《基础》一~三、六~八章.ppt
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1、能源与节能管理基础第一章 能源与能量,一、知识结构,1,能源与能量,能源与分类,能源的种类及划分,常规能源、新能源等,能量的持性,能量分类、能源与能量,能 量,二、了解内容,(一)能源的种类与划分(二)常规能源、新能源和新兴能源(三)能量的分类,三、理解要点,(一)能源与能量1、能源:能源是指煤炭、石油、天然气、生物质能和电力、热力以及其他直接或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源。2、能量:是物质运动的度量。,三、理解要点,(二)能源与能量的关系1、能源具有两个重要的特征:能源是一种自然资源;能源能够提供能量。2、能源的总量是不断变化的;能量的总量不变。,四、掌握重点,(一)能量的特性1、
2、状态性:能量取决于物质所处的状态,物质的状态不同,所具有的能量也不同(包括数量和质量)。2、可加性:物质的量不同,所具有的能量也不同,可相加。,四、掌握重点,3、转换性:各种形式的能量可以相互转换,其转换方式、转换数量、难易程度均不尽相同,即他们之间的转换效率是不一样的。4、传递性:能量可以从一个地方传递到另一个地方,也能从一种物质传递到另一种物质。,四、掌握重点,5、作功性:各种能量转换为机械功的本领是不一样的,转换程度也不相同。6、贬值性:能量在传递与转换过程中,由于多种不可逆因素的存在,总伴随着能量损失,表现为能量质量和品位的降低,即作功能力的下降,直至达到与环境状态平衡而失去作功本领,
3、成为废能,这就是能的质量贬值。,本章知识要点,1、能源与能量的定义和它们之间的关系;2、能量的六种特性(掌握)。,本章复习重点,1、复习题集(1)单选题(P4一节第1题、二节第1、2题)(2)多选题(P4二节1题)(3)简答题(P5第1题)2、教学辅导材料(P4 P5页)理解要点和掌握重点的内容,能源与节能管理基础第二章 能源概述,一、知识结构,二、了解内容,1、世界能源资源储量、产量和消费量;2、我国能源资源储量、产量和消费量;3、我国能源发展现状、面临问题与主要任务。,三、理解要点,1、能源的意义:物质基础、基本保证、根本要素。2、节能的意义:七个方面:基本国策、发展战略、重要手段、有效途
4、径、重要抓手、基本前提、重要措施。,四、掌握重点,1、能源安全:国家安全的基石与核心内容。能源安全的要求四个方面:保持较高的自给水平;多元化发展;符合低碳经济要求;开放的能源市场。2、能源与环境:物质要素、污染根源之一。(效率升10%,污染降25%)。,四、掌握重点,3、能源与可持续发展:是指不断提高人群生活质量和环境承载能力的、满足当代人需求又不损害子孙后代满足其需求能力的、满足一个地区或一个国家人群需求又不损害别的地区或国家人群满足其需求能力的发展。(要做到五个方面的要求),本章知识要点,1、能源与节能的意义2、能源与安全、环境、可持续发展(掌握)。,本章复习重点,1、复习题集(1)单选题
5、(P6一节第1题、二节第1题、P71题至5题)(2)多选题(P7三节1题至3题)(3)简答题(P6二节第1题)2、教学辅导材料(P4 P5页)理解要点和掌握重点的内容,能源与节能管理基础第三章 节能概述,一、知识结构,节能概述,节能定义与原则,节能的定义和分类,节能的基本原则和保障措施,节能的途径,节能的方式,节能的方式与途径,二、理解要点,1、节能的定义:加强用能管理,采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施,减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加有效、合理地利用能源。2、节能的基本原则:(四个坚持),二、理解要点,3、节能的保障措施:(五个方面)4、节能的方式:(四
6、种方式)不使用能源;降低能源消耗;通过技术进步提高能源利用率;通过调整经济结构实现节能。,三、掌握重点,1、管理节能:(十四个方面)考核评价制度;标准体系;统计制度;节能评估和审查;淘汰落后产能制度;认证管理;电力需求侧管理;建筑节能;空调温度控制;公共机构节能;运输节能;监督检查;支持服务机构;帮扶行业协会。,三、掌握重点,2、技术节能:(八个方面)资金与研发;创新技术;重点领域节能;工艺节能;设备节能;输配电系统节能;余热利用;国际交流。3、结构节能:(八个方面)完善政策;控制两高;淘汰落后;调整钢铁工业结构;调整电力结构;产品、产业调整;综合运输节能;能源结构调整。,本章知识要点,1、节
7、能的定义、基本原则、保障措施、方式;2、管理节能、技术节能、结构节能(掌握重点)。,本章复习重点,1、复习题集(1)单选题(P8二节1第1题至3题)(2)多选题(P8二节第1题、第3题)(3)简答题(P8二节第1题)2、教学辅导材料(P9 P10页)理解要点和掌握重点的内容,典型例题,多选题能量的属性除状态性、传递性和转换性外,还包括()。可加性 B.增值性 C.做功性 D.贬值性,典型例题,【分析与解答】能量的特性是第一章中需要重点掌握的内容,其六种特性题目已经给出了三种,可选的四种特性中增值性与贬值性是一对矛盾,而能量在使用过程中不可能有增值性。因此,应选择ACD。答案:ACD,燃料,与,
8、第六章,一、知识结构,(一)燃料,(二)煤的燃烧,(三)燃油的燃烧,(四)气态燃料的燃烧,(五)锅炉热平衡,(六)新燃料的燃烧技术,几种量热仪的名称和使用方法;煤样的采集与制备的程序;煤的燃烧过程中各阶段的特点;燃油燃烧器的具体结构及特点;燃气燃烧器的具体结构及特点;锅炉热平衡的意义;新燃料燃烧设备的原理、结构。,二、了解内容,三、理解要点(一)燃料的相关概念1、燃料与燃烧的定义燃料是指燃烧时能够放出热量或者产生动力,并且伴随着生成光的可燃物质。燃烧是指燃料与氧化剂发生强烈化学反应,并伴有发光发热的现象。燃烧不是单纯的化学反应,而是化学反应、流动、传热和传质并存且相互作用的综合现象。,三、理解
9、要点2、燃料应该具备以下性质:单位质量的该物质燃烧能放出大量的热量;容易并能充分燃烧;在自然界中蕴藏丰富,能够大量开采,价格低廉;燃烧产物对人体与环境无害。,三、理解要点3固态、液态燃料的表示方法、应用场合,以及各种基准的换算关系收到基:将全部水分和灰分都包括在内的燃料作为100%的成分,也是在实际情况下燃料的成分情况,用下标ar表示。空气干燥基:将外在水分去掉后的燃料作为100%的成分,也是在实验室内进行燃料分析的分析试样的成分,用下标ad表。,三、理解要点干燥基:去掉全部水分的燃料作为100%的成分。使用干燥基表达煤质的成分可以排除环境潮湿与否对煤成分含量的改变,更合理更明确得表示煤的质量
10、,用下标d表示。干燥无灰基:去掉全部水分和灰分的燃料作为100%的成分。使用干燥无灰基可以较为真实的反映燃料的燃烧特性,用下标daf表示。,三、理解要点4气态燃料的表示方法,含湿量的定义气态燃料一般用各组分的体积分数来表示。含湿量:1m3干气体所吸收的饱和水蒸气的质量。,三、理解要点,(二)煤的工业分析1水分:煤的水分(全水分)可分为外在水分和内在水分两种。2灰分:灰分是指煤在燃烧时,其中的不可燃杂质经高温分解和氧化后形成的残渣。3固定碳:测定煤样除去挥发分和水分后形成焦炭,从焦炭中减去灰分后残留的部分。4挥发分:挥发分是将煤在规定条件下隔绝空气加热时挥发性有机物的产物。,(三)煤的燃烧特性,
11、1发热量:发热量高的煤灰分少,着火、燃尽更容易。2挥发分:挥发分含量高的煤,着火温度低,且析出挥发分后的焦炭疏松多孔,不但着火迅速,燃烧稳定,而且也易于燃烧完全。3焦结性:焦结性很强的煤,生成的煤焦呈现块状,焦炭内部难于与空气接触,使燃烧困难;同时,燃烧层也会因焦结而粘连成片失去多孔性,既增大阻力、又会使燃烧恶化。4灰熔点:对于层燃炉,灰熔点低,容易引起受热面结渣,熔化的灰渣会把未燃尽的焦炭裹住妨碍继续燃烧,甚至会堵塞炉排的通风孔隙使燃烧恶化;对于煤粉炉,为避免炉膛出口结渣,出口烟温要比软化温度低100。,煤的灰熔点是用三个特征温度:变形温度;软化温度;流动温度;其值通常用角锥试验法测得。,三
12、、理解要点,(四)燃油的燃烧特点及过程1液态燃料的燃烧方式分为:预蒸发型和喷雾型。2燃油的雾化原理以及影响雾化质量的因素:雾化原理是通过喷嘴将燃油破碎为细小的颗粒;影响燃油雾化质量的主要因素有油温、雾化剂的压力和流量、油压、油烧嘴结构等。,3燃油的配风原理和一次风、二次风的作用配风:必须有根部风;油雾、空气早期混合要强烈;应有一个大小和位置都适当的回流区;后期混合要强烈。一次风:一次风起根部风作用,并在着火前与油雾混合均匀;其中,一次风应是旋转射流,以产生一个适当的回流区、保持火焰的稳定;二次风:二次风可以是直流的,或者为了控制火焰的形状,可有一个不大的旋流强度,这样既有利于早期混合,又由于直
13、流气流的衰减比较慢,有利于后期混合。4乳化燃烧常用的三种方法机械法、气动法、超声波法。,(五)燃油锅炉及燃油燃烧器的相关概念,1燃油锅炉的结构六种型式:干背式二回程锅壳式锅炉;干背式三回程锅壳式锅炉;干背式四回程锅壳式锅炉;半湿背式三回程锅壳式锅炉;湿背式中心回焰二回程锅壳式锅炉和湿背式三回程锅壳式锅炉。2燃油燃烧器的分类燃油燃烧器一般按照其喷嘴形式或者配风方式来分类。,三、理解要点(六)燃气燃烧器的类型三种类型:扩散式燃烧器;完全预混式燃烧器;大气式燃烧器。(七)新燃料燃烧技术1生物质燃烧技术类型:联合炉排、生物质流化床、生物质与煤混烧;2水煤浆燃烧器分类:旋流燃烧器、直流燃烧器。,四、掌握
14、重点,(一)燃料发热量及高位、低位发热量的定义 发热量:燃料的发热量(也称作热值)是指单位质量或者单位体积(气态燃料)的燃料完全燃烧时所能释放的最大热量。它是衡量燃料作为能源的一个很重要的组成部分。高位发热量:1kg(或1m3)的燃料完全燃烧后所产生的热量叫做燃料的高位发热量,它包括燃料燃烧时生成的水蒸气完全凝结成水放出的汽化潜热。低位发热量:1kg(或1m3)的燃料完全燃烧后所产生的热量减去燃料燃烧时生成的水蒸汽完全凝结成水放出的汽化潜热后的差值。,(二)固态、液态燃料完全燃烧的计算,1、理论空气量:即根据化学反应式计算出来的燃料完全燃烧时所需的空气量。收到基Car+Har+Oar+Nar+
15、Sar+Aar+Mar=100%燃料可燃成分主要是C、H、S等元素1kg燃料完全燃烧需理论空气量为:V0=1/0.21(1.866Car+5.55Har+0.7Sar-0.7Oar)经验公式:V0=1.05Qnet,ar/4186+0.278,2、过量空气量与空气系数(1)过量空气量:一般情况下,实际空气量都大于理论空气量。比理论空气量多出的部分空气称为过量空气。(2)空气系数:实际空气量V与理论空气量V0的比值就是空气系数:=V/V0 低时,不完全燃烧损失大;高时,排烟损失大。,3、理论水蒸气量VH2O0(来源有三个方面):(1)燃料中氢元素燃后生成水蒸气VH2O01VH2O01=222.4
16、/(22.016)Har=11.1Har(2)燃料中所含水蒸气VH2O02VH2O02=22.4/18Mar=1.24Mar(3)理论空气V0带入的水蒸气容积VH2O03VH2O03=0.001293/0.80410 V0=0.0161V0,4、理论烟气量(Vy0)与实际烟气量(Vy)理论烟气量:锅炉在供应理论空气量时所产生的烟气容积。Vy0=VCO2+VSO2+VN20+VH2O0假如不计入VH2O0,则称为理论干空气量,即:Vgy0=VCO2+VSO2+VN20实际烟气量:包括理论烟气量、过量空气量和与之对应的水蒸气量。Vy=Vgy+VH2O=Vy0+1.0161(-1)V0经验公式:Vy
17、0=1.04Qnet,ar/4 186+0.77,5、烟气焓的计算烟气的焓不仅取决于烟温、煤质,还与计算点的空气系数有关。1kg燃料生成理论烟气焓为:Iy0=VC02 hCO2+Vs02 hsO2+VH020 hHO2+VN20hN2 每种气体的比焓(h)都可查表取得。1kg燃料生成实际烟气中所含剩余空气量的焓为:Ik=(-1)V0 hgk+(-1)0.0161dV0hH2O则:Iy=Iy0+Ik燃高灰分燃料时,烟气携带飞灰应计入烟气焓为:Ifh=fhAarhfh;则:Iy=Iy0+Ik+Ifh,(三)固、液态燃料不完全燃烧的计算1不完全燃烧方程式及燃料特性系数:不完全燃烧方程式21=RO2+
18、O2+0.605CO+(RO2+CO)为燃料特性系数:=2.35(Har-0.125Oar+0.038Nar)/(Car+0.375Sar),2不完全燃烧的一氧化碳含量及空气系数不完全燃烧的一氧化碳含量CO=21-RO2-(RO2-O2)/(0.605+)不完全燃烧空气系数:,1层燃炉的原理、特点与结构原理:将粒状煤放在某种金属支撑物上,形成一定厚度的燃料层,并将燃烧所需空气从支撑物下部通入,使煤与空气燃烧过程处于气固两相流动中的固定床状态。,(四)基本燃煤燃烧设备的结构与工作原理,特点:通常要经历干燥、热解、挥发分着火、焦炭燃烧和燃尽四个阶段。,图6.2-6 链条炉排上每层燃烧阶段的分布1-
19、新燃料区;2-挥发分析出与燃烧区;3a-焦炭氧化区;3b-焦炭还原区;4-灰渣燃尽区,链条炉结构:,(重点掌握原理、特点与结构),图6.2-5 链条炉结构1-煤斗;2-煤闸门;3-炉排;4-送风道;5-防焦道;6-看火孔;7-老鹰铁;8-渣井;9-灰斗;10-人孔;11-下导轨,2、煤粉燃烧特点、完全燃烧的基本条件、煤粉炉的结构,煤粉燃烧特点:煤粉随空气通过喷嘴送入燃烧室,在燃烧室空间以悬浮状态燃烧。煤粉颗粒平均直径应小于0.08mm。基本条件:足够高的炉膛温度;适当的空气量;燃烧气流良好前期混合和后期扰动;煤粉在炉内足够长的停留时间。结构:炉膛、燃烧器。,(重点掌握原理、特点与结构),直流燃
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