阻、提高设备传热效率;对用户实行计量收费,就能刺激用户节能的积极性;……等等。不一一列举。四、依靠科学技术提高供热热源利用率1.利用科学技术提高能源利用率:所谓'节能潜力'是预测一定时期内,耗能系统和设备的各个环节,利用当前科学技术,采取技术上可行、经济上合理、优化系统和设备以及用户能接受的措施后,可取得的节能效益(减少能耗量或降低能耗率)。也就是说,预测通过技术改造和用户可接受的有效措施后,可取得的系统能源利用效率提高的程度。2.与先进评估指标的差距体现节能的潜力:节能的潜力是通过分析对比得出的。目标是反各个耗能环节现有的耗能指标提高到先进水平,其运行评估指标的变化量则体现了节能潜力。因此,其潜力大小于对比对象和自身的基础有关,所以,各单位、各系统的潜力是不可能完全相同的。毕业论文 各环节欲追求的先进评估指标可以选用:①上最好的水平;②国内先进水平;③全国平均水平;④国际先进水平;⑤理论上能达到的最高水平。而且,随着节能科学技术的发展,系统和设备的不断进步和完善,选择先进的评估指标也会不断变化。3.寻找能耗差距,制订可行措施,挖掘节能潜力:每个供热低位要定期检测评估各耗能环节的能耗指标,对比先进指标寻找能耗差距,分析能耗差别的原因,结合实际情况,研究和提出为实现先进指标的可行(包括技术和管理等方面)方案,经技术经济论证认为技术可行且经济合理后才能(分期或一次)实施。实施后,在运行中再检验是否达到预测的应挖掘的节能潜力和经济效益。

智慧供热是集是集供热生产输出、供热信息调控、管网监控、管网水力分析、、室温采集于一体的,现代供热一体化综合解决方案。将系统控制、水力信息、控制云平台化统一管理,实现供热采集智能化、系统调控自动化、运营监管科学化,从而达到供热稳定、高效节能、绿色环保的最终目的

随着互联网、物联网、人工智能等技术的突破,"智慧供热"这个名词逐渐频繁出现,智慧供热无疑与智能相关,那具体来看,智慧供热解决方案服务商开运联合 小编认为智慧供热到底主要体现在以下几个方面:

一、技术方面的体现

将先进的物联网技术、云计算技术、移动互联技术、大数据技术、智能控制技术与热源、热网、热用户高度集成而形成的智能管理系统,它能够实现可观测(能够监测各区域供热锅炉运行状态)、可控制(能够控制所有设备的状态)、完全自动化(可自适应并实现自愈)和系统综合优化平衡(热源、热网和热用户之间的优化平衡),帮助城市集中供热企业提高热力站、二次网和用户系统综合效率,降低一次投资和运营成本,增强企业管控信息化集成程度;实现整个热网安全稳定、节能降耗、经济运行。

二、精细化控制的体现

系统建成后,供热公司可由粗放式控制逐步过渡到精细化控制领域。由质调节升级为质、量联调,改变热网水力失调、热力失衡的运行状态,并最终实现按需供热。

三、全网监控调节

全网水力工况监测,温度、压力、流量的精细化控制。通运行管理人员可及时查看整个供热系统监控界面,查看任意站点的参数,了解供热运行状态。通过信息定制,可用手机接收报警信息。

四、数据洞察指导决策分析

通过分析历史数据,预测负荷:可根据不同区域的供热系数调节相应区域供水流量,优化热网运行参数。 建立基于GIS地图城市热网管理信息系统,与监控调度系统无缝集成;通过地理系统实时查看各种生产数据,实现对城市热网综合管理;随时掌握全市输配系统的最新资料,供有关部门管理集中供热管网、规划设计、运行调度、决策使用。

加热炉节能降耗论文

按以下思路写:实施措施1.首先控制增量,调整和优化结构。 继续严把土地、信贷“两个闸门”和市场准入门槛,严格执行项目开工建设必须满足的土地、环保、节能等“六项必要条件”,要控制高耗能、高污染行业过快增长,加快淘汰落后生产能力,完善促进产业结构调整的政策措施,积极推进能源结构调整,制定促进服务业和高技术产业发展的政策措施. 2.强化污染防治,全面实施重点工程。 加快实施十大重点节能工程。实施水资源节约项目。加快水污染治理工程建设。推动燃煤电厂二氧化硫治理。多渠道筹措节能减排资金。 3.创新模式,加快发展循环经济。 深化循环经济试点,推进资源综合利用,推进垃圾资源化利用,全面推进清洁生产。 组织编制重点行业循环经济推进计划。制定和发布循环经济评价指标体系。深化循环经济试点,利用国债资金支持一批循环经济项目。全面推行清洁生产,对节能减排目标未完成的企业,加大实行清洁生产审核的力度,限期实施清洁生产改造方案。 4.依靠科技,加快技术开发和推广。 加快节能减排技术研发,加快节能减排技术产业化示范和推广,加快建立节能减排技术服务体系,推进环保产业健康发展,加强国际交流合作。加强节能环保电力调度。加快培育节能技术服务体系,推行合同能源管理,促进节能服务产业化发展。 5.夯实基础,强化节能减排管理。 出台《节能目标责任和评价考核实施方案》,建立“目标明确,责任清晰,措施到位,一级抓一级,一级考核一级”的节能目标责任和评价考核制度。严格执行固定资产投资项目节能评估和审查制度。强化对重点耗能企业,特别是千家企业节能工作的跟踪、指导和监管,对未按要求采取措施的企业向社会公告,限期整改。加强电力需求侧管理。扩大能效标识在三相异步电动机、变频空调、多联式空调、照明产品及燃气热水器上的应用。扩展节能产品认证范围,建立国际协调互认。组织开展节能专项检查。研究建立并实施科学、统一的节能减排统计指标体系和监测体系。 6.对高耗能企业采取节能措施 近十年来,由于能源紧张,随着节能工作进一步开展。各种新型,节能先进炉型日趋完善,且采用新型耐火纤维等优质保温材料后使得炉窑散热损失明显下降。采用先进的燃烧装置强化了燃烧,降低了不完全燃烧量,空燃比也趋于合理。然而,降低排烟热损失和回收烟气余热的技术仍进展不快。为了进一步提高窑炉的热效率,达到节能降耗的目的,回收烟气余热也是一项重要的节能途径。 烟气余热回收途径通常采用二种方法:一种是预热工件;二种是预热空气进行助燃。烟气预热工件需占用较大的体积进行热交换,往往受到作业场地的限制(间歇使用的炉窑还无法采用此种方法)。预热空气助燃是一种较好的方法,一般配置在加热炉上,也可强化燃烧,加快炉子的升温速度,提高炉子热工性能。这样既满足工艺的要求,最后也可获得显著的综合节能效果。 21世纪初国内河南省巩义市终于研制出了荣华陶瓷换热器。其生产工艺与窑具的生产工艺基本相同,导热性与抗氧化性能是材料的主要应用性能。它的原理是把陶瓷换热器放置在烟道出口较近,温度较高的地方,不需要掺冷风及高温保护,当窑炉温度1250-1450℃时,烟道出口的温度应是1000-1300℃,陶瓷换热器回收余热可达到450-750℃,将回收到的的热空气送进窑炉与燃气形成混合气进行燃烧,可节约能源35%-55%,这样直接降低生产成本,增加经济效益。 陶瓷换热器在金属换热器的使用局限下得到了很好的发展,因为它较好地解决了耐腐蚀,耐高温等课题,成为了回收高温余热的最佳换热器。经过多年生产实践,表明陶瓷换热器效果很好。它的主要优点是:导热性能好,高温强度高,抗氧化、抗热震性能好。寿命长,维修量小,性能可靠稳定,操作简便。是目前回收高温烟气余热的最佳装置。 目前,陶瓷换热器可以用于冶金、有色、耐材、化工、建材等行业主要热工窑炉,正在为世界的节能减排事业作出了巨大的贡献。 7.健全法制,加大监督检查执法力度。 完善节能和环保标准,开展节能减排专项执法检查。配合全国人大抓紧出台《节约能源法》(修订)和《循环经济法》,抓紧制(修)订配套法规。组织制定16个高耗能产品能耗限额强制性国家标准,制(修)订16项节能设计规范、21项节能基础及方法标准及17种终端用能产品(设备)能效标准。 8.完善政策,形成激励和约束机制。 积极稳妥推进资源性产品价格改革,完善有利于节能减排的财政政策,实行有利于节能减排的税收政策。调整《节能产品政府采购清单》,研究试行强制采购节能产品的办法。拓宽融资渠道,促进国内及国际金融机构资金、外国政府贷款向节能减排领域倾斜。 9.加强宣传,提高全民节约意识。 组织好每年一度的全国节能宣传周、全国城市节水宣传周及世界环境日、地球日、水宣传日活动。把节约资源和保护环境理念渗透在各级各类的学校教育教学中,从小培养儿童的节约意识。将发展循环经济、建设节约型社会宣传纳入今年“科学发展,共建和谐”重大主题宣传活动。组织开展全国节能宣传周活动和节能科普宣传活动,实施节能宣传教育基地试点,组织《节约能源法》和《循环经济法》宣传和培训工作,开展节能表彰和奖励活动。10.政府带头,发挥节能表率作用。 在节能减排工作中,中央政府将率先规范。2007年全国要推广高效节能产品5000万支,中央国家机关将率先更换节能灯。

机械制造热处理节能面临问题及改善措施论文

热处理是机械制造必不可缺的一道工艺,尤其是对钢铁等金属材料的热处理是现代制造技术的关键所在,主要作用是通过加热、保温和冷却三个过程使材料的强塑性得以提高。由于在这三个过程中要使材料表面或内部的金相组织结构发生变化,因而热处理三道工序能耗较大。据相关调查显示,我国目前热处理电阻炉的总容量较欧盟相比要高出50万kw,但产值却远不及欧盟。由此可见,优化制造工业中热处理节能业已成为当前热处理工艺不可忽视的重要工作。

一、我国热处理生产现状

(一)热处理能耗规模

热处理作为机械制造必不可少的重要工艺,是机械制造行业中生产规模较大的产业。截至“十一五”期末调查结果显示,我国共有各类热处理相关生产厂、车间约18000家,实现装机容量1500万kW,年生产能力突破4500万吨,同时年耗总量也高达230亿度,约占我国机械制造业年消耗总电量的三分之一,由此可见,热处理能耗高是我国机械制造业较为突出的特点,而且具有极大的节能降耗空间和潜力。

(二)热处理主要污染物类型及来源

热处理不仅是我国机械制造业中的耗能大户,还是环境污染大户。同样根据“十一五”期末的有关调查显示,目前我国是世界第二耗能大户,年能耗约为14.2亿吨标煤,尤其是单位产品能耗较发达国家高出20%~60%,这说明我国热处理效率水平不高,热处理过程中能耗损失较大,因而产生的环境污染物业相对更高一些,而这些污染物主要来源于加热、淬火冷却、表面处理三大工序,已经严重威胁到人类健康和社会环境。

二、我国热处理节能面临的最主要问题

从我国热处理生产现状中可以得知,高能耗和重污染已经成为我国热处理的突出特点,而且也是我国热处理节能需要解决的'两大难题。其归根结底是由于我国热处理技术水平不高所造成的,突出表现为如下两点:

(一)热处理设备能耗大,能源利用率低

目前我国热处理设备升级换代速度较慢,30年间我国热处理单位能耗仅下降了600 kW·h/t,降至1000 kW·h/t的平均水平,其中大中型企业节能效果稍好一些,基本控制在500~800 kW·h/t,但较发达国家300~450 kW·h/t的平均单位能耗相比仍有不小差距,约为发达国家的2~3倍。

(二)少无氧化热处理设备应用率低,污染和资源浪费严重

不仅如此,由于设备更新换代速度较慢,我国目前无氧化热处理设备应用没有普及。截至“十一五”期末,我国机械制造行业少无氧化热处理设备应用率仅为30%,而制造业发达国家少无氧化热处理应用率则高达80%~90%。由此可见,我国热处理工艺仍以燃烧加热为主,致使燃烧所产生的碳黑、烟尘以及大量的CO2、残氨等废气造成了严重的环境污染。此外,通常热处理燃烧造成的金属氧化烧损约为金属本体重量的3%,加上钢材表面脱碳处理所浪费掉的钢材,每年超过百万吨,造成了极大的浪费。

三、优化热处理节能的措施

尽管造成我国热处理高能耗、重污染主要是由于技术水平所引起的,但是笔者认为优化热处理节能并不单单限于提高技术水平,还需要提高企业管理能力。

(一)优化热处理节能的管理措施

管理是企业发展的根本,更是技术革新的基础。如果管理不到位,那么即使有再先进的技术和工艺,也会因人为操作因素导致技术水平不能得到全部发挥。而优化热处理节能的管理首要工作就是要建立完善的节能体系,制定现代热处理企业制度、生产管理制度、横班效益考核等制度,做到有“法”可依,既能够通过严格控制热平衡参数等热处理操作来控制能源消耗流向,又能够通过考核奖惩措施调动员工节能降耗的积极性。此外,还要举办以节约电、煤、气、水和油为主旨的“五小成果”技改活动,对做出贡献的员工给予精神和物质奖励,鼓励员工就进行科技革新。

(二)应用新技术和新能源实现节能降耗

1. 应用新能源,使用清洁能源作为燃料

鉴于目前我国仍以燃烧作为热处理加热的主要方式并且短期内难以改变的现状。应当尽量在燃烧过程中应用清洁能源作为燃料,以新能源代替污染较大的煤燃料。基于此,可考虑选用天然气作为燃料,在通常技术条件下,其热效率可达50.5%,较煤电热效率高出近1倍。热处理炉除直接燃烧可获得至少30%的热效率外,烟道气废热还可用于预热燃烧,空气、回火炉的加热、清洗液和淬火油的加热以及其他生活用途,使绝对的热利用率可达到80%以上,具有节能环保双重优势。

2.加强科技研发,试验和推广节能新设备和新工艺

开发新工艺加强热处理节能理论的研究,试验和推广节能新设备和新工艺,尽量采用节能新技术。同时还必须估量实现该技术的代价.即要综合考虑以下几方面的因素:(l)从零件和整机的实际工作条件出发,制定合理的热处理工艺。技术要求该高的就高,不该高的不要盲目求高,工艺要和零件的功能、重要性密切结合;(2)根据具体零件和材料,尽量选用先进的热处理技术,提升少无氧化加热设备的应用率,以获得优质、节能、高效率的经济效果,并充分挖掘材料性能特点。

3.采用新技术改善热处理生产环境

从上文分析可知,目前我国热处理加热仍然采取燃烧的方式,并用油冷的方式进行换热冷却,对环境造成了巨大污染,需要采用清洁、节能的热处理技术加以替代。目前可采用的新技术有如下几种。

(1)真空加热处理技术

真空加热是一种在低于或者等于10-5负压空间内对热处理件加热的方法。采取真空加热技术既能够避免燃烧给热处理件带来的氧化和脱碳,又能够在真空渗碳或碳氮共渗以后进行高压气淬,进而使热处理加热效率和性能都得到提升。据调查,目前发达国家真空热处理技术应用率可达20%左右,而我国还不足5%,因而提升真空热处理技术的使用率是当前改善热处理效率的重要途径之一。

(2)离子渗氮和离子渗碳技术

离子渗氮和离子渗碳是将置于低压容器内的工件在辉光放电的作用下,带电粒子轰击工件表面,使其温度升高,实现所需原子渗人表层的化学热处理方法。与常规的化学热处理相比,特点是渗速快、工件变形小、易控制,热效率高、节约能源,而且无烟雾、废气污染。

(3)感应加热热处理技术

感应加热是利用电磁感应的原理,使工件表面产生涡流而被加热。其特点是加热速度快、易控制、工件表面氧化和脱碳少、节约能源、污染少。

(4)激光束、电子束、离子束表面技术

该技术主要包括表面淬火、重熔、涂层,主要依靠高能束对热处理件表面进行快速加热进而实现热处理,较燃烧加热相比该技术不会产生烟尘等污染,是一种十分清洁环保的技术。

(5)热处理的CAD技术

当今时代已经进入到信息时代,随着IT技术的不断发展,利用现代化信息技术来实现热处理节能也原来越被广泛应用。CAD技术就是其中一种,它可以通过计算机模拟热处理工艺流程来控制淬火剂和淬火方法的使用,实现二者最优化配置,加快渗碳过程,减少废气排放量。不仅如此,智能CAD技术还可以利用不断开发的先进计算方法例如三维温度场等来回收利用热处理的余热,减少能量的损耗,是绿色节能和清洁生产的重要技术。

总而言之,改善我国目前热处理能耗高、污染重的现状,就必须从优化节能管理和应用新技术、新能源两大方面入手,在规范、严格管理的基础上采取各项技术措施,才能有效提升热处理节能水平。

参考文献

[1]廖波,肖福仁.热处理节能与环保技术进展[J].金属热处理,2009年第01期

[2]葛欣.金属材料热处理节能新技术的应用[J].中国高新技术企业,2011年第33期

火力发电厂锅炉节能降耗策略探讨论文

摘要:火力发电厂锅炉是耗能大户,做好节能降耗能够有效缓解我国资源紧缺现象,并降低企业生产成本,提高发电厂经济效益。本文通过概括火力发电厂节能减排的意义,对节能降耗过程中存在的问题进行分析,为节能降耗提供一些建议,以提高企业节能降耗的效率。

关键词:火力发电;节能降耗;资源

1、引言

我国是资源大国,也是人口大国。随着经济社会的发展进步和我国人口的不断增多,我国人均资源占有量不断减少,资源总量逐渐减少对资源节约型和环境友好型社会提出更高要求。火力发电厂作为资源消耗大户,其节能减排对建设节约型社会具有重要意义。有效提高能源的利用效率,降低环境污染,提高低碳生产效率,对我国可持续发展具有重要意义。在发电过程中,减少能耗,特别是锅炉的资源能耗,能够有效降低火力发电厂生产效率,提高经济效益,同时对我国资源供需矛盾的解决具有重要意义。

2、火力发电厂锅炉节能降耗意义

节能降耗是国家可持续发展战略的重要体现,其不仅符合我国国家经济发展方向和政策,对企业的长远发展也具有重要意义,企业应倡导并运用这一思想。随着我国经济社会的发展和城市化进程的加快,资源消耗不断增大,如何有效进行提高资源使用效率,降低能耗成为火力发电厂考虑的重点问题。我国能源资源对国外进口的依赖性越来大,因此,降低作为耗能大户的火力发电厂锅炉能耗能够有效缓解我国资源供需矛盾,一定程度上减轻我国能源进口负担,降低企业生产成本。火力发电厂锅炉燃烧的能源大多为不可再生,节能减排能够缓解我国出现能源危机,提高社会发展效率。

3、火力发电厂节能降耗中存在的问题

火力发电厂锅炉作为企业核心机器,使用寿命较长,在长时间的使用过程中,难免存在一些节能问题,具体表现在以下几个方面:第一,锅炉在能源燃烧过程中,产生较多的飞灰,这些飞灰可燃性较大,对锅炉使用产生一定影响;第二,锅炉运行过程中,需要参与系统调峰的次数较多,不仅影响锅炉生产效率,还增加锅炉能耗,不利于节能减排的进行;第三,运行时间厂,锅炉不断老化,使用过程中耗能较多,在同样的资源消耗情况下效率较低,从另一个角度来说,生产同样的电量需要更多能耗;第四,锅炉的频繁启动和停机过程中能源消耗量;第五,锅炉机组经过长年累月地使用,老化现象所引起的其他部位功能降低,如尾部烟道漏风,从而导致吸风机出力增大,进而使耗电量增加,不利于锅炉热传递效果,降低其热经济性能。

4、火力发电厂锅炉节能降耗措施分析

4.1调整锅炉燃烧

在实际生产环境中,调整锅炉燃烧对锅炉的生产效率和节能降耗具有重要作用。对火力发电厂锅炉进行有效、全面地调整,能够便于锅炉整体燃烧比率的匹配,实现锅炉的充分燃烧,进而促进节能降耗工作的进行。火力发电厂锅炉进行调整时,需考虑风量对节能的效果,对风量进行研究,判断其配比比例,提高配比的合理性和科学性。风量的配比调整有利于调整锅炉内空气系数的控制,对此系数进行有效控制能够提高燃烧效率,使得燃料进行充分燃烧,保证锅炉燃烧的最佳状态。在进行调整的过程,应注意以下事项:当锅炉处于正常运行状态时,出现负荷增加的情况,需增加风量,且增加燃料燃烧量;出现负荷降低的情况,则需减少风量,降低燃料燃烧量。根据负荷情况调整风量,有利于实现锅炉燃料的充分燃烧,提高燃烧效率,降低能耗,实现生产成本的降低。

4.2清除锅炉灰质

锅炉使用过程中,容易产生可燃灰质,因此需要在其运行时进行受热面吹灰,以增加锅炉生产效率,利于节能降耗工作的开展。锅炉运行过程中难免发生热损失,热损失量与锅炉运行过程中排烟温度密切相关,排烟温度越高,热损失量越大,资源消耗也就越大,不利于企业生产的长期发展。因此,在锅炉运行过程中必须对其受热面进行定期清理,以减少因受热面灰尘和杂质等杂物对受热面的传热能力所造成的影响。另外,还需对锅炉进行定期保养,以降低受热面清理过程中的耗能量;清理是注重在锅炉运行的最佳状态下进行,对清理次数进行科学合理的安排,最大限度地降低锅炉运行过程中的耗能。

4.3防止锅炉漏风

锅炉运行情况与发电有效性有重要关系,在使用过程中锅炉存在漏洞将增加锅炉运行能耗。在常见的几种情况中,锅炉漏风是导致能耗增加的典型情况。锅炉出现漏风现象时,锅炉中气体体积容易增大,这种情况会引起锅炉排烟时热损失量的.增大,还会引起吸风机用电量的增加。此外,风机电耗增加容易导致空预器烟温进一步降低,造成二次风温的大幅度降低。在锅炉运行过程中,需加强对锅炉运行状况的检测,针对问题进行维修和养护,同时,定期进行检修,做好常规性保养工作,确保锅炉正常运行的同时降低能耗。

4.4减少汽水损失

在进行检修过程中,由于不够全面,质量水平较低等原因,锅炉使用时疏水及排污不畅,容易导致汽水的损失,从而引起一系列不良状况的发生,进而导致锅炉能耗的增加。要减少锅炉出现汽水损失的现象,降低能耗,需要做到以下几点:第一,保证锅炉供水质量,并进行严格控制。锅炉给水的质量好,则能够保证其锅水浓缩倍率下排污率的降低。第二,监督汽水分离设备的安装质量,确保其检修质量,以便锅炉正常投入使用,通过这种方式能够有效提高汽水分离的效率,从而实现汽水分离过程中能耗的降低。第三,保证锅炉运行过程中各项参数的稳定性,将锅炉的负荷、气压和水位等参数控制在稳定的范围内,确保锅炉工作效率。第四,若锅炉出现突然启动或紧急停机的现象,则应及时进行疏水和排污,检查锅炉是否存在泄漏现象,根据实际情况进行处理,减少锅炉运行过程中不必要的损失。

5、结束语

火力发电厂锅炉机组作为能耗较大的机械设备,对其降低耗能策略进行研究,不仅能够提高发电效率,还能带来良好的社会效益。通过对锅炉进行有效调整,提高燃烧效率,对锅炉受热面进行吹灰,减少热量损失,防止锅炉漏风,确保锅炉正常运行,通过多种途径减少汽水损失现象的发生,以达到降低能耗的作用。

参考文献:

[1]李云平.火力发电厂锅炉的节能降耗策略分析[J].经营管理者.2015(17)

[2]陆叶,刘庆威.火力发电厂锅炉的节能降耗策略[J].科技致富向导.2014(17)

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