1、14.1 概述概述14.2 节能技术的开发与应用节能技术的开发与应用14.3 节能技术的开发与应用节能技术的开发与应用复习思考题复习思考题能源效率能源效率（energy efficiency）：）：是指能源服务产出量与能源使用量（或投入量）的比值，提高能源效率就是要以尽可能少的能源投入来获得尽可能多的服务产出量。能源效率不是一个孤立的度量结果，它与经济、社会、环境、技术等密切相关。有时简单地把“减少能源消耗”或“降低单位产出能耗”作为追求目标，可能在长远、系统或全局角度造成经济社会其它方面的损失。14.1.1 能效的概念、内涵和指标一、能效的概念和内涵能源能源：是一种必需的生产资料和生活资料，
2、也是一种战略物资，化石能源还是不可再生资源；能源开发和利用可能带来环境污染、生态破坏、气候变化等公共问题。因此，需要从不同层次分别依据成本或利润原则、支出或效用原则、供应保障原则、可持续利用原则等来看待能源效率。能源效率的内涵在于所消耗的能源量对于维持或促进整个经济、社会和环境系统可持续发展的贡献量。14.1.1 能效的概念、内涵和指标一、能效的概念和内涵能源效率的测量有很多维度。确定或核算能源投入量、服务产出量，不同领域有不同方法，由此而产生不同的能源效率测度指标。当前或历史的能源效率水平是一个客观存在，但通常不可能用一个指标把能源效率各方面信息完全涵盖，这既有知识水平的原因，也有数据可获得
3、性的原因。能源效率的测量指标主要有七类，具体包括能源宏观效率、能源实物效率、能源物理效率、能源价值效率、能源要素利用效率、能源要素配置效率和能源经济效率14.1.1 能效的概念、内涵和指标二、能效指标14.1.1 能效的概念、内涵和指标二、能效指标（1）能源宏观效率）能源宏观效率（2）能源实物效率）能源实物效率（3）能源物理效率）能源物理效率（4）能源价值效率）能源价值效率（5）能源要素利用效率）能源要素利用效率（6）能源要素配置效率）能源要素配置效率（7）能源经济效率）能源经济效率能源效率的测量有很多维度。确定或核算能源投入量、服务产出量，不同领域有不同方法，由此而产生不同的能源效率测度指标
4、。当前或历史的能源效率水平是一个客观存在，但通常不可能用一个指标把能源效率各方面信息完全涵盖，这既有知识水平的原因，也有数据可获得性的原因。能源效率的测量指标主要有七类，具体包括能源宏观效率、能源实物效率、能源物理效率、能源价值效率、能源要素利用效率、能源要素配置效率和能源经济效率。14.1.2 提高能效的目的和意义二、提高能效的目的和意义14.1.2 提高能效的目的和意义当前我国工业化已进入中后期，工业部门的能源需求趋于稳定，而随着城镇化的快速发展，未来建筑、交通部门将成为拉动我国能源消费增长的主要驱动因素。按照OECD国家的人均能耗水平测算，我国2030年能源需求将接近80亿t标准煤，参照
5、能源效率最高的日本和德国的人均能耗水平，届时我国能源需求也将超过70亿t标准煤。即使按照近几年“经济新常态”下能源消费的低增长速度测算，2030年我国一次能源消费总量也将超过65亿t标煤。只有加强节能和能效提升，才能有效控制能源消费总量，保证届时CO2排放达峰目标实现，促进生态文明建设、打造美丽中国。1.节能和提高能效是推进能源转型的关键从全球来看，主要国家和经济体均重视节能和提高能效，将其作为呵护美丽地球的先决条件和推进能源绿色低碳发展的重要抓手。巴黎协定的达成表明绿色低碳发展已经成为全球共识，绿色低碳转型的核心是大幅提高社会生产力和经济整体效率，减少发展过程对能源资源消耗和温室气体排放。对
6、于广大发展中国家和新兴经济体，能效提升的空间更大，将能效作为“第一能源”对其可持续发展意义重大。由此来看，节能和提高能效不仅是各国应对气候变化自主减排贡献的重要内容，更是实现人与自然和谐相处、呵护美丽地球的先决条件。2.节能和提高能效是国际社会实现低碳发展的重要内容我国政府高度重视节能和提高能效工作，并取得了举世瞩目的成就，“十一五”期间单位GDP能耗下降19.1%，“十二五”期间单位GDP能耗下降19.7%，为全球应对气候变化作出了重大贡献。通过政策努力，依托现有成熟技术和商业模式即可释放巨大的节能潜力，不仅为经济发展提供新动能，还成为促进经济社会转型升级、提升产业竞争力的重要抓手，相应的投
7、资还可得到良好的收益。3.节能和提高能效是建设生态文明的重要抓手14.1.3 提高能效的目的和意义1.能源宏观效率评估方法因素分解法在能源宏观效率的研究中比较常见，包括基于Divisia指数和Lasperyres指数的两种相关方法。基于Divisia指数的相关方法对数平均迪氏指数法（log mean divisia index method,LMDI）对数平均迪氏指数法有乘数分解和加和分解两种，其优点是它们分解后不会出现不可解释的余项，分解公式形式比较简单。算数平均迪氏指数法（arithmetic mean divisia index method,AMDI）算数平均迪氏指数法算数平均权重函数
8、，而LMDI使用的是对数平均权重函数。因此，其方程式要比LMDI简单。它也有乘数和加和两种方法。在很多情形下，AMDI经常可以替代LMDI使用，其分解结果也非常接近。但AMDI有两个缺点：一是不能因素逆向检验，AMDI有一个很大的残余项。二是当数据集含有0值时，AMDI就不适用了。基于Laspeyres指数的相关方法修改Fisher理想指数法安本华等提出的修改Fisher理想指数是一种很优秀的因素分解法，它有几个与Fisher理想指数相关的良好性质。当分解只有两个因素时，修改Fisher理想指数与经济学中的Fisher理想指数法是一样的。把修改Fisher理想指数归到Laspeyres指数法下
9、，是因为它的公示与Laspeyres指数有一些相关。Shapley/Sun法和Marshall-Edgeworth法在加和法中，经常被研究者们用来分析成本分配问题的是Shapley指数法，2002年Albrecht等人将其应用到能源分解中。由于Sun首先在1998年提出用Shapley指数分解因素，因此也称为Shapley/Sun法。当只有两个分解因素时，该法与Marshall-Edgeworth法是一致的。14.1.3 提高能效的目的和意义2.用能单位能效评估方法（1）相关术语及定义节能量：在满足同等需要或达到相同目的的条件下，能源消耗/能源消费减少的数量。能源绩效：与能源效率、能源使用和能
10、源消耗有关的、可测量的结果。能源绩效改进措施：为提高能源利用效率、降低能源消耗或改进能源使用，在组织内部计划或已经采取的方法或行动。基期：用以比较和确定节能量的，能源绩效改进措施实施前的时间段。报告期：用以比较和确定节能量的，能源绩效改进措施实施后的时间段。相关变量：影响用能单位能源绩效的、变化的可量化的因素，如生产参数、天气条件、工作时间、操作工艺参数等。归一化：为了达到满足同等需要或达到相同目的的要求，根据相关变量的变化关系，对能源消耗数据进行修正的过程。14.1.3 提高能效的目的和意义2.用能单位能效评估方法（2）节能量的计算14.1.3 提高能效的目的和意义2.用能单位能效评估方法（
11、2）节能量的计算14.1.3 提高能效的目的和意义2.用能单位能效评估方法（3）节能率的计算14.1.3 提高能效的目的和意义3.用能单位能效评估流程 用能单位能效评估流程是基于用能单位不同运行特点及生产流程基础之上展开的，评估流程主要研究评估过程中具体需要开展哪些工作及评估工作如何开展。能效评估流程一般可以分为能效数据信息收集，能耗水平计算、分析、评估，节能潜力分析、提出改进措施和方法等几个环节，每个环节的具体工作内容如图14-1所示。14.1.3 提高能效的目的和意义3.用能单位能效评估流程（1）能效数据信息收集 能效信息数据收集是能效评估的基础，能效评估主要收集用能单位的工艺流程、设备信
12、息、运行数据、实时监测数据、历史数据、统计数据和报表数据等。数据收集后，通过数据集成对数据进行统一处理并入库，以方便应用。（2）能效水平计算、分析和评估 在能效数据信息的基础之上，借助于能效评估指标体系、能效评估模型和能效评估系统，计算用能单位能效水平。同时，根据能效评估模型的计算结果，对各个能效指标计算结果进行分析。（3）节能潜力分析 对用能单位能效评估后，根据能效评估指标，可以知道哪些方面能耗大，可以将能耗较大的指标作为节能方向。同时，对能耗较大指标进行层层分析，判断能耗较大的原因和能耗较大的生产环节。（4）提出改进措施和方法 进行节能潜力分析后，可知哪些生产环节能耗较大，可对此生产环节进
13、行分析，提出改进措施和方法，从而达到节能的目的。14.2.1电力系统节能技术一、发电节能技术技术原理保持凝汽器真空是汽轮机节能的一项重要内容，措施是保持凝汽器内壁清洁，改善汽轮机凝汽器壳管的换热效率，提高机组性能，进而达到节约能源的效果。本技术利用胶球清洗，并能长期保持95%以上的收球率，能确保凝汽器所有的冷却管都能得到清洗，使凝汽器时刻保持最佳的清洁状况，彻底免除停机人工清洗。凝汽器真空保持系统依靠压缩空气作为动力，在微电脑控制程序的控制下，间歇地将清洁球瞬间同时一次性发射入凝汽器的入口，对凝汽器所有的冷却管进行擦拭清洗，清洗后的胶球由回收装置收回。（1）火电厂凝汽器真空保持节能系统技术14
14、.2.1电力系统节能技术一、发电节能技术工艺流程凝汽器真空保持系统与凝汽器冷却水系统一同工作。其工艺流程为每隔3060min清洗运行一次，每次的清洗流程包括：压缩空气储气罐加压，压力释放，发球装置瞬间将胶球发射入凝汽器入口，数量众多的胶球对凝汽器冷却管进行清洗，清洗过后，胶球通过回收装置被收集回主体柜中的集球器，启动主体柜内的胶球清洁程序，对胶球进行清洗去污，随后一次清洗流程结束（图14-2）。（1）火电厂凝汽器真空保持节能系统技术14.2.1电力系统节能技术一、发电节能技术关键技术根据凝汽器污垢实时形成的特点，将传统的胶球清洗装置的定期连续清洗清洗方式改为适时清洗的方式，使污垢刚附着在冷却管
15、就能及时被清除；将传统胶球清洗装置的输送胶球的动力源由胶球泵改为压缩空气，大大增强装置的发球能力；每一次发球过程中，数量众多的胶球瞬间同时一次性发射入凝汽器的入口，从而保证每一次的清洗流程中，绝大多数的冷却管都能得到清洗；本技术的回收装置能在极短时间（100 s以内）将数量众多的球回收。（1）火电厂凝汽器真空保持节能系统技术14.2.1电力系统节能技术一、发电节能技术技术原理采取将引风机与脱硫增压风机合并的联合风机方式，并采用小汽轮机驱动，替代原有的电动机，可以大幅降低厂用电率。主要应用于600 MW、1000 MW火力发电机组。关键技术小汽轮机代替电机驱动引风机；引风机与增压风机合并的联合风
16、机节能优化方案；采用国产二级变速齿轮型，变传动比为7:3；联轴器“柔性连结”及两级变速；轴系振动研究；小汽轮机驱动引风机的全程自动化过程控制。（2）超临界及超超临界发电机组引风机小汽轮机驱动技术14.2.1电力系统节能技术一、发电节能技术技术原理改进“堵”的方式：由于空气预热器转子蘑菇状热变形，造成热端变形密封间隙增大。采用自补偿径向密封片的方式，可以达到密封间隙趋于零，实现扇形板与密封片的非接触式密封，是可靠、稳定的自密封新技术。采用回收系统：空气预热器设备同时串联在锅炉的烟、风系统中，在空气侧与烟气侧压差的作用下，空气向烟气侧泄漏。空气预热器密封回收系统技术在预热器内部建立立体密封机构，泄
17、漏风被设备外回收装置全部回收，进入烟道的泄漏空气几乎为零。自动化控制：密封回收自动控制系统通过对进、出口烟气压力的检测，经过控制逻辑处理，通过各入口风门开度的调整，自动调整各部位的漏风回收量。因此，密封回收系统能够做到无论锅炉负荷如何变化，其设备漏风率始终控制在设定范围内。（3）回转式空气预热器密封节能技术14.2.1电力系统节能技术一、发电节能技术工艺流程回转式空气预热器密封节能技术工艺流程如图14-3所示。（3）回转式空气预热器密封节能技术14.2.1电力系统节能技术一、发电节能技术关键技术转子热端径向自补偿间隙密封片；泄漏风回收系统；对回转式空气预热器泄漏风的密封与疏导区域进行一体化设计
18、，形成独特、完整的控制系统。（3）回转式空气预热器密封节能技术14.2.1电力系统节能技术一、发电节能技术技术原理传统褐煤锅炉主要用于亚临界及以下发电机组，发电煤耗较高。该技术通过炉膛结构优化、合理配风、烟气温度控制等手段，解决了褐煤锅炉炉膛热负荷不足及结渣、结焦等关键问题，实现了在超临界机组中应用褐煤，可大幅降低褐煤的发电煤耗。（4）大容量高参数褐煤煤粉锅炉技术14.2.1电力系统节能技术一、发电节能技术关键技术哈锅设计开发的600 MW等级褐煤锅炉均采用切圆燃烧方式，通过燃烧器分组布置和采用较大的一次风间距来降低燃烧器区域热负荷，有效减少炉膛结焦。同时在燃烧器上方合理布置SOFA风以有效控
19、制NOx生成。其中采用中速磨制粉系统的炉型为四角切圆燃烧方式，煤粉干燥介质为热风；而采用风扇磨制粉系统的炉型为八角切圆燃烧方式，采用热风、高温炉烟和冷炉烟进行煤粉干燥。锅炉水冷壁采用螺旋管圈+垂直管屏布置方式，炉膛中、下部为螺旋水冷壁，能有效减小工质在炉膛周界方向上的温度偏差，保持水动力的安全稳定。过热器采用三级布置，设置两级四点喷水减温器，并能实现单独调节，从而有效控制系统左右侧汽温偏差和防止过热器超温。再热器采用二级布置，在两级再热器之间设置有喷水减温器，具体功能因炉型差异而有所差别。对于采用风扇磨制粉系统的褐煤锅炉，喷水减温器作为再热器汽温调节的主要手段。对于采用中速磨制粉系统的褐煤锅炉
20、，由于采用了尾部双烟道方案，通过烟道出口挡板开度的调节来控制低温再热器和低温过热器侧烟气流量，从而达到再热蒸汽汽温调节的作用。（4）大容量高参数褐煤煤粉锅炉技术14.2.1电力系统节能技术二、电网节能技术技术原理通过用户用电信息采集系统、10 kV配变无功补偿设备运行监控主站系统（基于GPRS无线通讯通道）、10 kV线路调压器运行监控主站系统（基于GPRS无线通讯通道）、10 kV线路无功补偿设备运行监控主站系统（基于GPRS无线通讯通道）、县调度自动化系统（SCADA）等系统采集县网各节点遥测遥信量等实时数据，进行无功优化计算；并根据计算结果形成对有载调压变压器分接开关的调节、无功补偿设备
21、投切等控制指令，各台配变分级头控制器、线路无功补偿设备控制器、线路调压器控制器、主变电压无功综合控制器等接收主站发来的遥控指令，实现相应的动作，从而实现对配网内各公配变、无功补偿设备、主变的集中管理、分级监视和分布式控制，实现配电网电压无功的优化运行和闭环控制。（1）配电网全网无功优化及协调控制技术14.2.1电力系统节能技术二、电网节能技术关键技术以电压调整为主，同时实现节能降损。降损的前提是电网安全稳定运行及满足用户对电能质量的需求，在具体实施过程中，一个周期的控制命令可能既包含分接头调整，又包括补偿装置动作，如果分接头及补偿装置同属一个设备，则先调整分接头，下一周期再动作补偿装置。电压自
22、下而上判断，自上而下调整这一要求需要两种措施来保证：一是通过短期、超短期负荷预测，合理分配开关在各时段的动作次数；二是如果低电压现象在一个区域内比较普遍，则优先调整该区域上级调压设备。无功自上而下判断，自下而上调整无功自上而下判断，如果上级电网有无功补偿的需求，应首先向下级电网申请补偿，在下级电网无法满足补偿要求的情况下，再形成本地补偿的控制命令。而控制命令的执行应自下而上逐级进行。如此，既能满足本地无功需求，又能减少无功在电网中的流动，最大限度降低网损。（1）配电网全网无功优化及协调控制技术14.2.1电力系统节能技术二、电网节能技术技术原理 近年来，国内陆续研制出多种新型节能导线。与常规钢
23、芯铝绞线相比，钢芯高导电率硬铝绞线、铝合金芯铝绞线和全铝合金绞线三种节能导线的电气和机械性能基本相同，但节能效果明显，在输电线路建设中具有普及推广和应用价值。钢芯高导电率硬铝绞线：导线材料中杂质元素的比例是影响导线导电率的因素之一；同时材料内部的晶界、位错、固溶原子等微观缺陷也对铝导体导电率有不良影响，可通过细晶强化和颗粒强化减少微观缺陷对导电率的影响。铝合金芯铝绞线和全铝合金绞线：合金单线主要材料成分由电工铝、镁、硅等材料合成，添加的元素主要是镁（Mg）和硅（Si），主要组成物为Mg2Si。在热处理状态下，Mg2Si固溶于铝中，并通过人工时效进行硬化，将硅化镁Mg2Si均匀地析出在合金单线的
24、表面，使合金单线获得足够的强度和塑性。钢芯高导电率硬铝绞线：采用63%IACS高导电率铝线（国际退火铜导电率为100%IACS），替代普通钢芯铝绞线中的61%IACS铝线；铝合金芯铝绞线采用53%IACS高强度铝合金芯替代普通钢芯铝绞线中的钢芯和部分铝线，导线外部铝线与普通钢芯铝绞线铝线相同；中强度全铝合金绞线全部采用58.5%IACS中强度铝合金材料。上述三种节能导线的整体直流电阻值降低，提高了其导电能力，从而降低了电能损耗。（2）新型节能导线14.2.1电力系统节能技术二、电网节能技术关键技术钢芯高导电率硬铝绞线：考虑导线材料中各元素对导电率的影响，控制各元素的比例，运用TiC等专用细化剂
25、对晶粒进行细化及强化，合理设计模具和压缩率，减少拉拔工艺增加的残余应力，同时采用型线的拉拔及绞制工艺的控制，确保生产过程中型线不翻转、不翘边。铝合金芯铝绞线和全铝合金绞线：通过铝基体的合金化的配方组合，及加工工艺及热处理的控制，使其导电率、强度、延伸率上得到明显提高。（2）新型节能导线14.2.1电力系统节能技术二、电网节能技术技术原理光纤电流互感器利用磁光法拉第效应，通电后，在通电导体周围的磁场作用下，两束光波的传播速度发生相对变化，即出现相位差，最终表现为探测器处叠加的光强发生变化。通过测量光强的大小，即可测出对应的电流大小；光纤电压互感器利用泡克尔斯效应，当光波通过晶体时，在两个轴上光波
26、之间的相位差会随着电压或电场改变，通过监测光强的变化即可测出对应电压的大小。（3）全光纤电流/电压互感器技术14.2.1电力系统节能技术二、电网节能技术工艺流程全光纤电流互感器应用于电气系统，需要与电气设备一体化集成，并满足电气设备复杂环境条件要求，同时需解决一系列系统级关键工艺技术问题。主要关键工艺技术包括：光纤测量装置气密工艺；光纤复合绝缘子真空浇注常温固化工艺；特种光纤光路制造工艺（图14-4）。关键技术相位置零与调制波复位双闭环控制（负反馈）技术；全光纤电流互感器误差及抑制技术；共光路、差动信号解调技术。（3）全光纤电流/电压互感器技术14.2.2 供热系统节能技术1.大型供热机组双背
27、压双转子互换循环水供热技术（1）技术原理利用双背压双转子互换循环水供热技术，汽轮机在供热工况运行时，使用新设计的动静叶片级数相对减少的高背压低压转子，使凝汽器运行于高背压（3045 kPa）条件下，对应排汽温度可提高至80C左右，利用循环水供热；而在非采暖期，再复装原低压转子，排汽背压恢复至4.9 kPa，机组完全恢复至原纯凝正常背压运行工况。机组全年综合经济效益指标得到明显改善。（2）工艺流程双背压双转子互换循环水供热工艺流程如图14-5所示，在采暖供热期间，机组高背压工况运行，机组纯凝工况下所需要的冷水塔及循环水泵退出运行，将凝汽器的循环水系统切换至热网循环泵建立起来的热水管网循环水回路，
28、形成新的“热-水”交换系统。循环水回路切换完成后，进入凝汽器的水流量降至60009000 t/h，凝汽器背压由57 kPa左右升至3045 kPa，低压缸排汽温度由3040升至6978（背压对应的饱和温度）。经过凝汽器的第一次加热，热网循环水回水温度由60C提升至6675C（凝汽器端差3C），然后经热网循环泵升压后送入首站热网加热器，将热网供水温度进一步加热至8590后供向一次热网。14.2.2 供热系统节能技术1.大型供热机组双背压双转子互换循环水供热技术（3）关键技术低压缸通流部分进行优化设计改造，主要包括：新低压转子采用的先进设计技术，低压整锻转子，全部24级隔板设计，三维扭叶片设计的低
29、压转子动叶片，新型低压转子轴封设计等；中低压缸联轴器、低压缸和发电机联轴器液压螺栓改造；中低压缸连通管供热抽汽改造；低压转子轴封优化设计；中低、低发联轴器液压螺栓改造；凝汽器部分优化改造，主要包括：新型蜗壳形状水室，凝汽器热补偿设计等。14.2.2 供热系统节能技术2.热泵技术（1）技术原理 热泵是一种充分利用低品位热能的高效节能装置。热量可以自发的从高温物体传递到低温物体中去，但不能自发地沿相反方向进行。热泵的工作原理就是以逆循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体的机械装置，它仅消耗少量的逆循环净功，就可以得到较大的供热量，可以有效地把难以应用的低品位热能利用起来达到节能目的。根据热量来源的
30、不同，可以分为地源热泵、水源热泵和空气源热泵。地源热泵技术是利用地下浅层地热，可供热又可制冷的高效节能系统。水源热泵技术是利用地下浅层水源和地表水源中的低温热能，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。空气源热泵是一种利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置（图14-6）。14.2.2 供热系统节能技术2.热泵技术（2）工艺流程逆卡诺循环，是卡诺循环的逆过程，低温时做功吸热，高温时做负功放热，将功转换为热。也是包括空气源热泵在内的所有热泵的工作原理。同时，这也是我们日常生活中常见的空调、冰箱等制冷系统的工作原理。逆卡诺循环也包括四个步骤，都为可逆过程：绝热膨胀，在这个过程中系统对环境
31、作功，降温；等温膨胀，在这个过程中系统从低温环境中吸收热量，同时对环境做与该热量等量的功；绝热压缩，在这个过程中系统对环境作负功，升温；等温压缩，系统恢复原来状态，在这个过程中系统向高温环境中放出热量，同时环境向系统做与该热量等量的功，即负功。（3）关键技术冷媒：最常见的冷媒是二氟一氯甲烷即R22、R410a、R134A、R407c等四种；压缩机，是热泵机组的“心脏”，理想的热泵压缩机能在最低大约-25C的寒冷环境中稳定运行，并确保在冬季能提供55C以上乃至60C的热水。在反应压缩机性能方面，喷气增焓技术是很重要的。14.2.2 供热系统节能技术3.分布式能源冷热电联供技术（1）技术原理分布式
32、能源是利用小型设备向用户提供能源供应的新型能源利用方式。与传统的集中式能源相比，分布式能源接近负荷，不需要建设大电网进行远距离高压或超高压输送，可大大减少线损，节省输配电建设投资和运行费用；由于兼备发电、供热等多种能源服务功能，分布式能源可以有效的实现能源的梯级利用，达到更高的能源综合利用率。用能建筑就近建设能源站，采用一次能源天燃气作为主要能源发电，发电机产生的尾气用来制冷与采暖，能源梯级利用，能源利用率可高达85%。14.2.2 供热系统节能技术3.分布式能源冷热电联供技术（2）工艺流程分布式能源冷热电联供工艺流程如图14-7所示。（3）关键技术发电设备：三联供系统的发电设备主要有燃气内燃
33、机、燃气轮机、燃气微燃机、燃气外燃机和燃料电池。余热利用设备主要分为三大类：单纯制冷、单纯供热和制冷兼供热，包括吸收式制冷机、余热锅炉、板式换热器、烟气冷凝器等。图14-7 分布式能源冷热电联供工艺流程图14.2.2 供热系统节能技术4.工业余热回收供热（1）技术原理工业余热主要是指工业企业的工艺设备在生产过程中排放的废热、废水、废气等低品位能源，利用余热回收技术将这些低品位能源加以回收利用，提供工艺热水或者为建筑供热、提供生活热水。该技术的应用不仅减少了工业企业的污染排放，还大幅度降低了工业企业原有的能源消耗。（2）工艺流程以钢铁厂冲渣水为例，介绍工业余热回收供热的工艺流程（图14-8）：图
34、14-8 钢铁厂余热回收供热工艺流程14.2.2 供热系统节能技术4.工业余热回收供热（3）关键技术吸收式热泵：吸收式热泵常用的工质对是“水-溴化锂（其中，以溴化锂稀溶液为工质，以溴化锂浓溶液为吸收剂）”、“氨-水（其中，以氨为工质，以水吸收剂）”、“水-氯化钙（其中，以铝化钙稀溶液为工质，以氯化钙浓溶液为吸收剂）”。吸收式热泵是一种利用低品位热源，实现将热量从低温热源向高温热源泵送的循环系统。1.智能高压钠灯电子节电控制系统14.2.3 照明系统节能技术（1）技术原理宽电压输入，恒功率输出，高功率因数、低谐波含量，快速启动，全保护电路，低功耗、长寿命，智能化控制，电子节电控制系统设计。（2）
35、工艺流程智能高压钠灯电子节电控制系统如图14-9所示。1.智能高压钠灯电子节电控制系统14.2.3 照明系统节能技术（3）关键技术系统由监控软件平台、无线通信网络、照明监控终端以及单灯设备组成。照明监控终端通过GPRS单元连接到通信服务器。单灯设备包含“集中器单元”、“单灯信息单元”、“单灯调光模块”三部分，其中集中器单元通过RS485总线与监控终端相连接，单灯控制指令，通过微功率无线网络下达到各单灯信息单元，在微功率无线网络的空闲时间，集中器则收集各单灯信息单元下辖的调光模块状态数据，并定时向监控中心发送。平台的核心软件是中心服务器的设备通信管理软件，该软件允许5000个监控终端同时接入，强
36、大高效的处理能力可为其它协同软件提供大量的实时数据。平台的实时数据可以向各种应用提供查询服务，如手机终端用户以及其它各种应用平台，这种开放性的架构能够使得系统很好地与第三方平台进行融合，充分体现用户的投资价值。2.LED道路照明14.2.3 照明系统节能技术（1）技术原理LED路灯与常规路灯不同的是，LED光源采用低压直流供电、由GaN基功率型蓝光LED与黄色合成的高效白光，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，可广泛应用于道路。外罩可用制作，耐高温达135C，耐低温达-45C。（2）工艺流程LED灯具的制造工艺流程如图14-10所示。（3）关键技术蓝宝石衬底L
37、ED为市场上的主流技术，碳化硅衬底LED的技术比较昂贵。1.通用设备14.2.4 工业节能技术技术原理高效煤粉工业锅炉系统是传统高污染、高能耗燃煤工业锅炉的升级换代产品，也是油、气锅炉的理想替代品。采用煤粉集中制备、精密供粉、分级燃烧、炉内脱硫、锅壳（或水管）式换热、布袋除尘、烟气脱硫和全过程自控等技术，实现燃煤锅炉的高效运行和洁净排放。工艺流程来自煤粉加工厂的密闭罐车将符合质量标准的煤粉注入煤粉仓。仓内的煤粉按需进入中间仓后由供料器及风粉混合管道送入煤粉燃烧器。锅炉中燃烧产生的高温烟气完成辐射和对流换热后进入布袋除尘器。除尘器收集的飞灰经密闭系统排出，并集中处理和利用。锅炉系统的运行由点火程
38、序控制器和上位计算机系统共同完成。高效煤粉工业锅炉系统主要包括十一个集成设备单元（站），即煤粉储供单元、燃烧器单元、锅炉本体单元、除尘单元、脱硫单元、热力单元、点火油气站、惰性气体保护站、压缩空气站、飞灰收集及储存单元和测控单元。（1）新型高效煤粉锅炉系统技术1.通用设备14.2.4 工业节能技术关键技术全密精闭确供粉，狭小空间截面炉膛内煤粉低碳稳燃，锅炉积灰和灰粘污自清洁等技术。（1）新型高效煤粉锅炉系统技术技术原理电机系统在各个领域都有广泛应用。稀土永磁无铁芯电机是代表电机行业未来发展方向的一种新型特种电机，采用无铁芯、无刷、无磁阻尼、稀土永磁发电技术，改变了传统电机运用硅钢片与绕线定子结
39、构，结合自主研发的电子智能变频技术，使电机系统效率提高到95%以上。1.通用设备14.2.4 工业节能技术（2）稀土永磁盘式无铁芯电机技术技术原理电机系统在各个领域都有广泛应用。稀土永磁无铁芯电机是代表电机行业未来发展方向的一种新型特种电机，采用无铁芯、无刷、无磁阻尼、稀土永磁发电技术，改变了传统电机运用硅钢片与绕线定子结构，结合自主研发的电子智能变频技术，使电机系统效率提高到95%以上。技术原理电机系统在各个领域都有广泛应用。稀土永磁无铁芯电机是代表电机行业未来发展方向的一种新型特种电机，采用无铁芯、无刷、无磁阻尼、稀土永磁发电技术，改变了传统电机运用硅钢片与绕线定子结构，结合自主研发的电子
40、智能变频技术，使电机系统效率提高到95%以上。转子上安装永磁体磁极形成磁场，没有励磁绕组，无需励磁电流，励磁损耗为零，节约铜材；电枢绕组用高分子材料精密压铸成型工艺固定在定子上，实现电机无铁芯化，铁损为零，提高效率，节约硅钢片；采用轴向磁场结构，磁场垂直分布度好，通电的电枢绕组切割永磁材料形成的磁力线产生力矩，使电机旋转，实现电能和机械能的转换。比传统电机的径向磁通结构磁能利用率好，单位功率密度高；采用智能变频技术，配备新型智能逆变器，可以实现从零到额定转速的高效、无级调速，调速范围宽，精度高。1.通用设备14.2.4 工业节能技术工艺流程稀土永磁盘式无铁芯电机技术工艺流程如图14-11所示。
41、（2）稀土永磁盘式无铁芯电机技术1.通用设备14.2.4 工业节能技术（2）稀土永磁盘式无铁芯电机技术技术原理电机系统在各个领域都有广泛应用。稀土永磁无铁芯电机是代表电机行业未来发展方向的一种新型特种电机，采用无铁芯、无刷、无磁阻尼、稀土永磁发电技术，改变了传统电机运用硅钢片与绕线定子结构，结合自主研发的电子智能变频技术，使电机系统效率提高到95%以上。关键技术用轴向磁场结构设计，大幅度提高功率密度和转矩体积比；采用新型绕制工艺和高分子复合材料高压精密压铸成型工艺，有效降低绕组铜损；不使用硅钢片作为定、转子铁芯材料，减少了磁阻尼，降低了驱动功率，减少了铁损发热源。结合自主研发的电子智能变频技术
42、，使电机系统在宽负载范围效率大大提高。2.其它工业行业节能技术14.2.4 工业节能技术（1）蓄热式转底炉处理冶金粉尘回收铁锌技术技术原理电机系统在各个领域都有广泛应用。稀土永磁无铁芯电机是代表电机行业未来发展方向的一种新型特种电机，采用无铁芯、无刷、无磁阻尼、稀土永磁发电技术，改变了传统电机运用硅钢片与绕线定子结构，结合自主研发的电子智能变频技术，使电机系统效率提高到95%以上。技术原理将蓄热式燃烧技术应用于转底炉直接还原工艺，并对该工艺进行优化改进，达到对冶金粉尘中的锌、铁资源回收利用，同时实现节能降耗的目的。工艺流程蓄热式转底炉处理冶金粉尘回收技术工艺流程如图14-12所示。图14-12
43、 蓄热式转底炉处理冶金粉尘回收技术工艺流程14.2.4 工业节能技术技术原理电机系统在各个领域都有广泛应用。稀土永磁无铁芯电机是代表电机行业未来发展方向的一种新型特种电机，采用无铁芯、无刷、无磁阻尼、稀土永磁发电技术，改变了传统电机运用硅钢片与绕线定子结构，结合自主研发的电子智能变频技术，使电机系统效率提高到95%以上。关键技术蓄热式燃烧技术提高了炉内燃烧温度，有效提高了球团金属化率，通过炉内气流和温度场的特殊设计，使得炉温均匀，无气流扰动，降低了球团粉化率和扬尘，提高了锌粉回收率和品位。2.其它工业行业节能技术（1）蓄热式转底炉处理冶金粉尘回收铁锌技术14.2.4 工业节能技术技术原理 通过
44、双侧、多风道将5090%浓度的富氧空气吹入熔炼炉内的熔渣和新入炉物料的混合层，在强烈而均匀的搅拌和高温作用下，氧化反应更迅速、更均匀，不但使熔炼效率更高；且降低了熔渣含铜。同时鼓风压力更低，更节能。工艺流程 双侧吹竖炉熔池熔炼工艺流程如图14-13所示。2.其它工业行业节能技术（2）双侧吹竖炉熔池熔炼技术14.2.4 工业节能技术关键技术双侧、多风道送风：熔渣磁铁含量少，使渣含铜低；吹混合层：氧化传质过程缩短，减少铁的过氧化。吹风压力低；炉墙关键部位采用铜水套挂渣保护技术、不锈钢和紫铜复合材料风嘴；与余热锅炉连接烟道采用特殊耐火材料浇注，安全生产、避免粘结；倒梯形炉体结构，进料口不粘结，快速捕
45、集铜精矿；生产负荷调节范围较大：调节范围可达50100%，生产灵活；采用节能型贫化电炉，t渣电耗低，弃渣含铜低。2.其它工业行业节能技术（2）双侧吹竖炉熔池熔炼技术14.2.4 工业节能技术技术原理一般用的电解槽都是窄极距的，即阴阳电极间距约23 mm，从而避免电解单元槽挤坏离子膜，且电压也稍高一些；而零极距是在窄极距的基础上将阴极上加一层弹性缓冲网和面网，即弹性阴极，从而将阴阳电极间距缩小到离子膜的厚度，从而使电解槽的欧姆降大大减小了。不仅提高的电流密度和产量，且电耗明显降低许多。零极距电解槽通过降低电解槽阴极侧溶液电压降，从而达到节能降耗的效果。2.其它工业行业节能技术（3）新型高效膜极距
46、离子膜电解技术14.2.4 工业节能技术工艺流程离子交换法制烧碱的方法主要包括三个工序：二次盐水精制工序；电解工序（电解和电解液循环）；淡盐水脱氯工序。关键技术弹性网是由金属线材（镍）编制，由机械压花折弯使其具备一定弹性的丝网产品。极网由纯镍线材编制加工，有特殊涂层（各个公司有自己不同专利）是膜极距电解槽电极重要组成部分。保护网是保护膜极距电解槽电极产品，也是由金属线材编织，防止电极弹性网、极网脱落。2.其它工业行业节能技术（3）新型高效膜极距离子膜电解技术14.2.4 工业节能技术技术原理在企业具备能源计量检测仪表和DCS自动化系统的支撑下，通过大型实时数据库，采集各种生产和能源数据，建设能
47、源综合监控系统平台，并采用能源产耗预测、能源管网模拟、能源多周期动态优化调度等核心技术，建立能源产耗预测模型、能源管网模拟模型和能源系统优化调度模型，在能源平衡与优化调度平台上自动给出各种能源介质的优化调度和分配方案，实现工业企业主要能源系统（燃料气、H2、蒸汽、电力、水系统等）的优化调度和运行，提高企业能源综合利用效率和能源管理水平。2.其它工业行业节能技术（4）石化企业能源平衡与优化调度技术14.2.4 工业节能技术工艺流程石油石化企业能源平衡与优化调度系统结构图如图14-14所示。关键技术实时数据库与能源综合监控平台技术；综合软测量与时间序列思想的能源产耗预测技术；多能源介质管网智能模拟
48、技术；基于能源产耗预测数据和管网模拟平台的能源系统多周期动态优化调度技术。2.其它工业行业节能技术（4）石化企业能源平衡与优化调度技术图14-14 石油石化企业能源平衡与优化调度系统结构图14.2.5 建筑节能技术（1）技术原理该技术采用具有低堆积密度和低导热系数的聚氨酯中空微珠、高反射性颜料、高发射性助剂等，使涂膜断面为连续的蜂窝网状结构，涂膜内部不形成沟状热流，显著降低涂膜导热系数，实现隔热保温。用于建筑、厂房屋顶、管道等表面时，可降低空调等设备的使用能耗，实现节能。（2）工艺流程隔热保温涂料应用于建筑墙体结构如图14-15所示。1.水性高效隔热保温涂料节能技术14.2.5 建筑节能技术（
49、3）关键技术聚氨酯中空微珠蜂窝排列技术：采用具有低堆积密度和低导热系数的特殊微珠，使得涂层具有极低的导热系数。在微珠表面包裹化合物，使微珠在涂层中稳定有序排列成中空蜂窝结构。微珠具有弹性抗压、抗外力击破，不易在制取加工中破损的优点，具有较好的耐冷热变化性。涂膜的高反射性技术：将屏蔽红外线颜料技术应用于隔热保温涂料，使涂膜对可见光和红外线反射率显著提高，具有良好的遮热作用。涂膜的高发射性技术：利用红外高发射性助剂（特种金属氧化物），使吸收的太阳能辐射转化为热量，以红外长波的形式发射入大气红外窗口，使涂膜物体表面和内部降温，最大程度地提高降温效果。1.水性高效隔热保温涂料节能技术14.2.5 建筑
50、节能技术（1）技术原理冰蓄冷中央空调是指在夜间低谷电力时段开启制冷主机，将建筑物所需的空调冷量部分或全部制备好，并以冰的形式储存于蓄冰装置中，在电力高峰时段将冰融化提供空调用冷。由于充分利用了夜间低谷电力，不仅使中央空调的运行费用大幅度降低，而且对电网具有显著的移峰填谷功能，提高了电网运行的经济性。动态冰蓄冷技术采用制冷剂直接与水进行热交换，使水结成絮状冰晶；同时，生成和溶化过程不需二次热交换，由此大大提高了空调的能效。冰浆的孔隙远大于固态冰，且与回水直接进行热交换，负荷响应性能很好。2.动态冰蓄冷技术14.2.5 建筑节能技术（2）工艺流程动态冰蓄冷技术可应用于新建系统以及既有系统的节能改造
