企业节能技术原理与甄选

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1、1,企业节能技术原理与甄选,企业节能技术原理与甄选,零、能源管理基础 一、节能技术基础知识 二、节能技术评价与甄选 三、工艺节能技术 四、热力系统节能技术 五、电气系统节能技术 六、控制节能与信息化 七、综合节能技术,能源管理已不能适应内外部对能源管理的要求，表现在： 节能目标难受控，能源指标体系不能满足管理深度需求； 生产、成本、设备等专业管理不能实现协同甚至相互矛盾； 能源计量和统计准确度不能满足管理需求； 基层用能岗位的节能措施不具体且动力不足； 节能技术应用进程缓慢； 能源管理“三无一有”：无边界、无标准、无资源、有压力。 能源管理必须突破和变革,能源管理面临越来越多的问题,什么是企业

2、能源管理？ 谁从事企业能源管理工作？ 企业能源管理工作做什么？,企业能源管理,企业消耗能源种类? 能源管理人员的现状? 企业能源管理的问题? 企业目前节能开展情况?,能源管理Energy Management是以“能源”为核心进行管理，用能单位通过识别能源使用、确定具体的能源目标和指标，并通过能源管理来降低能耗、提高能源效率。,企业能源管理,企业的能源管理工作： 建立体系（组织体系、计量体系、统计体系）、完善制度、宣传培训、巡查监测、指标考核、系统评价、能耗分析、奖惩整改、合理使用、经济运行 节能的最终目的： 合理使用、经济运行、节能减排、降低成本、提高效益,1.主要环节 主要生产系统 辅助生

3、产系统 转换系统 2.能源流向 购入 储存 传输 加工转换 终端消费 余能回收 3.重点环节： 电力系统、热力系统、供水系统、重点耗能设备、物料回收、余热余能等,企业能源管理,生产制造环节、能源流、重点环节是影响企业能源使用效率最重要的3个方面，也是能源管理的管理对象。,生产制造环节：包括从进厂到产品销售各个生产和加工环节，主要包括生产组织和生产产品损耗对能耗的影响。 能源流：包括各种能源的采购、存储、加工、输配、使用、回收等各个环节。 设备状态：包括从各种设备的选型、安装调试、用能过程的效率、维护和能效监管、报废更新的全过程管理。,企业能源管理的功能,内部需求,外部需求,+,能源管理具有全员

4、、全流程、全方位的特征，包括从产品设计到销售的所有环节，涉及到所有员工和上下游工序，包括从能源采购到消耗回收的全过程。能源管理的根本目的是满足企业外部要求和降低能源成本。,能耗费用 增长率,实现能效持续改进的过程,通常能效是起伏波动的,采取措施可使能效持续改进,10,一个生产和服务过程中的能源利用可以抽象成八个方面，即能源、技术工艺、设备、过程控制、管理、员工等六个方面的输入，得出产品和废弃能的输出。,技术工艺,员工,管理,设备,过程控制,生产过程,产品,能 源,排放,废弃能,回收,企业节能途径,开展能源管理工作当务之急？ 列举要点 完善能源管理体系 能源管理基础资料收集 加强能源计量管理 节

5、能意识 ,企业节能基本途径 结构节能、管理节能、技术节能 系统节能。,企业节能途径,1、结构节能 结构节能主要是指节约由于经济结构不合理所引起的能源浪费。经济结构包括： （1）产业结构：在今后的发展中，应增加省能型工业的比重，减少耗能型工业的比重。 （2）产品结构 （3）企业结构：调整生产规模结构是节能降耗的重要途径。 （4）地区结构：地区结构的调整主要是指资源的优化配置，调整部分耗能型工业地区结构。,企业节能途径,2、管理节能 通过加强企业能源利用各个环节的管理来实现节能的目的。主要包括以下八个环节的管理： 能源规划及设计管理 能源输入管理 能源加工转换管理 输送分配和传输管理 能源使用管理

6、 能源计量检测 能耗分析 节能技术进步,企业节能途径,3、技术节能 指采取技术措施而实现的节能。主要措施有： （1）通过能耗监测，改进操作和维护，提高现有设备或系统的运行效率； （2）采用成熟的节能技术，对设备或系统进行技术改造； （3）采用先进技术，更新设备或工艺等。,企业节能途径,16,技术工艺,企业节能途径,17,设备,自身的功能,设备的搭配,设备先进程度,设备的维护保养,设备的自动化水平,企业节能途径,18,过程控制,计量检测、分析仪表不齐全,反应参数是否处于受控状态 并达到优化水平,过程控制水平不能 满足技术工艺要求,导致能源利用效率低和能源浪费,企业节能途径,4 系统节能 系统节能

7、是指从系统合理用能的角度，对生产过程中与能量的转换、回收、利用等有关的整个系统所进行的节能工作。 以前的节能工作主要着眼于局部，但系统各部件之间是有着有机的联系。随着系统工程和热力学分析两大理论的发展及其相互结合与渗透，产生了系统节能的理论和方法，把节能工作推上了一个新的高度。 （1）变孤立运行为联合集中运行； （2）注意回收冷凝水，合理布置管网； （3）充分利用余热余压； （4）整体能量系统优化设计，使供能系统效率提高。,企业节能途径,能量系统的优化是指合理地设计能量的转换、逐级利用和回收系统，在满足工艺过程对动力、蒸汽、冷却、加热等各种能量需求的前提下，使企业总的能源消耗最少，设备投资费用

8、最少。优化总体用能的核心是推行按需产能、阶梯用能和合理匹配。 优化总体用能越来越为国内外企业所重视。许多生产工艺从技术上来看并没有太多差别，各大公司之间竞争的实质是系统技术的较量：更低的能量消耗和更少的投资主要取决于高度集成化的过程能量系统的改进。,企业节能途径,组合工艺流程，优化总体用能 从工艺优化和能量联合利用两个方面节能： 1）从系统总流程出发，探讨生产用能的合理性 ； 2）避免过分追求装置操作独立性，相同工艺单元采取联合的方式生产。将原先分置于各个装置的同类工艺单元联合起来，实现规模化，提高设备效率； 3）实施装置热联合。装置热联合打破了用能自成体系的局面，做到相互协调，取长补短，有显

9、著的节能效果。,企业节能途径,问题：节能空间？,企业节能技术原理与甄选,一、节能技术基础知识 二、节能技术评价与甄选 三、工艺节能技术 四、热力系统节能技术 五、电气系统节能技术 六、控制节能与信息化 七、综合节能技术,能源： 能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源 中国大百科全书,几个基本概念,一、节能技术基础知识,几个基本概念 什么是节能？ 节能是指加强用能管理，采用技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用能源。 什么是节能量？ 企业节约的能源量简称节能量，

10、它是指企业消耗的能源量与某一个基准能源消耗量的差值。基准能源消耗量通常是指能源消耗定额。 节能量可分：企业节能总量、单位产品节能量、单位产值节能量、节能技术改造项目节能量和单项工艺的节能量。,一、节能技术基础知识,直接获得： 一次能源，包括 煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等 加工转换： 二次能源，包括 电力、热力、成品油、焦炭、煤气等,能源的基本形式,一、节能技术基础知识,能量的形式,一、节能技术基础知识,机械能：物体或物质系统因作机械运动而具有的能。最常见的是动能和势能 内能：物体因内部微观粒子的热运动而具有的能称为内能或称“热能”（改变内能的途径：传

11、递热量和作功）。做机械运动的宏观物体总能量实际上是机械能和内能的总和。,电磁能：彼此相联系的交变电场和磁场所具有的能。包括电能、电磁能、磁能等。电磁能与其它形式能的转换可通过发电机、电动机等来实现。 辐射能：包括电磁波、声波、弹性波、核放射线等所传递的能量。 太阳能是典型的辐射能，具有温度的物体均能发出热辐射。 化学能：物质系统的分子结构发生改变时释放的物质结构能。 核能：原子核在转变过程中或反应过程中释放出来的能。（重核裂变，轻核聚变）,能量的形式,一、节能技术基础知识,能的性质：,能量转换的普通性：当物质运动的形式发生转变时，能的形态同时发生转变 能量守恒：能量转换时，总量守恒不变，既不创

12、造，也不消失 能量转换的限制性：由于能在品质上存在差异，各种形态的能不可能无条件地相互转化。如机械能可以全部转换为热能，而热能却不可能无条件地全部转换为机械能；高温热能可以转换为低温热能，低温热能却不能自动转换为高温热能等 能量的传递性：能量的传递性是指在系统经历状态变化过程中，系统通过边界可以由作功或传热的方式向外界传递能量,一、节能技术基础知识,能量的转移加热,“可感知”的热能（显热）； “隐藏”的热能（潜热）,30,水的加热曲线 Heating curve of water Univ. of Waterloo, CA,两种类型的热能,一、节能技术基础知识,“可感知”的热能 “显热”,若将

13、物体的温度从T1加热到T2，需要的“显热”计算公式是： Q= cp * m * (T2-T1) Q: 热能 (kJ) ; cp : 热容 (kJ/kg K) m: 质量 (kg) ; T: 开氏温度 (K) 若某浴缸装了150升水，欲从14加热到39 ，请问需要多少度电？ - 水的比容： 大约1 升/千克； - 水的比热：大约4.2千焦/千克/K；,4.2 kJ/kg K * 150 kg * 25 K = 15750 kJ = 4.375 kWh,一、节能技术基础知识,潜热,温度不变，相变下吸收或放出的热量,熔解潜热 汽化潜热 升华潜热,克服分子势能 体积改变，克服外界压力膨胀做功,一、节能

14、技术基础知识,传热方式,一、节能技术基础知识,固体热传递的主要方式 物质微粒的运动，使热量从高温侧向低温侧传递,一、节能技术基础知识,传热方式：对流,对流的定义: 通过气体或液体的运动实现能量的传输 自然对流: 由于温差造成的密度不同导致的物质流动 强制对流: 通过风机泵等设备强制循环,一、节能技术基础知识,传热方式：辐射,热辐射的定义： 通过发射电磁波传输能量 (红外光谱)例：阳光；,Stefan Boltzman law 斯特潘玻尔兹曼定律,一、节能技术基础知识,问题,透过窗户发生的传热涉及了那些传热机制？,一、节能技术基础知识,热力学第一定律分析法 热力学第二定律分析法,掌握节能原理 科

15、学找出节能潜力与部位 制定节能措施的指导原则 规划长短期节能目标,不掌握节能原理 提出不恰当的节能指标 制定出不合理的节能决策 批准不合理的节能方案,主要 分析方法,（1）节能基本方法,第一定律分析法,热力学第一定律即能量守恒定律：能量是物质运动的量度，当任何一种形式的能量被转移或转化为另一种形式的能量时，数量不变。,该分析法得到了广泛应用，它主要是用热效率的高低来估计节能潜力，热效率越高说明节能潜力越大。 能量平衡工作正是基于这一定律，把能量的来龙去脉搞清楚，确定多少能量被利用，多少能量损失掉。 优点：简单直观，容易理解和掌握，运用得当对节能工作能起到重要作用。 缺点：由于它所依据的仅是能量

16、数量上的守恒性，在挖掘节能潜力时有较大的局限性和不合理性。,一、节能技术基础知识,热力学第二定律的两种表述,开氏表述（Kelvin， 1851）,其唯一效果是热量全部转变为功的过程是不可能的。,克氏表述（clausius,1850）,热量不能自动地从低温物体传向高温物体,20世纪50年代以后，热力学第二定律的理论开始在节能实践中广泛应用。它的表述方法很多，其中之一是：当任何一种形式的能量被转移或转化为另一种形式的能量时，其品位只可能降低或来变，绝不可能提高。这样能量在数量的守恒性和质量上的贬值性，就构成了能量的全面本性。,一、节能技术基础知识,工业生产中的用能过程可以归纳为：传热过程、传质过程、化学反应过程、热功转换过程等。,可逆过程是热力学中的一种理想过程，在这个过程中，如为机械运动则没有摩擦阻力，如为传热过程则没有温差。因此可以看出：真正的可逆过程是不存在的，事实上，自然界的任何过程都不是可逆过程。,节能工作就是要在现有的经济合理条件下，最大限度降低过程的阻力，使用能过程接近可逆过程。,