,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,*,第3章 余热利用技术,本章主要内容,第一节 概述,第二节 蒸汽回收利用,第三节 凝结水回收利用,第四节 常压二次蒸汽回收利用,第五节 热泵技术及应用,第六节 热管技术及应用,第七节 板式换热器的应用,第八节 典型行业的余热利用,考纲要求,所在节,考试标准,适用范围,要求,内容,3.1,概述,识记,余热资源的概念,余热资源的分类,余热利用的,原则,领会,余热,利用应,注意的问题,3.2,蒸汽回收利用,识记,蒸汽回收利用的,方式,领会,蒸汽回收原理,3.3,凝结水回收利用,识记,蒸汽疏水器必需具有的能力和性质,蒸汽疏水器的分类,冷凝水回收系统类型及最佳回收利用方式,领会,按防汽蚀原理分类，凝结水回收装置类型,应用,凝结水回收技术的选择,考纲要求,所在节,考试标准,适用范围,要求,内容,3.4,常压二次蒸汽回收利用,识记,常压二次蒸汽主要汽源类型,3.5,热泵技术及,应用,识记,热泵的概念及,技术,特点,领会,压缩式热泵、吸收式热泵的原理及构成,应用,热泵,COP,值的计算,热泵在节能领域的应用,3.6,热管技术及应用,识记,热管的概念及组成,领会,热管原理,应用,热管在,工业,领域应用,3.7,板式换热器的应用,识记,板式换热器的,概念及,特点,领会,板式换热器选型时应注意的问题,教师导读,我国工业企业的余热利用潜力很大，余热利用在当前节约能源中占重要地位。余热资源的回收利用，要求工艺上需要，技术上可行，经济上合理和保护环境。如何应用当代最新科学技术，充分利用余热资源是本节的主要内容。,本章介绍余热资源回收利用的常用节能技术的原理和应用，对蒸汽回收利用、凝结水回收利用、二次蒸汽回收利用热泵技术、热管技术、板式换热器技术等余热利用技术原理及应用进行了深入介绍。最后对余热利用典型节能技术实例进行了介绍。,本章的重点为：余热资源的分类，各种余热资源利用的主要方法，余热利用的典型节能技术原理和应用。,本章的难点是：蒸汽凝结水回收利用技术、热泵技术。,3.1 概述,余热资源概念,(P,7172,),：,指在,目前条件,下有可能回收和重复利用而,尚未回收利用,的那部分能量。余热资源的利用不仅决定于能量本身的品位，还决定于生产发展情况和科学技术水平，也就是说，利用这些能量在技术上应是可行的，在经济上也必须是合理的。,余热资源的分类（P72P74),：按余热资源的来源不同可划分为如下六类：,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；废汽、废水余热；化学反应余热。,按温度划分为如下三类：,高温余热，指温度高于500的余热资源；中温余热，温度在200500之间的余热资源。低温余热，温度低于200烟气及低于100的液体属于低温余热资源。,3.1 概述,余热利用的原则及应注意的问题（P76P78):,余热的回收利用方法，随余热资源的不同而各不相同。余热利用的方法总体可分为,热回收,和,动力回收,两大类。通常进行回收余热的原则如下。,对于排出高温烟气的各种热设备，其余热应优先由,本设备或本系统加以利用。,在余热余能无法回收用于加热设备本身，或用后仍有部分可回收时，应用来生产蒸汽或热水，以及产生动力等。,要根据余热的种类，排出的情况，介质温度，数量及利用的可能性，进行,企业综合热效率及经济可行性分析，,决定设置余热回收利用设备的类型及规模。,应对必须回收余热的冷凝水，高、低温液体，固态高温物体，可燃物和具有余压的气体、液体等的温度、数量和范围制定利用的具体管理标准。,3.1 概述,在余热回收利用中，需特别考虑下述几个方面。,余热回收利用中，企业的注意力首先要放在提高现有设备的效率上，尽量减少能量损失，决不要把回收余热建立在大量浪费能源的基础之上。,余热资源很多，不是全部都可以回收利用，余热回收本身也还有个损失问题。在目前的技术和经济条件下，一部分是应该而且可以利用的，另一部分目前还难以利用，或利用起来不合算。,余热的用途从工艺角度来看基本上有两类：一类是用于工艺设备本身；另一类是用于其它工艺设备。通常把余热用于生产工艺本身比较合适。这一方面回收措施往往比较简单，投资较少；另一方面，在余热供需之间便于协调和平衡，容易稳定运行。若把余热回收后利用到其它工艺设备上，而它又是不易或不能储存的，余热的回收与利用一定要很好配合，否则相互牵扯难以发挥效果。这是因为，余热的多少随余能发生设备的运行条件而变化，余热供应一般不太稳定；发生能量需求变化时，余热发生设备不能随之变化，,即余热回收与利用无法保持同步。,3.2 蒸汽回收利用,蒸汽回收利用的原理（P78P79)：蒸汽有一个特性，,就是用过以后还可继续使用，用的次数越多，能量的利用就越充分。,因此，使用蒸汽的热力设备，要根据蒸汽的压力和温度合理使用。品位较高的蒸汽，尽量多次利用，以发挥蒸汽的效能，为了有效利用蒸汽，要根据不同的需要选择合适的蒸汽参数，用过的蒸汽不要轻易排掉，应想方设法继续使用，最好直到无法利用为止，尽量做到一汽多用的目的。,3.2 蒸汽回收利用,蒸汽回收利用的方式（P79)：蒸汽余热的利用方式有两种：,一种是热利用，即把余热当做热源来使用,；,另一种是动力利用,，即把余热通过动力机械转换为机械能输出对外做功。余热与能量具有相同特性，可以相互转换，取得机械能、电能、热能、光能等，以满足各种不同的用途。,在动力利用方面，主要是通过,蒸汽透平,等设备带动水泵、风机、压缩机等直接对外做功，或带动发电机转换为电力。,在热利用方面，可通过,换热器、加热器,等设备去预热燃料、空气、物料，干燥物品，加热给水，生产蒸汽，供应热水等。,无论是余热的动力回收还是热利用，都离不开,换热设备,。因此各种类型的,热交换器,仍是余热利用最主要和最基本的设备，按其用途来看，有余热锅炉、加热器（水油或其它介质）冷却器、冷凝器、空气预热器、蒸煮器、蒸发器、蒸馏器、干燥器等。按其工作原理来看，最常用的是表面式（亦称间壁式）换热器，混合式（亦称直接接触式）换热器，蓄热器（亦称再生式）换热器，此外还有热管式换热器，热泵系统等，这是近年来正在开发应用的一种新型高效换热器，它具有很高的传热性能及其它一系列优点。,3.3 凝结水回收利用,凝结水回收利用的意义（P81)：,一般用汽设备利用的蒸汽热量，只不过,是蒸汽的潜热,，而蒸汽中的,显热,，即冷凝水中的热量，几乎没有被利用。冷凝水温度相等于工作蒸汽压力下的饱和温度。蒸汽压力越高，冷凝水热量越多。如果不加以回收，不仅损失热能，而且也损失了高度洁净的水，导致锅炉补给水和水处理费用增加。,通常用汽设备（如蒸发器、烘燥机）排出的凝结水，,其热量占蒸汽热量的12%15%，,回收凝结水就回收了这项热量，提高了蒸汽的热能利用率，节省了燃料。凝结水温度比新鲜的锅炉给水温度高，,用100的凝结水代替30的锅炉给水，约可节约燃料12%,。另外，凝结水是品质良好的锅炉给水，回收至锅炉房，可以节省大量水处理费用，又可减少锅炉的排污热损失，使锅炉热效率提高2%3%。,3.3 凝结水回收利用,凝结水的排放过程通常由蒸汽疏水器完成,。蒸汽疏水器是使,蒸汽与凝结水,分开并使后者自行排出的疏水装置。在放走凝结水的同时，疏水器又能防止蒸汽漏出。蒸汽疏水器必须具有的能力和性质：,在排除疏水时蒸汽不会逃逸，要求快开快闭；,蒸汽漏失应少于排水量的3%。,排放疏水的同时能排走空气,。,适用于较广的压力范围,压力变化不大时不应影响其排放能力或允许有较高的背压，利于排水和使冷凝水温度接近饱和温度。,耐久、价廉、质轻、部件少，容易维修和检查其动作元件。,蒸汽疏水器的分类：按使用压力可分为低压、中压、高压和超高压；按容量可分为小容量、中容量，大容量；按连接方式可分为螺旋式、法兰式、插套式；按结构分可分为机械式、热静力式、热动力式等。,3.3 凝结水回收利用,冷凝水回收系统类型及最佳回收利用的方式（P82)：冷凝水的最佳回收利用方式，就是将冷凝水送回锅炉房，作为锅炉给水。冷凝水回收系统可分为开式和闭式两类。所谓开式系统，即从用汽设备来的冷凝水，经疏水器，或蒸汽动力设备的排汽经冷凝器凝结后，由冷凝水本身的重力（或由凝结水泵）排至凝水箱中。此凝水箱与大气相通，剩余凝结水温度大约是100，实际由于闪蒸散热或为防止水泵汽蚀而加入凉水，回收温度仅在70左右，加之与大气相通有空气进入凝结水管道，容易引起管道腐蚀。但开放式系统装置简单，投资较少，与冷凝水直排相比，仍有一定的节能效果。,在闭式系统中冷凝水收集箱是封闭式，系统内冷凝水压力始终保持高于大气的压力，使冷凝水水温低于该压力下的沸点，冷凝水的热能得到充分利用。而且闭式系统的冷凝水保持蒸汽原有品质，用于锅炉给水时，不会增加溶解氧量，也减少了锅炉补水量，减少了水处理的费用。,3.3 凝结水回收利用,凝结水回收的主要障碍是,水泵输送高温凝结水时的汽蚀现象,。要防止汽蚀发生，必须采取各种防汽蚀措施，,提高水泵入口处的压力,，使凝结水,温度低于,该处压力对应的,饱和温度,。,（,因为压力越高、饱和温度越高）,，,最简单的措施就是提高水泵入口前凝结水的重力压头，把凝结水储罐布置在较高的位置，把凝结水泵布置在较低的位置。如果工艺条件不允许或者仅仅靠重力压头达不到要求，就需要使用专门的凝结水回收装置。按,防汽蚀原理分类,，凝结水回收装置有如下几种。,3.3 凝结水回收利用,凝结水回收系统类型(P82P85)：,按防汽蚀原理分类，凝结水回收装置有如下几种。,1、蒸汽加压法,2、位差防汽蚀法,3、喷射增压防汽蚀法,4、往复式压缩机输送汽水两相流装置,5、无疏水阀回收系统,3.3 凝结水回收利用,凝结水回收技术的选择(P86P88):,1、,按用汽设备使用蒸汽的压力和温度选择,(1),用汽设备疏水压力小于,0.15 MPa时，凝结水可以利用重力自流回收。尽量用集水罐水泵吸入口的,液位差提供防汽蚀压头,，如果工艺布置不能保证必要的防汽蚀压头，要采取专门的防汽蚀装置。,(2),用汽设备疏水压力为,0.150.6 MPa时，多数采用,增压回收方式回收凝结水,。,(3),用汽设备凝结水压力大于,0.6 MPa时，,采用高压、中压回水系统闪蒸装置，闪蒸汽供中压或低压用汽设备。,闪蒸量小于或等于低压热用户蒸汽使用量，具有周期使用系数时，直接利用。无中低压热用户时，,设中压或低压热交换装置,，加热其他工艺介质，以达到相同的热能利用效果。采用,喷射热泵方式，增压增量利用,。,2,、,按冷凝水用途选择,(1),冷凝水作锅炉补水,(2),冷凝水作低温热源,3.4 常压二次蒸汽回收利用,常压二次蒸汽主要汽源类型:（P91),（1）余热蒸汽,汽源主要来自,汽锤、活塞泵、蒸汽压力机以及汽轮机,等,动力设备,。通常余热蒸汽的汽压并不大，约0.20.25MPa，可用于洗涤机、浴池、蒸浓设备以及重油、脂加热设备等方面，也可用于采暖通风及供应生活、生产用热水,（2）闪蒸蒸汽,闪蒸蒸汽,是高温凝结水经过,扩容减压后,所得到的余热回收蒸汽，而凝结水则是锅炉新汽在失去其热能的7585以后凝结而成的液体。其显热约占原有新汽热能的20%25%，因此闪蒸蒸汽的,汽源实质上就是凝结水源。,（3）二次蒸汽,在,蒸发器,中利用,新汽加热,得到的,水蒸汽,就是二次蒸汽。多效蒸发器就是回收和利用这种二次蒸汽的实例。用二次蒸汽来完成溶液的蒸浓过程可以减少新汽的耗量，也就是说可提高蒸发比。一般来说，如在单效蒸发器中每1kg加热新汽可蒸发1kg溶液，在多效（n效）蒸发器中就可使蒸发量提高n倍，但实际上考虑了装置中的泄漏损失后，蒸发1kg水所需消耗的新汽量约为（1/0.85n）kg。由此可知，,在单效蒸发器中，每蒸发1kg水所需的新汽量为1.18kg/kg；,在双效蒸发器中，蒸发1,kg水所需的新汽量为0.59kg/kg；,在三效蒸发器中，需要0.39kg/kg；在四效蒸发器中，则需0.29kg/kg,。这就是说，从单效改为双效，可节约加热新汽量50%；