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关键词:节能设计;配电设备;电气装置;用电费用
电力资源不足是我国现在面临的一个重要能源问题,对于厂区而言作为我国的用电大户,如果厂区能做好节约用电工作就会就能让我国的用电紧张问题得到很大的缓解,所以在厂房设计中做好电力的节约措施,不仅能让自身减少生产成本,提高经济效益,也能为我国电力事业做出一定的贡献。
我国的电力属于一个阶梯式电价,用电量越大,收费越高。所以对于厂区自身来说,减少用电量就能节约工作的成本,提高更大的经济效益,但是从理论上分析,厂区对主要用电设备是生产设备,生产设备是的经济价值是远远大于节电的意义,厂区的节电等的设计中一般都是在一些附属设备上,主要在照明、通风、空调以及其他设备上。这些设备有时候加起来还没有一台设备的用电量高,但是因为很多厂区的用电设备是24小时运转的,所以加起来也是一个非常巨大的数字,同时在设备上,有些用电设备的改进空间很大,如国能降低能源消耗的20%,那么厂区的经济效益可以提升10%左右,其意义非常重要。
2 厂区节能的主要设计内容
2.1 照明系统的设计
在厂区节能改造中,照明节能改造是速度最快的改造之一,同时效果也最好。现在的照明技术发展迅速,节能灯、LED灯等技术能够实现电能转换光能的高转换率,一盏LED灯的光源很好,而用电量是仅为普通灯泡的20%左右,同时光源为白光,照明效果好。
2.2 配电结构的设计
配电结构是用于电力配置工作的,配电共组的合理性直接影响到厂房用电的电量,在配电设计中,首先应该保证的就是设备的稳定,第二点是为施工人员的服务和保护的一些装置,比如除尘装置,通风装置,照明装置。第三则是设备的一些附属设备,不如降温设备、电子控制设备,厂房的监控等。配电是要由主次的顺序的,人员的安全保障装置是应该受到最重要的保护,尤其的厂区的除尘通风装置需要保障正常运行的,同时对于照明设备也是配电的重点之一。
2.3 电气设备节能设计
在厂房节能设备中,并不是所有的设备都是需要长时间的运转的,比如空调系统,排水系统等都是需要可以暂停工作一段时间的,所以在设计这些系统的时候可以做到自动化技术的应用,通过传感器的信号检测,实现自动化的的设备管理,让其自动的开启功能和关闭能够能够实现电力使用的合理化要求。
2.4 能源利用设计
有的时候与节约能源更好的方式不如创造能源,在厂房的中,设备中有很多其他形式的能量是可以被利用的,而厂区外的一些自然环境的能量也是可以被使用的,比如使用风能发电,水能发电,同时也可以把一些能源回收再利用,比如可以在排风的口出增加涡轮机然后实现能量的部分回收,虽然永动机是不可能实现的但是能源的回收是可以做到的。在设计中要发散思维,让能源得到重复的利用,提高能源的使用率。
3 基于节能角度下的工业厂房电气设计要点
3.1 配电节能的设计
配电的系统一个的设计之间影响了厂区的用电设备的用电水平,从总体来看设备用电几乎占到了总体用电的一半以上,而照明用电则在15%至20%之间,所以在配电工作中,各项用电应该在一个合理的区间内,如果配电过度就会造成设备过载运行,浪费大量的电能,溶蚀影响用电器的使用寿命。但是设备的电量不足就会导致设备不能正常工作,所以配电工作要从综合方向考虑。优选高效节能型变压器,实现变压器的经济运行。工业厂房配电系统中,配电变压器是重要的电能转换和分配设备,但其自身又是一个能源消耗设备,不仅为配电系统提供电能,而且变压器自身也存在空载损耗和负载损耗,在配电变压器在实际运行过程中会吸收一部分能耗。因此,合理选择变压器的容量和型号是提高配电变压器电能转换率、降低运行能耗的重要措施。对于高效节能型变压器而言,其空载损耗和负载损耗也相对较小,变压器的经济运行是指变压器负载最大时,变压器的有功损耗降到最低,此时负载率成为经济负载率,变压器工作最为经济节能,效率最高。
3.2 照明系统节能设计
进行照明设计要充分考虑对自然光的合理利用。在满足建筑节能设计的同时,加大建筑外窗和单层厂房屋面安装采光板就很好地解决了这个问题。对于一些高大的工业厂房可以采用一般照明加局部照明的设计方案,既满足了建筑对一般照明的基本要求,又能照顾到局部加工作业队照明的需求。在工业厂房电气节能设计时,应优选高效节能的照明光源,如T5显色性能好的新式节能荧光灯和紧凑型荧光灯,并配装电子镇流器或节能型电感镇流器。近些年,LED照明技术发展迅速,其没有频闪、显色性高,同样亮度下LED耗能仅为普通白炽灯的1/10,荧光灯管的1/2。从已投产的工程案例来看,这种新型的照明设施已取得了良好的经济效益。常规电感镇流器其耗电量大约在灯具功率的20%以上,且其功率因数仅为0.4~0.5。新型节能型电子镇流器不仅其自身运行能耗较低,而且其功率因数高达0.9以上,大大降低了照明灯具线损,同时灯具在运行过程中无功损耗较小,配电系统供电质量得到有效提高。另外,照明控制系统优化设计也是工业厂房电气节能设计的研究重点,采取智能节能照明控制系统可以根据厂房实际用电需求,灵活控制照明灯具组合方案,按照时控、光控、自控、手控等多种组合方案,达到灯具的合理调节控制,达到降压限压幅度,节能效果十分明显。
3.3 电气设备节能设计
电机耗电大约占整个工业厂房耗电的90%以上,而且大多数电机其电能利用效率较低,存在很大的节能降耗潜力。对于200kW以下从经济角度应优选低压电机,对于355kW以上只有高压电机;而对于200kW~355kW范围的电机应从技术、经济、运行能耗等多个角度进行综合评估,以选取合适的电机功率。另外,随着电力电子元器件价格不断降低以及变频调速控制技术日趋完善,应结合工业厂房电机拖动系统的实际情况采用变频调速、软启动等先进控制措施对电机拖动系统进行节能降耗技术升级改造,以达到节能降耗的目的。
4 总结
在工厂的节能问题上说,是一项双赢的工作,既能实现企业的利益效益,另一方面能帮助国家减少缺电现象,在电气设备的使用上,想要达到节约用电的效果就要在配电、设备、自动化上不断的发展,通过合理的配电和设备的合理使用,减少电力资源的浪费。同时发展新的技术,用自动化技术改善电气设备用电浪费的问题。
参考文献
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[2]周志明.建筑电气设计存在问题对工程质量的影响[J].江西建材,2016(13).
1.1合理地对建筑的外在环境进行考虑、设计
建筑分布以及选址设计在建筑外部环境节能上是需要第一位考虑的。以获得更多光照以及避开风口进行建造是民用建筑施工的基础,但是,工艺设备方面的布局和选址却是影响工业建筑建造的主要因素,工业建筑外部环境以及工业耗能量的多少也由其决定。所以,应充分的了解建设地段的地质外貌、自然环境、气候类型以及水文特点,一切从实际出发,使建筑施工方案与能耗节能紧密联系在一起,在工业建筑的科学布局、选址上进行一系列的合理考虑,而这也是工业建筑节能工作的首要步骤。
1.2剖析建筑的外形和空间结构
建筑物外部的大气和建筑物本身相接触的外在面积与其包含围绕的工业建筑所占空间体积的比例值,就是我们所说的建筑体形系数。体形系数越小,建筑空间构造就越合理、科学,规划布局也就越整齐。所以,使建筑的体形系数值得到降低并使建筑施工各方面要求得到完善,成了建筑节能工作的重要目标。还需要注意的一点就是,工业建筑的节能工作要与建筑工艺设计紧密联系,建筑工程师不仅要合理选取厂房的位置、周围环境,还要在生产工艺以及供暖方面投入精力,建筑设计师还要将建筑物内在的供暖以及空调调温的限度计算清楚,科学合理地进行调温和供暖。
2节能工作里的单体建筑
2.1从建筑的立面、平面看工业建筑的节能
建筑设计师可以将节能意识融入到建筑立面、平面的设计创作里。将立面设计和门窗方位、数量以及外部墙面的厚薄度等完美地结合在一起,这样,既可降低能源消耗量,又使得建筑物的外在环境工艺得到优化。相比于外墙部分,门和窗方面的传热消耗更大一些,所以在门窗的创新上,应在结合通风、采光等条件下,依照工业建筑施工标准,科学地设计出立面的外形、门窗的样式,以减少外部窗户的设置。建筑设计师应将节能环保与立面外形设计结合起来,在建筑的能源消耗量降低的前提下,将立面的外形设计得优美动人、变化多样,这样,外部墙面的范围也得到了扩大。
2.2从外墙设计看工业建筑节能
由于墙体面积在外部围护构造里占有的比例最重,所以,工业建筑能源消耗的主要部分来自于建筑物外部墙的热消耗。原因在于,工业建筑物的密封度、隔热性如果较差,就会带来一定程度的能源消耗。所以,建筑物节能工作的核心就在于外墙的隔热设计是否优良。
2.3从门窗设计看工业建筑节能
在建筑物的外部围护构造里,门与窗成了重要的耗能因素。在建筑物构造中,门窗的热能源消耗就达到了40%~50%,这是建筑节能工作需要考虑的重要环节。夏天的光照以及冬天的风雪主要从建筑物的门窗进入,门窗若具有优良的密封性能,那么建筑物的节能工作就可以得到提升。总的来讲,相比较于墙的导热程度,窗户的导热系数明显要高许多,所以,建筑物节能成果很大程度上是由门窗设计是否合理决定的。
2.4从屋面设计看建筑节能
建筑物最顶层四季舒适度的核心在于屋面的防热保温功能。当前工业建筑厂房一般是一层或两层,在构造里,屋面占着很大的面积比值,所以,屋面的节能环保设计工作显得愈加关键。屋面的节能设计重点在于:首先吸水性强的材料不应选择用于屋面的保温设计层,因为屋面保温层吸入大量水分会极大程度地削弱屋面的保温功效。其次,传热系数大以及密度高的材料也不能入选,这样做的好处是可降低屋面的体积与重量。第三,工业建筑里水泥珍珠岩以及沥青珍珠岩可被膨胀珍珠岩所取代而作为建筑设计里的保温层,其可带来明显的节能成果。
2.5“以人为本”创建环保节能工业建筑
将节能环保和追求自然舒适相结合,建筑设计师会在工业建筑的设计理念里加入绿色环保因素。以高程度的绿化范围和自然清新美为设计核心,是一个优秀建筑设计师必须具备的意识。虽然说,在工业建筑领域,科学合理地设计生产的工艺是居于首要地位的,但是,除了妥善的考虑到工艺生产方面外,为工作人员、技术生产者以及管理人员营造一个清新自然、舒适简约的工作环境以及氛围,也是一个优秀的建筑设计师需要大力考虑的。这样,工作人员的劳动积极性以及工作热情就会被调动起来,紧接着工厂的生产效率也会有所提升,产品的质量也会相应提高。而这样一种优美舒适的环境也是由工业建筑的节能设计所影响的。
3总结
关键词 工业企业;电气节能;途径
中图分类号TM92 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)71-0041-02
0 引言
工业企业要实现可持续发展,那么必然需要提高资源利用率、有效地控制住生产成本。从工业企业的生产特点来看,工业企业是耗电大户,在其产品的生产成本构成中,电耗成本所占比例较大。在采光和动力(汽车等除外)企业中,电的应用独占鳌头,其用电量占总用电量的70%~80%;在基础工业中,除电炉、电解用电外,在普通工厂的总用电量中,动力用电占70%~80%。由此可见,电能的节能对于工业企业而言,极为重要,具有良好的社会效益和经济价值。
1 工业企业电气节能需要考虑的因素
1.1 适用性
工业企业在进行电气节能的过程中应该充分考虑到一定要满足工业企业正常运行所需要的动力和能源,优化供配电设计的时候应该按照用电设备对于供电可靠性、电能质量、负荷容量等方面的要求来确定,有效地合理利用电能。
1.2 节能性
工业企业在进行电气节能的过程中应该充分考虑采取有效的措施来消除或者减少无关的消耗,这应该是节能的着眼点。例如传输线路上的电能消耗、电气设备的电能消耗之类。
1.3 经济性
工业企业在进行电气节能的过程中应该充分考虑合理选用节能材料及节能设备,用最小的投资达到最大的经济效益。
2 如何加强工业企业电气节能
2.1 照明节能
在工业企业的照明用电中,对照明用电进行合理的节能是一个行之有效的方法,我们应该在满足了显色指数、光色指数、照度指数之外,还应该尽可能地去采用高效灯具和高效光源。由于金属卤化物灯的使用寿命长,颜色失真度小,显色指数可达80~95,光色选择性好,色温范围广(3 200K~4 000 K),发光率高,对人的皮肤显色性好,所以笔者推荐各工业企业不再使用高压汞灯,转而采用金属卤化物灯,这样不仅能够美化亮化厂区,同时还能够节约一大笔的电能,除此之外,还可以为工业企业夜间安全生产创造了有利的条件。
2.2 减少输电线路上的能量损耗
由于工业企业中的输电线路都或多或少会存在着电阻,一旦有电流流过这些电阻的时候,不可避免地就会产生有功功率损耗。我们可以从以下两个方面来减少输电线路上的能量损耗。第一,大导线截面。增加导线截面,能够有效地降低电能的能耗。但是不是导线截面越大,消耗掉的电能就越小,我们应该按经济电流密度来合理地选用选取导线截面;第二,减小导线长度。输电线路尽可能少走弯路,多走直线,变压器也应该尽量地接近负荷中心,通过这些方法来有效减少导线长度。
2.3 选择高效节能的新型变压器
目前我国许多的工业企业中老变压器数量过大,如果全部一次性更换掉的话,费用太高,只能采取逐年更新的方法,首先淘汰技术特性最劣的变压器,选用新型高效节能的变压器,用有限的资金达到最大节电效果。全密封式配电变压器就是一种节能变压器,与普通油浸式变压器相比,取消了储油柜,油箱的波翅代替油管作为冷却散热元件,波纹油箱山优质冷轧薄板在专用生产线上制造,波翅可以随变压器体积的涨缩而涨缩,从而使变压器与大气隔绝,防止和减缓油劣化和绝缘受潮,增强运行可靠性,减少了电能的浪费,在正常运行状态下免维护。波纹油箱表面经去油、去锈、磷化处理后用三防(防雨、防潮、防盐雾)漆涂装,适合在冶金、石化、矿山等环境下使用。
2.4 电动机节能
因为在工业企业中电动机耗电量大、数量多,所以电动机的节能极为重要。目前,节能电机是一个新的趋势。节能电机与标准电机相比,采用了新材料、新工艺和新的设计理念,通过降低电磁能、热能和机械能的损耗,提高输出效率。使用节能电机的节能效果非常明显,通常情况下效率可提高4%。电机节能是一项系统工程,涉及电动机的全寿命周期,从电动机的设计、制造到电动机的选型、运行、调节、检修、报废,要从电动机的整个寿命周期考虑其节能措施的效果,国内外在这方面主要考虑从以下几个方面提高电机的效率。节能电动机的设计是指运用优化设计技术、新材料技术、控制技术、集成技术、试验检测技术等现代设计手段,减小电动机的功率损耗,提高电动机的效率,设计出高效的电动机。
2.5 加强基础管理,做好电量计量
企业要把计量管理作为企业管理的基础性工作来抓,了解和掌握设备的能耗情况,找出重点耗能部位,为技术改造和设备升级改造指明方向。有实际数据才知道浪费在哪里,哪些设备是节能的重点,合理对生产工艺控制,提高设备利用率以达到节能的目的。同时通过对计量数据科学、准确的统计,分析为管理者制定节能方案提供了有力的数据支持。
2.6 健全制度,完善节能正常运行机制
要实现节能的目标,必须有制度作保障,制定严格的节能考核制度尤为重要,在节能降耗工作中,应从强化管理入手,加大管理降耗力度,避免设备空运转,使设备的经济运行水平得到进一步提高,通过加强管理,完善节能机制,减少设备空负荷运行时间,同时也可以通过合理调度采取避峰用电以达到节约电费开支,降低生产成本的目的。
3 结论
总之,工业企业电气节能节能设计应把握“技术先进、经济合理、满足功能”的原则,将节能技术合理应用到实际工程中,具有较好的经济价值和社会效益。
参考文献
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[3]罗颖隽.化工企业电气节能方法综述[J].石油和化工节能,2010(6):156-158.
关键词:炭素;节能减排;余热利用
1 炭素工业的节能减排要求
1.1 炭素企业节能减排需要解决的主要问题
应将工作的重心放在炭素制品下游行业的提质增效和节能减排上。首先考虑的应该是炭素产品的质量、规格的定位,然后再考虑炭素生产的过程。炭素制品的能耗并不高,然而单位产品的能耗指标同国外同类企业相比较高,尤其是一些特殊的工序,如石墨化和焙烧,会消耗很大的能源,因此应从技术的角度,提高炭素制品生产的成品率、合格率和实收率,避免物料过程损失。在制定各种产品的工艺控制条件和工艺流程时,要根据原料性能和产品质量要求来确定,加强生产过程管理控制和在线监测,建立和完善相关的检验制度。对于炭素生产造成的污染物的排放问题,应着重加以解决,目前因炭素生产造成的环境污染问题已经成为炭素生产企业必须面对和亟待解决的重要问题。与普通的工业生产不同的是,炭素生产较为特殊,在生产中的各个工序都会有废副品产生,为了保护环境、减少浪费,应科学利用废副品材料。
1.2 炭素生产节能概念与类型
1.2.1 炭素单位产品能源消耗
炭素单位产品能源消耗包括单位产品综合能耗及炭素生产主要工序单位产品能耗;能耗包括实物消耗和过程消耗;单位产品分为原材料制备、炭制品、石墨制品。因此,在生产过程中必须加强对原材料与中间产品的管理,应尽量减少各生产环节的物料损失,尤其是在煅烧工段严格控制石油焦烧损。
1.2.2 炭素生产企业节能重点
炭素生产企业应积极依靠技术进步,配置先进的节能设备和节能新工艺,最大限度的提高炭素企业三大炉窑的热效率,减少能源损失,降低企业能源成本。
1.2.3 炭素工业节能过程演化
系统节能是近年来发展起来的一个节能方式,包括流程优化、技术节能以及管理节能。系统节能是在单体节能的基础上逐渐发展起来的,将煤炭工业生产看作一个有机而统一的整体。目前炭素制品的生产流程正在向着高度集成、连续化、大型化和自动化的方向发展,这一点与钢铁工业有些类似,因此节能的思路和方法也需要随之改变,而系统节能正是适应了这一趋势和特点。
2 炭素生产过程主要节能技术
2.1 炭素生产设备的主要节能技术成就
随着科技的发展和相关研究的深入,我国的炭素工业生产已经取得了显著的成果,在节能技术方面也获得了很大的提高。设备向着大型化的方向发展、新型的节能材料被应用到炭素工业生产中,热工窑炉的结构也得以改进和优化,工序产品的质量获得很大提高。在某些技术领域取得了阶段性的进展,其中的炭素窑炉设备节能技术尤为突出。炉窑设备是炭素生产所需的关键设备,同时也是产生能源消耗的源头,因此为实现降低能耗的目的,优化设备的结构和改进生产工艺是其中的关键。目前,我国的很多企业和研究机构都开展了对于炉窑设备的更新和技术优化,如实现配套设施自动化、优化生产操作工业、采用新型节能材料以及优化炉型结构等。研究的方式和手段多种多样,一些较为高端的科技如计算机仿真,已经逐渐应用到工业试验中去。
2.2 炭素生产余热利用
2.2.1 余热的种类
燃料是工业窑炉必不可少的能源,然而燃料燃烧的热效率却不高,不到总能耗的一半,而热量损失却很高。热量通常被高温的产品、烟气和炉渣带走,在冶金方面,可以利用的余热仅占燃料消耗量的1/3。余热是可燃物料和一次能源转换工程后的产物,属于二次能源。
2.2.2 炭素余热利用途径
余热是重要的能源,如果能恰当的应用,将带来巨大的经济效益。当前,我国的炭素工业生产中,主要采用的是间接、直接,以及二者结合的综合法来利用余热。余热的利用通常是采用热媒作为载热体,生产流程中上下相关的工序、本工序直接预热燃料或者空气。还可以利用余热来制冷、供热水和供暖,生产蒸汽用于外卖或者生产,在发电中也可以利用余热所产生的过热蒸汽。在炭素生产过程中,一部分工序产生的余热热量非常大、温度很高,如石墨化、无烟煤电煅烧、石油焦煅烧、焙烧炭素制品等工序,所产生的价值非常巨大。当前,煅烧余热已经在很多领域获得了广泛的应用,而石墨化炉余热和焙烧余热的利用仍处于研究阶段。
3 炭素生产减排技术
3.1 主要污染源和治理方法
炭素生产产生的环境污染以大气污染为主,主要大气污染物是:沥青烟(含PAH)、颗粒物、氟化物、二氧化硫。其中沥青烟气较难处理,目前常用的处理技术有:沥青烟湿法洗涤净化法(水洗)、电捕器捕集法、干料吸附法、蓄热式焚烧法、黑法。
3.2 生制品沥青烟气治理技术
干料黑法吸附是一种常见的处理技术,而生制品沥青烟气治理技术具有系统流程合理、简洁的特点,也是干料黑法吸附的一种。这种技术主要用于生产车间,所采用的焦粉可以循环利用。生制品沥青烟气处理技术具有完全自主的知识产权,是一项自主创新的技术,使用起来安全可靠,吸附的效率很高。除此之外,在控制技术方面也较为先进,并且适用于新建工程或者生产线改造的项目。
3.3 焙烧烟气联合法净化
由多种烟气净化方法串联和集成的焙烧烟气联合法,是一种多级处理的烟气技术,可以将各种方法,如干法氧化铝吸附收尘技术、预除尘、电捕焦油、全蒸发喷淋等灵活运用,实现很好的净化和除尘效果。焙烧烟气联合法具有操作和管理方便、无二次污染、净化效率高的优点。经过该方法净化后的污染物排放指标很低,甚至可以达到国际标准。
4 炭素生产节能减排技术新动向
当前,我国的节能减排技术已经获得很大的发展和进步,并获得了一定的成果。在炭素生产中,所采用的减排技术则以沥青烟、BaP、SO2综合减排技术为主要的研究方向,而节能技术的研究则以炉窑节能为主。目前,这些技术大部分都在研究和开发阶段。
5 结束语
炉窑设备和工艺过程的污染物排放及节能降耗,是我国炭素行业实行节能减排必须面对和解决的问题。而解决该问题的关键则是炭素材料产品下游行业的提质增效和节能减排。随着科技的进步,计算机仿真和优化技术也应用到炉窑设备的设计和优化中,将炉窑的炉型结构、工艺过程和操作参数加以分析和优化,从而实现降低能耗、提高设备性能的目的。余热的利用技术具有非常大的经济价值,且利用的方式和途径较为广泛,目前很多技术还处于研究阶段,需要研究人员和生产企业付出更多的努力,从而推动我国炭素生产的持续健康发展。
参考文献
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[4]张建华.炭素煅烧回转窑热平衡测试及节能减排途径[J].炭素技术,2011(6).
【关键词】工业企业;电气节能;主要途径
1.引言
电是经过精炼的二次能源。目前的电力主要是由水力或煤、石油等资源转化而成,转化效率很低。即使现代化火力发电厂的转化效率也只有40%左右,若把输电损耗考虑在内,则只有35%左右。与其他能源相比,可以说电是高价的贵重能源。油价上涨,电费也随之增加。但是就应用来说,与其他能源相比,电具有稳定、无公害、高效率、便于输送、便于控制、淮确度高等优点。因此,电的使用范围很广,从家庭到采光、动力、产热、化学、电子等工矿企业,需要电犹如同需要空气和水一样重要。其中,在采光和动力(汽车等除外)企业中,电的应用独占鳌头,其用电量占总用电量的70-80%;在基础工业中,除电炉、电解用电外,在普通工厂的总用电量中,动力用电占70-80%。由此可见,电能的节能对于工业企业而言,极为重要,具有良好的社会效益和经济价值。
2.工业企业电气节能的原则
工业企业在进行电气节能的时候,应该综合考虑多种因素,不可以只以节能为代价,也不可以为了节能而节能,盲目地去增加投资。
2.1适用性 工业企业在进行电气节能的过程中应该充分考虑到一定要满足工业企业正常运行所需要的动力和能源,优化供配电设计的时候应该按照用电设备对于供电可靠性、电能质量、负荷容量等方面的要求来确定,有效地合理利用电能。
2.2节能性 工业企业在进行电气节能的过程中应该充分考虑采取有效的措施来消除或者减少无关的消耗,这应该是节能的着眼点。例如传输线路上的电能消耗、电气设备的电能消耗之类。
2.3经济性 工业企业在进行电气节能的过程中应该充分考虑合理选用节能材料及节能设备,用最小的投资达到最大的经济效益。
3.工业企业电气节能的主要途径
3.1电动机节能 因为在工业企业中电动机耗电量大、数量多,所以电动机的节能极为重要。目前,节能电机是一个新的趋势。节能电机与标准电机相比,采用了新材料、新工艺和新的设计理念,通过降低电磁能、热能和机械能的损耗,提高输出效率。使用节能电机的节能效果非常明显,通常情况下效率可提高4%。例如,湘潭电机厂YX、YXKK系列高效异步电动机就是一种高效的节能电机,性能特点在于完全立足国内原材料。采用低不确定度试验方法,用实测结果标定效率。与普通Y系列电动机对比:损耗下降15%—25%,效率提高2.5%—4%。采用改进通风系统运用高效节能型风扇对电机的气隙、磁密分布等合理设计,使电机效率指标达到GB18613-2006 2级能效标准以上。产品具有突出的特点:高效节能,降低运行成本,让最终客户在9-15个月内收回投资成本。可靠性能高,使配套设备运行平稳,故障率低,维护成本下降。采用进口高档轴承,制造工艺精湛,一次使用,多年受益。能与多样附件配套,安装方式适合多种场合需求。该电机采用的产品标准是最前沿的,绝缘和绝缘等极具有充分裕度,结构设计兼顾并满足不同客户。电动机提高效率的措施电机的节能是一项系统工程,涉及电动机的全寿命周期,从电动机的设计、制造到电动机的选型、运行、调节、检修、报废,要从电动机的整个寿命周期考虑其节能措施的效果,国内外在这方面主要考虑从以下几个方面提高电机的效率。节能电动机的设计是指运用优化设计技术、新材料技术、控制技术、集成技术、试验检测技术等现代设计手段,减小电动机的功率损耗,提高电动机的效率,设计出高效的电动机。
3.2变压器节能 工业企业中由于变压器运行时间长,且数量和容量都很大,自然变压器的总损耗也是相当大。所以,我们应该对变压器进行有效的节能,而变压器也有着巨大的节能潜力。
①合理选择变压器的负载率,有效减少变压器的功率损耗,变压器的损耗主要是由两部分组成,分别是负载损耗和空载损耗。负载损耗是一个可变的损耗,与变压器负载大小成正比,而且还和变压器的自身特性有关。空载损耗是与负荷大小无关,在变压器一次绕组频率和电压值恒定的条件下,空载损耗可以认为是固定不变的。工业企业在选用变压器的时候,不能够让其经济运行负载率过大或者过小,而应该让其限制在40%~60%左右最为适宜。
②选择高效节能的新型变压器,目前我国许多的工业企业中老变压器数量过大,如果全部一次性更换掉的话,费用太高,只能采取逐年更新的方法,首先淘汰技术特性最劣的变压器,选用新型高效节能的变压器,用有限的资金达到最大节电效果。全密封式配电变压器就是一种节能变压器,与普通油浸式变压器相比,取消了储油柜,油箱的波翅代替油管作为冷却散热元件,波纹油箱中使用的优质冷轧薄板在专用生产线上制造,波翅可以随变压器体积的涨缩而涨缩,从而使变压器与大气隔绝,防止和减缓油劣化和绝缘受潮,增强运行可靠性,减少了电能的浪费,在正常运行状态下免维护。波纹油箱表面经去油、去锈、磷化处理后用三防(防雨、防潮、防盐雾)漆涂装,适合在冶金、石化、矿山等环境下使用。
3.3减少输电线路上的能量损耗 由于工业企业中的输电线路都或多或少会存在着电阻,一旦有电流流过这些电阻的时候,不可避免地就会产生有功功率损耗。我们可以从以下两个方面来减少输电线路上的能量损耗。第一,大导线截面。增加导线截面,能够有效地降低电能的能耗。但是不是导线截面越大,消耗掉的电能就越小,我们应该按经济电流密度来合理地选用选取导线截面。第二,减小导线长度。输电线路尽可能少走弯路,多走直线,变压器也应该尽量地接近负荷中心,通过这些方法来有效减少导线长度。
3.4照明节能 在工业企业的照明用电中,对照明用电进行合理的节能是一个行之有效的方法,我们应该在满足了显色指数、光色指数、照度指数之外,还应该尽可能地去采用高效灯具和高效光源。由于金属卤化物灯的使用寿命长,颜色失真度小,显色指数可达80~95,光色选择性好,色温范围广(3200~4000K),发光率高,对人的皮肤显色性好,所以笔者推荐各工业企业不再使用高压汞灯,转而采用金属卤化物灯,这样不仅能够美化亮化厂区,同时还能够节约一大笔的电能,除此之外,还可以为工业企业夜间安全生产创造了有利的条件。
4.结语
总之,工业企业电气节能节能设计应把握“技术先进、经济合理、满足功能”的原则,将节能技术合理应用到实际工程中,具有较好的经济价值和社会效益。
参考文献
【关键词】工业锅炉 在线 能效测试 热效率 节能改造
1 工业锅炉节能减排迫切性
工业锅炉是我国重要的热能动力设备,主要指压力P≤2.45MPa和容量D≤45.5 MW(或≤65t/h)的工业用蒸汽锅炉、采暖热水锅炉、民用生活锅炉、自备热电联产锅炉、特种用途锅炉和余热锅炉。目前,我国工业锅炉现状如下:数量:截至2009年底,我国在用锅炉总台数约59.52万台,其中:电站锅炉约0.8万台,工业锅炉约58.72万台(从燃料结构上看,燃煤锅炉占总量的80%以上,燃油、气锅炉约占15%,电加热锅炉占1%左右,其余为生物质、垃圾锅炉等);分布:工业锅炉量大面广,平均容量小,且以燃煤为主,布点分散,难以集中治理;能耗:工业用煤 80%用于工业锅炉燃烧,年耗煤量达4亿吨标准煤。目前我国燃油、气工业锅炉的实际热效率平均在80%~85%,燃煤工业锅炉的实际热效率平均仅为60%~65%,而发达国家的燃煤工业锅炉运行热效率平均为80%~85% 。由于工业锅炉运行效率不高,能源浪费相当严重,每年多耗用燃煤约6000万吨;管理:司炉工管理不到位,管理粗放,运行浪费严重;保养:日常维护不及时,系统存在跑、冒、滴、漏,传热部件存在积灰结碳现象等,同样造成能源浪费。
2 开展工业锅炉快速能效测试必要性
工业锅炉能效测试是“把脉”锅炉能耗的最有效方法。它能够找出造成锅炉能量损失的主要因素,以针对性的技术指导帮助企业改造锅炉,促进节能减排。当前,工业锅炉节能降耗工作的瓶颈就是锅炉能效测试技术能力严重不足和缺乏高效的节能监管手段。我国工业锅炉数量众多,使用分散,企业节能意识淡薄,能源浪费严重,是节能减排的重点和难点。因此,国家非常重视工业锅炉的能效测试工作。国家质检总局近期刚颁布的《高耗能特种设备节能监督管理办法》;TSG G0002-2010 《锅炉节能技术监督管理规程》;TSG G0003-2010 《工业锅炉能效测试与评价规则》,就是对工业锅炉能效测试的规范和指导。目前,我国工业锅炉能效测试工作刚刚起步,许多地区能效测试工作还未展开,国家质检总局虽然颁布了相关规程,但并未给出具体的测试技术和实施方法,且各地开展能效测试方法多种多样,并不统一,急需有效的锅炉能效测试手段。因此,开发一种面向工业锅炉的具有通用、快速、高效的能效测试系统势在必行。该系统能够使测试人员采用集成便携式能效测试仪及软件,在线数据采集,现场样品测试分析,在线计算,快速得出实时热效率和各项热损失,并现场出测试报告。
3 国内外研究现状和发展趋势
目前,关于锅炉能效测试及节能监测课题的研究主要集中在电站锅炉上,文献主要介绍了电站锅炉热效率软件的开发和制作,软件侧重于离线计算,即根据现场测试数据和实验室分析数据,进行离线计算,得出锅炉热效率;文献主要介绍了在线检测技术用于锅炉热效率计算软件的开发和制作。虽然,电站锅炉能效测试技术开展广泛,且手段先进,但是电站锅炉能效测试计算模型针对性较强,对测量有较高要求,计算过程复杂,并不适用于工业锅炉能效测试。
总体来说,以上相关锅炉能效测试课题研究主要侧重于热效率计算模型,且软件开发过多集中在电站锅炉能效测试上;工业锅炉热效率的测试大多是离线进行,主要采用热平衡试验法,而用于现场实际运行监测有一定的困难;系统地对工业锅炉在线测试技术研究较少,特别是便携式(或车载式)快速在线测试仪器及软件的集成开发几乎没有涉及;另外,工业锅炉在线节能监控装置的研制也未涉及。因此,开展面向工业锅炉的,具有通用、快速、高效的能效测试技术和在线节能监控系统的开发和应用能够对我国工业锅炉的节能降耗工作起到非常大的推进作用。
4 研究方案和技术路线
4.1 系统开发流程
开发面向燃煤、燃油(气)及有机热载体锅炉的集成快速能效测试系统,能够使测试人员采用集成便携式能效测试仪及软件,在线数据采集,现场样品测试分析,在线计算,快速得出实时热效率和各项热损失现场得出测试报告,该测试技术最大优点在于:
(1)便携式(或车载式)快速能效测试系统携带方便、便于拆装,利于推广应用;
(2)快速能效测试系统集成现场能效数据采集、样品现场测试分析及在线计算于一体,省去了样品实验室分析和离线计算两个步骤,使得能效测试时间快、效率高、人员少及测试结果误差较小;
(3)能现场得出能效测试报告,并根据各项热损失快速对企业提出锅炉节能整改措施。
该测试系统的开发和应用能够使工业锅炉能效检测形成集能耗诊断、在线实时节能监测、现场出报告为一体的锅炉能耗测试完备体系。
4.2 技术路线
根据TSG G0003-2010的规定,能效测试方法分为三种,分别为锅炉定型产品热效率测试,锅炉运行工况热效率详细测试和锅炉运行工况热效率简单测试。其中,前两种方法适用于锅炉定型产品能效评价和节能诊断,后一种方法适用于运行锅炉定期能效快速判定。
锅炉定型产品测试和运行锅炉详细测试的测试方法依据GB/T 10180-2010,测试内容复杂,项目繁多,测试结果精确度要高。该测试技术路线设计为:测试人员通过能效测试仪器现场采集能效数据,测试样品拿回实验室测试分析,再通过离线计算软件,确定锅炉热效率和各项热损失,最后得出能效测试报告及提出锅炉节能整改意见。因此,离线计算软件的开发成为关键所在。目前,国内电站锅炉热效率计算软件的开发已很成熟,每个电厂都有适合自己锅炉的能效计算软件。而工业锅炉由于品种广泛,数量众多,各地开发的能效计算软件纷繁复杂,很难有效地推广使用,因此,开发通用的工业锅炉离线热效率计算软件成为本课题研究的关键问题之一。
锅炉运行工况热效率简单测试方法用于定期能效快速判定,重在快速,即快速检测仪器的研制和计算软件的开发。因此,该技术路线设计为:测试人员采用集成便携式能效测试仪及软件,在线数据采集,现场样品测试分析,在线计算,快速得出实时热效率和各项热损失,然后根据不确定度分析原理优化测试结果,再根据能效指标判定软件评定锅炉节能等级,最后现场得出测试报告,并根据测试内容指导企业节能改造。其中:集成快速便携式能效测试仪器、通用能效测试在线计算软件和能效指标判定软件的开发成为本课题研究的关键问题所在。
5 技术关键及难点
5.1 便携式集成快速能效测试仪器研制
燃煤锅炉在能效测试过程中,燃煤特性对锅炉热效率的计算影响很大。目前,国内煤质分析主要通过实验室工业分析仪和元素分析仪等进行离线分析,灰渣含碳量也是采用离线设备进行分析得出。如果能够实现煤质、灰渣的在线分析,即从采样传送、预处理、煤质分析工业分析和元素分析、灰渣含碳量全过程的无人值守在线分析系统,并将该系统和温度采集、烟气分析等(能够在线采集)集成成一套便携式或车载式能效测试装置(即在线能效参数采集与样品现场分析集成),则可实现工业锅炉快速能效数据采集。
效测试仪器研制的难点在于煤质在线分析,灰渣在线收集及在线分析。锅炉能效测试的温度采集、排烟测量等可实现快速、在线数据采集;煤质分析(工业分析、元素分析)主要靠离线设备实验室分析得出,目前煤质的工业分析(灰份、水分和发热量)能够达到在线检测的要求,国内已有在线检测设备;而煤燃烧后的灰渣(飞灰、灰渣)含碳量也是采用离线设备进行分析得出,能否在线测量灰渣含碳量,是该仪器开发关键。5.2 煤质元素在线分析预测模型研究
煤质特性分析包括煤的工业分析、元素分析和燃烧特性分析。煤的元素分析是确定煤中有机物的碳、氢、氧、氮、硫等含量的百分比。它们是燃煤锅炉能效计算中所必须的原始数据。但测定元素分析成分的实验项目多,时间长,操作复杂,对化验人员的要求高,工业锅炉使用企业甚至根本无力开展此项目。目前,煤的在线工业分析试验较简单,已实现在线检测。如果利用煤质在线工业分析数据,建立快速计算元素分析模型,则来简化煤质在线测试难度,为能效测试在线计算模型的研究提供便利手段。
5.3 灰渣(飞灰、灰渣)含碳量预测模型研究
燃煤锅炉在能效测试过程中,如果灰渣含碳量的在线检测研究比较困难,我们可采用人工神经网络作为工具建立锅炉运行中飞灰含碳量预测模型。这样可以简化在线测试,为工业锅炉的热效率在线检测系统的研究提供便利手段。
参考文献
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关键词 工业锅炉 节能改造 安全管理
随着社会经济的发展,锅炉行业的市场竞争力逐渐加大,加上能源的不断消耗,能源的价格开始上涨,制造锅炉的原材料价格逐渐提高,这给锅炉行业的发展带来了巨大的挑战。尤其是加入WTO之后,我国的锅炉市场上的企业越来越多,2002年上半年,在我国获得制造许可的国外锅炉压力容器制造企业就达到了626家,到今天,锅炉行业的竞争力一直呈现上升的趋势。在当前形势下,在竞争力和环保节能的压力下,工业锅炉进行节能改造势在必行。
1工业锅炉节能改造的要点
工业锅炉节能改造的方面很多,比如说,加装燃油锅炉节能器、安装冷凝型节能器等,对锅炉的节能改造就是想要以最少的消耗来获得最多的热能,确保燃烧过程中的所有能量都充分的发挥和利用。
1.1燃烧系统改造
对工业锅炉燃烧系统进行改造,就是为了尽量减少煤的使用,提高煤的利用率,进而达到节能的效果。对于燃煤、燃油的工业锅炉而言,一般是将原来的燃烧器替换成新型的燃烧器,新型的燃烧器可以提高煤的利用率,这种方法一般可以节能5%—10%。对于不同类型的锅炉采用的燃烧系统的改造是不一样的,要具体情况具体分析,比如说,在正转链条炉排锅炉中,主要就是将适量的煤粉以适当的速度喷射到炉膛的适当位置,可以获得10%左右的节能率,但是如果速度、位置、煤粉量把握不好都会带来不好的效果,所以需要仔细分析研究。
1.2炉拱的改造
对于炉拱的改造主要是依靠锅炉燃烧的煤种的不同而进行不同形式的改造,根据煤种来进行炉拱形状和位置的改变,从而提高煤的利用率,达到节能的效果。在炉拱的改造上目前技术已经比较成熟了,经过改造之后大约可以节能10%,而且改造所花销的费用一般在半年后就可以收回。
1.3锅炉辅机的改造
锅炉辅机指的是鼓风机和引风机,在辅机的改造上就是要运用到一定的调速技术,按照锅炉负荷的要求来进行鼓风机和引风机的调节,有效的利用每一分能量,既节约燃煤,又节约风机的电能。
1.4旧锅炉换新
在锅炉的使用上,现在出现了很多新型的节能锅炉,将旧锅炉换成新型的节能锅炉,将小锅炉换成大锅炉。
工业锅炉的节能改造的内容非常多,比如说,还有控制系统的改造,各种各样的节能器的安装等,改造之后的锅炉可以呈现出新的面貌,当然也需要一大笔资金,需要企业能够从长远目标考虑,从各个方面研究,做好节能改造。
2工业锅炉节能改造中安全管理的分析
在工业锅炉的节能改造中,如果稍有差池,就会出现一些危险事故,所以在节能改造之前一定要对改造的具体锅炉进行详细的分析研究,在充分的研究基础上进行节能改造,避免改造后的锅炉存在一些安全隐患。
存在的安全隐患很多,比如说在在锅炉尾部安装节能器之后,导致炉膛内积灰严重,不利于锅炉的使用和管理。在节能器的使用安装上,所选择的节能器质量是否有保证也是一个问题,如果选择的节能器质量得不到保证,在使用的过程中承受一定的压力之后会发生爆炸现象,所以说,节能器的选择也是非常重要的一个内容,选择不当就会带来极大的安全隐患。
燃烧材料的改造上,很多工业锅炉的节能改造将燃油改成了燃生物质,但是这些生物质在燃烧中也会带来一定的安全隐患,比如说,生物质中的氯会对锅炉带来一定的腐蚀。
节能改造不是十全十美的,任何一项改造措施的运用都会带来一定的不良影响,所以说,在锅炉的改造中需要进行改造方案的优化设计,既要达到节能的效果,又要促进锅炉的正常使用,提高锅炉的使用寿命。
锅炉的节能改造是一个特别复杂的工序,需要对各种情况都综合考虑,详细考虑到改造后的锅炉中有哪些不确定性因素,又会产生些什么后果。在改造中也不能肆意的进行修改,该运用到什么地方的就运用到什么地方,比如说,在炉拱的改造上,一般是运用于低品质煤种的燃烧中的,而有的就将其运用到了高品质煤种燃烧锅炉的改造上,带来一定的安全隐患。
锅炉的改造既要遵循节能的原则,还要遵循安全的原则,不能因为节能,而带来一些安全隐患。例如,对锅炉的一些零件带来一定的腐蚀影响,使得锅炉的使用寿命降低。再比如说,在锅炉的尾部加装余热利用设备,这是为了充分利用能源,达到节能的效果,但是也会带来锅炉排烟温度的降低,烟中带着一些有毒物质的,排烟温度降低就会带来一定的腐蚀,使得锅炉的运行变得不够安全。
在锅炉的节能改造中不单单只看见节能的效果,要综合考虑各个方面的内容,详细进行分析探讨,既达到节能的效果,又要达到提高锅炉使用寿命的效果。我国就发生过一些锅炉节能改造后的爆炸事故,造成了一定程度的人身和财产伤害。所以,企业要注重改造中的安全管理,具体分析锅炉的各方面情况,合理设计改造方案。
3结束语
随着社会经济的发展,以及能源价格的上涨和锅炉原材料价格的上涨、市场上锅炉企业的增加,锅炉企业面临着日益重大的竞争压力,工业锅炉的节能改造势在必行,而随着社会经济和技术的不断发展,在工业锅炉的改造上方法会越来越多,在锅炉的燃烧材料上也会不断的改进,达到节能的效果,尽量减少不可再生能源的使用,开发研究新型能源,促进社会的可持续发展。
参考文献:
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一、主要目标
以市重点用能企业为重点监察对象,对全市年耗标煤1000吨以上工业企业进行节能监察;开展能耗限额和高耗能淘汰设备的专项节能监察,提高重点用能企业能源利用效率,促进工业企业依法合理科学用能。
二、主要工作任务
(一)强化日常节能监察工作
各县(市、区)按计划对辖区内重点用能企业进行全面深入系统的节能监察。监察的主要内容:能源统计、能源利用状况分析、节能措施、能源监测、能源审计、定期报送能源利用状况报告的情况、执行国家和地方能耗限额标准、开展对标活动、淘汰使用落后的、耗能过高的用能产品以及生产设备、设施、工艺和材料情况、能源计量器具配备情况。
(二)加大专项节能监察工作
1、对照国家及地方单位产品能耗限额标准的执行情况进行专项监察。
2、对41户省重点用能企业能源利用状况报送情况进行专项监察。
3、对全市“十二五”期间高耗能落后机电设备淘汰更新改造情况进行专项监察。
4、参与省、市其它专项节能监察。
(三)努力建立节能常态体系
进一步完善县(市、区)节能监察体系,巩固省、市、县(市、区)三级联动机制;完善日常监察和专项监察相结合的工作机制;建立节能监察与技术帮促相结合的执法机制。在全市形成目标统一、职责清晰、各司其职、各负其责的执法格局。
(四)提高机构能力建设工作
按照国务院加强省、市、重点县(区)三级节能监察机构能力建设的标准和条件,强化队伍能力建设,不断提高节能执法装备水平,不断提高节能监察人员的政策法规水平和专业执法技能,建设高素质、专业化、复合型的节能执法队伍,努力开创节能监察工作新局面。
(五)节能信息系统建设工作
加快节能信息系统建设工作,全面提升能源计量、数据采集、统计分析、节能监测检查、预测预警等方面的能力,对重点用能企业的相关信息实现月调度,增强节能执法效能。
(六)重点用能企业能管员培训工作
加强全市重点用能企业能源管理员培训工作。根据节能监察年度目标和任务要求,有计划地组织全市重点用能企业业务培训。
三、工作职责分工
(一)市工信委节能和资源综合利用科负责对县(市、区)的业务指导、综合协调、监督检查。市节能监察支队负责年耗能5000吨以上企业的节能监察。
(二)各县(市、区)工信委负责年耗标煤1000~5000吨企业的节能监察,同时配合市里搞好节能专项监察工作,处理市里交办的投诉举报案件,并于2012年12月10日前将附件(表1-表8)填好上报市节能和资源综合利用科。
四、工作要求
[关键词]工业炉 历史 现状
中图分类号:C35文献标识码: A
一、工业炉发展历史及分类
作为将物料或工件进行冶炼、焙烧、烧结、熔化、加热等工序的热工设备,工业炉中国早在商代就已经出现了较为完善的炼铜炉,其炉温可达1200℃。在春秋时期,伴随着提高炉温技术的发展,在当时出现了铸铁。
1794年,世界上出现了熔炼铸铁的直筒形冲天炉。之后,在1864年,在西门子(英)的蓄热式炉原理基础之上,马丁(法)建造了第一台用气体燃料加热的炼钢平炉。通过使空气和煤气在蓄热室所进行的高温预热,他使炉温达到了炼钢所要求的1600℃以上的温度。
到20世纪20年代,电能供应逐渐充足,开始使用各种电阻炉、电弧炉和有芯感应炉在工业上达到了广泛的应用。与此同时机械化和自动化炉型的出现,在一定程度上提高了炉子生产率并改善了劳动条件。二十世纪50年代,无芯感应炉得到迅速发展。后来又出现了电子束炉,利用电子束来冲击固态燃料,能强化表面加热和熔化高熔点的材料。
工业炉的分类主要可根据、工艺特点、工作温度、热工操作特点、工作制度进行分类。在工业中常用炉主要有一下几大类:熔炼炉、熔化炉、加热炉、石化用炉、热处理炉、烧结炉、化工作炉、烧成炉、烧成窑、干燥炉(窑)、熔煅烧炉(窑)、电弧炉、感应炉(高温冶炼)、炼焦炉、焚烧炉、其他工业炉等。
二、工业炉节能技术发展现状
工业炉的能耗受许多方面因素的影响,但在目前节能主要措施一般都离不开热工检测、优化结构设计,采用新材料新技术、余热回收利用的实践等几个方面。
1、 热工检测技术的节能现状
在我国,部分工业炉所采用技术与世界先机技术相比,存在许多不足。同时加之更换成本高等方面因素,在很大程度上增加了能源消耗。因此,科学技改就十分重要。
进行节能技术改造,全面地了解工业炉的热工过程,分析、诊断加热炉的“病情”,找出其“病因”便离不开科学的测试方法。目前所采用的热工测试方法中,热平衡测试是受到公认的测试方法。
目前我国工业炉的能源消耗大,浪费严重,普遍存在空气过剩系数过大的问题,这主要是由于调节手段的落后,工人的劳动强度较大,难以保证理想的燃烧工况。因此提高热工检测与控制水平,具有很大的节能潜力。
通过对工业炉的热工测定,使加热炉的热效率进一步提高,单耗下降,并获得加热炉运行经济技术性能指标的各项参数,分析加热炉运行情况,及时调整加热炉工况,使其达到运行的最佳状态,从而找出节约能源的有效途径和方向。这便是热工测试的主要目标。
但是,热工测试方法在使用过程中存在一些问题,例如测试繁杂、模拟生产稳定工况易失实,这使测试在一定程度上与实际产生了不小的差距。因此,在测试技术方面在未来的发展中将会成为主要方向。
2、 优化设计、改进结构等对于节能的重要性
在设计工业炉时,首先应尽量采用符合生产工艺要求的新型节能炉。在实践中通常考虑的通常有炉型、材料、密封、热传递(燃烧)过程、温度分布等。根据相关资料,主要有以下几种节能措施:
(1)采用圆形炉膛替代箱形炉膛,可强化炉膛对工件均匀传热的效果,减少炉壁散热量,使炉膛形成一个热交换系统,在加热元件,炉衬和工件3者之间进行热交换。通过采用合理的炉膛空间和在不增大炉膛空间容积的前提下,加大炉内壁面积,以增大热交换面积的方式提高炉膛热交换从而提高热效率。
(2)在炉膛内安设风扇,加强炉内对流传热。特别是小型加热炉,高速气流可破坏停滞在工件表面阻碍传热和界面反应炉气边界底层,起到缩短加热时间和加快提高工件温度的作用。
(3)炉体密封,包括炉膛内各引出构件,炉壳,炉门等处的密封。炉体密封不严,将会造成到处跑火、漏火,造成能源大量浪费、设备烧坏、环境恶劣等状况,因此炉体密封直接影响工件品质和能耗,同时密封也是炉内气氛控制的关键。而耐火纤维制品的出现,为解决炉体密封创造了条件,实现了软密封。
(4)采用耐火浇注料整体浇注的加热炉具有强度高、整体性、气密性好、寿命长等优点。
(5)采用新型炉用材料,优化炉衬结构。炉衬在保证炉子的结构强度和耐热度的前提下,应尽量提高保温能力和减少储蓄热。单纯依靠增加炉衬厚度来降低炉外壁温度不仅会增加炉衬储蓄热和成本,而且相应地减少了炉底面积的有效利用率。选用耐火纤维、岩棉等作为保温层,用轻质砖作为炉体的内衬,减少炉体的蓄热损失,增强炉子的隔热保温,减少炉墙的散热损失。
(6)在炉围内壁涂高温高辐射涂料,强化炉内的辐射传热,有助于热能的充分利用,其节能效果为3%~5%,是近期较先进的节能方法。
(7)根据不同工况,采用不同烧嘴。例如,调焰烧嘴、平焰烧嘴、高速喷嘴、自身预热烧嘴、低氧化氮烧嘴以及近来研制成的蓄热式烧嘴,为适应煤气和柴油的使用提供了多种先进的燃烧器。正确地使用高效先进燃烧器一般可以节能5%以上。平焰烧嘴最适合在加热炉上使用,高速烧嘴适用于各类热处理炉和加热炉,自身预热烧嘴是一种把燃烧器、换热器、排烟装置组合为一体的燃烧装置,适用于加热熔化、热处理等各类工业炉。
(8)根据燃料种类,选择性能良好的节能型燃烧装置和与之相配套的风机、油泵、阀件以及热工检测与自动控制系统,保证良好的燃烧条件和控制调节功能也是行之有效的节能措施。
在燃烧技术方面,常规的节能燃烧技术有:高温空气燃烧技术,富氧燃烧技术,重油掺水乳化技术、高炉富氧喷粉煤技术、普通炉燃料入炉前的磁化处理技术等。其中应用广泛的有:高温空气燃烧技术和富氧燃烧技术。
高温空气燃烧技术是90年展起来的一项燃烧技术。该技术具有高效节能、环保、低污染、燃烧稳定性好、燃烧区域大、燃料适应性广、便于燃烧控制、设备投资降低、炉子寿命延长、操作方便等诸多优点。
高温空气燃烧技术是90年展起来的一项燃烧技术。高温空气燃烧技术通过蓄热式烟气回收,可使空气预热温度达烟气温度的95%,炉温均匀性≤±5℃,其燃烧热效率可高达80%。该技术具有高效节能、环保、低污染、燃烧稳定性好、燃烧区域大、燃料适应性广、便于燃烧控制、设备投资降低、炉子寿命延长、操作方便等诸多优点。但高温空气燃烧还存在诸如各热工参数间和设计结构间的定量关系,控制系统和调节系统的最优化,燃气质量和蓄热体之间的关系,蓄热体的寿命和蓄热式加热炉的寿命的提高等一些问题。
采用氧气浓度高于21%的气体参与燃烧的技术,叫富氧燃烧技术。富氧燃烧的技术主要是研制适合工业炉实用的燃烧器。富氧助燃技术具有减少炉子排烟的热损失、提高火焰温度、延长炉寿命、提高炉子产量、缩小设备尺寸、清清生产、利于CO2和SO2的回收综合利用和封存等优点。
3、 余热回收利用的现状及途径
余热包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查,各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%,可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。
烟气带走的热量占燃料炉总供热量的30%~70%,因此,将烟气中的余热回收利用将会是节约能源的又重点。通常烟气余热利用途径有:
(1)装设预热器,利用烟气预热助燃空气和燃料。
(2)装设余热锅炉,产生热水或蒸汽,以供生产或生活用。
(3)利用烟气作为低温炉的热源或用来预热冷的工件或炉料。
三、结束语
综上所述,在未来的几年中,工业炉在节能、热工检测方法、余热回收方面还有很大的发展空间。
同时,如何快速的以清洁、可再生能源替代矿石燃料成为工业炉的主要能源,并减少污染物的排放必将成为今后的发展方向。
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