熱轉(zhuǎn)換與利用中節(jié)能技術(shù)俞建洪集美大學(xué)2005年4月

1、 熱能轉(zhuǎn)換與利用中的節(jié)能技術(shù)熱能轉(zhuǎn)換與利用中的節(jié)能技術(shù)俞建洪集集 美美 大大 學(xué)學(xué)2005年年4月月1.基本概念和基本概念和基本原理基本原理 2. 熱能轉(zhuǎn)換與利用中的節(jié)能技術(shù)熱能轉(zhuǎn)換與利用中的節(jié)能技術(shù)3. 可再生能源可再生能源4. 辨別辨別節(jié)能技術(shù)節(jié)能技術(shù)中的偽科學(xué)中的偽科學(xué)5.總結(jié)總結(jié) . 基本概念和基本原理基本概念和基本原理.熱能資源熱能資源.熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律.節(jié)能的基本分析方法節(jié)能的基本分析方法熱平衡法熱平衡法.熱平衡法簡介熱平衡法簡介.設(shè)備熱平衡設(shè)備熱平衡以鍋爐熱平衡為例以鍋爐熱平衡為例1.1 熱能資源熱能資源熱能是人類使用最為廣泛的一種能量

2、形式，有的能源是轉(zhuǎn)換成熱能后再加以利用。在一次能源中，熱能資源也占了絕大部分。最主要的常規(guī)能源有化石燃料，新能源有太陽能、核能、地?zé)崮艿取?.2 熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律自然界基本定律：能量守恒與轉(zhuǎn)換定律自然界基本定律：能量守恒與轉(zhuǎn)換定律 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律是能量守恒與轉(zhuǎn)換定律在熱現(xiàn)象上的應(yīng)用，它揭示了能量在量上的特性。 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律涉及能量傳遞的方向和深度的問題，是能量在質(zhì)上的特性。所謂能的質(zhì)量是指能的品位或能的可用性。能量在其傳遞或轉(zhuǎn)換過程中，品質(zhì)是逐漸降低的，即能量貶值。 能量在數(shù)量上的守恒性和在質(zhì)量上的貶值性能量在數(shù)量上的守

3、恒性和在質(zhì)量上的貶值性（不可逆）是其最重要兩個特性。（不可逆）是其最重要兩個特性。1.3 節(jié)能的基本分析方法節(jié)能的基本分析方法 熱平衡法熱平衡法 熱平衡法熱平衡法是建立在熱力學(xué)第一定律基礎(chǔ)上的能量分析方法，主要考察系統(tǒng)熱量的平衡關(guān)系，揭示能在數(shù)量上的轉(zhuǎn)換和利用情況，從而確定系統(tǒng)的能利用率或能效率（熱效率）。1.4 設(shè)備熱平衡設(shè)備熱平衡以鍋爐熱平衡為例以鍋爐熱平衡為例 1.4 .1固體燃料的熱平衡方程式：固體燃料的熱平衡方程式： qr =q1 +q2 +q3 +q4 +q5 +q6 (kj/kg) （1-1） 熱平衡方程的百分比表示式：熱平衡方程的百分比表示式： 100% = q1 + q2 +

4、 q3 + q4 + q5 + q6 (%) （1-2） 對于固體燃料，對于固體燃料， q2 和和 q4高；高； 對于液體燃料，對于液體燃料， q2 高，高， q很小，很小，q60 ； 對于氣體燃料，對于氣體燃料， q2 高，高，q40， q60 ;1.4. 2.鍋爐熱效率鍋爐熱效率(1)正平衡熱效率：正平衡熱效率： = q1 = q1 / qr 100% （1-3）(2)反平衡熱效率：反平衡熱效率：從式（從式（1-2）可得）可得 = q1 / qr 100% =1 -（ q2 + q3 + q4 + q5 + q6 ） （1-4）2.熱能轉(zhuǎn)換與利用中的節(jié)能技術(shù)熱能轉(zhuǎn)換與利用中的節(jié)能技術(shù)2.1

5、 工業(yè)鍋爐提高熱效率的有效途徑工業(yè)鍋爐提高熱效率的有效途徑2.2 余熱利用余熱利用2.3 熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱2.4 燃?xì)馊細(xì)庹羝?lián)合循環(huán)蒸汽聯(lián)合循環(huán)2.5 分布式能源利用系統(tǒng)分布式能源利用系統(tǒng)2.6 建筑節(jié)能建筑節(jié)能2.7 清潔、高效新型燃料清潔、高效新型燃料2.1 工業(yè)鍋爐提高熱效率的有效途徑工業(yè)鍋爐提高熱效率的有效途徑2.1.1 燃煤鏈條鍋爐燃煤鏈條鍋爐 存在問題：存在問題：因因q2 和和 q4高，熱效率低，一般；高，熱效率低，一般；污染嚴(yán)重。污染嚴(yán)重。 措施措施: (燃燒無煙煤鏈條鍋爐燃燒無煙煤鏈條鍋爐)合理布置前后拱，及時著火，提高燃燼；合理布置前后拱，及時著火，提高

6、燃燼；合理配風(fēng)，控制過量空氣系數(shù)，熱風(fēng)；合理配風(fēng)，控制過量空氣系數(shù)，熱風(fēng)；二次風(fēng)。二次風(fēng)。.1.2 循環(huán)流化床（循環(huán)流化床（cfb）鍋爐）鍋爐* 概述概述 * 存在問題：存在問題： 鍋爐熱效率比煤粉爐低鍋爐熱效率比煤粉爐低,大約大約85%;主要原因是飛灰主要原因是飛灰含碳量高，大約達(dá)含碳量高，大約達(dá)25%。* 措施：措施：設(shè)計(jì)時選擇合適的流化氣速，爐膛高度，保證煤顆設(shè)計(jì)時選擇合適的流化氣速，爐膛高度，保證煤顆粒在爐內(nèi)獲得充足的停留時間；粒在爐內(nèi)獲得充足的停留時間；保持床層和爐膛保持床層和爐膛950以上以上的高溫，以提高飛灰燃的高溫，以提高飛灰燃盡率盡率; 要正確設(shè)計(jì)燃料破碎系統(tǒng)要正確設(shè)計(jì)燃料破

7、碎系統(tǒng),減少飛灰份額減少飛灰份額; 選擇一個高效的分離器選擇一個高效的分離器。2.1.3油、氣鍋爐油、氣鍋爐 對于油爐：由于先進(jìn)的燃燒器和成熟的本體設(shè)計(jì)，柴油對于油爐：由于先進(jìn)的燃燒器和成熟的本體設(shè)計(jì)，柴油燃盡率和排煙溫度都可控制到理想程度，故油爐提高熱燃盡率和排煙溫度都可控制到理想程度，故油爐提高熱效率已沒有多少余地。但重油還有余地。效率已沒有多少余地。但重油還有余地。 如果本體設(shè)計(jì)有缺陷，排煙溫度過高，可根據(jù)燃燒如果本體設(shè)計(jì)有缺陷，排煙溫度過高，可根據(jù)燃燒器背壓余量布置熱管省煤器。器背壓余量布置熱管省煤器。 對于氣爐：大量水蒸氣攜帶著可觀的汽化潛熱離開鍋爐。對于氣爐：大量水蒸氣攜帶著可觀的

8、汽化潛熱離開鍋爐。這部分熱量約占天然氣低位發(fā)熱量的這部分熱量約占天然氣低位發(fā)熱量的14% 。它等于燃料。它等于燃料高低位發(fā)熱量之差。高低位發(fā)熱量之差。 盡可能多地通過鍋爐受熱面或特殊換熱器把排煙中盡可能多地通過鍋爐受熱面或特殊換熱器把排煙中的水蒸氣凝結(jié)下來，回收其熱量，就能較大幅度地提高的水蒸氣凝結(jié)下來，回收其熱量，就能較大幅度地提高鍋爐熱效率。鍋爐熱效率。 重油燃燒技術(shù)重油燃燒技術(shù)目的：提高霧化質(zhì)量，降低目的：提高霧化質(zhì)量，降低q4和顆粒物排放和顆粒物排放 霧化技術(shù)霧化技術(shù): 轉(zhuǎn)杯霧化和氣泡霧化轉(zhuǎn)杯霧化和氣泡霧化 降低黏度降低黏度: 預(yù)熱或摻適量輕油預(yù)熱或摻適量輕油 摻水燃燒摻水燃燒: 合理

9、摻水率可降低合理摻水率可降低q4和煙氣黑度和煙氣黑度 ( 見結(jié)構(gòu)圖見結(jié)構(gòu)圖 )轉(zhuǎn)杯霧化技術(shù)轉(zhuǎn)杯霧化技術(shù) 6500/min 高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)杯高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)杯 -離心力作用導(dǎo)致油膜越來越薄離心力作用導(dǎo)致油膜越來越薄 高壓高壓(由高速旋轉(zhuǎn)葉片升壓至由高速旋轉(zhuǎn)葉片升壓至000mmh2o 以上，風(fēng)速達(dá)以上，風(fēng)速達(dá)100m/s)的一次風(fēng)的一次風(fēng)(風(fēng)風(fēng)量的量的10%)把薄油膜粉碎至幾十微米顆粒。把薄油膜粉碎至幾十微米顆粒。氣泡霧化噴嘴技術(shù)氣泡霧化噴嘴技術(shù)氣泡霧化噴嘴技術(shù)是用氣泡作為霧化的動力，利用氣泡的產(chǎn)生、運(yùn)動、變形直到出口爆破來產(chǎn)非常細(xì)小的液霧。主要特點(diǎn)為:（1）液霧顆粒粒度小(索太爾平均直徑smd40m)

10、，尺寸分布均勻(尺寸分布指數(shù)n2)；（2）霧化效果基本不受燃油粘度大小的影響,粘度使用范圍寬，為70e(即燃油需具有流動性)；（3）燃燒完全，不冒黑煙,燃燒效率達(dá)99.5%以上，燃燒產(chǎn)物中污染物低于國家環(huán)保局規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)；（4）火焰長度、火焰錐角、火焰形狀及噴油量可按用戶要求設(shè)計(jì)；（5）燃燒器不結(jié)焦、不堵塞；（6）火焰剛性強(qiáng)，噴射速度高；（7）霧化效果不隨流量大小影響，流量調(diào)節(jié)比大，可達(dá)1:5天然氣是優(yōu)質(zhì)低碳燃料天然氣是優(yōu)質(zhì)低碳燃料a. 天然氣主要成分為天然氣主要成分為ch4，氫與炭重量比大約為氫與炭重量比大約為1:3 ;b. 氫發(fā)熱量為氫發(fā)熱量為125 .6mj/kg，炭發(fā)熱量為，炭發(fā)熱量

11、為33 .7 mj/kg 氫的發(fā)熱量是炭發(fā)熱量的氫的發(fā)熱量是炭發(fā)熱量的3 .7倍；倍；結(jié)論：結(jié)論： 在在ch4中，氫對天然氣熱值的貢獻(xiàn)大于炭。中，氫對天然氣熱值的貢獻(xiàn)大于炭。 天然氣是低炭燃料。（見下表）天然氣是低炭燃料。（見下表）例：例： 陜北天然氣成分陜北天然氣成分 （）（）ch4 c2h6 c3h8 c4h10 h2s n2 9595. .9494 9494 0.9075 0.13670.1367 2.0062 2.0062 0.0002 1.0冷凝式鍋爐冷凝式鍋爐 將排煙溫度降到足夠低，以使煙氣中的水蒸氣將排煙溫度降到足夠低，以使煙氣中的水蒸氣凝結(jié)下來，凝結(jié)水的汽化潛熱得以回收利用，凝

12、結(jié)下來，凝結(jié)水的汽化潛熱得以回收利用，甚至按低位發(fā)熱量甚至按低位發(fā)熱量qnet，v為基準(zhǔn)計(jì)算的熱效率為基準(zhǔn)計(jì)算的熱效率可能達(dá)到或超過可能達(dá)到或超過100%的鍋爐稱為冷凝式鍋爐。的鍋爐稱為冷凝式鍋爐。 根據(jù)陜北天然氣的定量計(jì)算可得，每凝結(jié)根據(jù)陜北天然氣的定量計(jì)算可得，每凝結(jié)10%的水，鍋爐熱效率可提高約的水，鍋爐熱效率可提高約1.2%。 冷凝式鍋爐分為接觸式和非接觸式兩種冷凝式鍋爐分為接觸式和非接觸式兩種 冷凝式鍋爐的腐蝕問題及其對策冷凝式鍋爐的腐蝕問題及其對策2.2 余熱利用余熱利用2.2.1 余熱資源余熱資源2.2.2 余熱利用方式余熱利用方式2.2.3 熱管和熱泵技術(shù)熱管和熱泵技術(shù)2.2.

13、4 熱能的貯存系統(tǒng)熱能的貯存系統(tǒng)2.2.1 余熱資源余熱資源 余熱資源屬于二次能源。余熱資源屬于二次能源。 衡量余熱資源不僅要看數(shù)量，還要看質(zhì)量。衡量余熱資源不僅要看數(shù)量，還要看質(zhì)量。 按余熱溫度范圍可分：高溫余熱（按余熱溫度范圍可分：高溫余熱（500）；）；中溫余熱（中溫余熱（250500）；低溫余熱）；低溫余熱（250）2.2.2余熱利用方式余熱利用方式 直接利用直接利用（1）預(yù)熱空氣或煤氣）預(yù)熱空氣或煤氣（2）預(yù)熱或干燥物料）預(yù)熱或干燥物料（3）生產(chǎn)蒸汽或熱水）生產(chǎn)蒸汽或熱水（3）余熱制冷，作為吸收式制冷機(jī)的熱源）余熱制冷，作為吸收式制冷機(jī)的熱源 余熱發(fā)電余熱發(fā)電（1）利用余熱鍋爐產(chǎn)生蒸

14、汽，按凝汽式機(jī)組循）利用余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，按凝汽式機(jī)組循 環(huán)或背壓式供熱機(jī)組循環(huán)發(fā)電環(huán)或背壓式供熱機(jī)組循環(huán)發(fā)電（2）以高溫余熱作為燃?xì)廨啓C(jī)工質(zhì)的熱源）以高溫余熱作為燃?xì)廨啓C(jī)工質(zhì)的熱源（3）采用低沸點(diǎn)工質(zhì)回收中低溫余熱）采用低沸點(diǎn)工質(zhì)回收中低溫余熱2.2.3熱管技術(shù)熱管技術(shù)1熱管熱管2. 熱管換熱系數(shù)熱管換熱系數(shù)熱管換熱器熱管換熱器 鋼水熱管的特點(diǎn)：很高的傳熱能力；很強(qiáng)鋼水熱管的特點(diǎn)：很高的傳熱能力；很強(qiáng)的熱流密度變換能力；傳熱效率高；工作的熱流密度變換能力；傳熱效率高；工作可靠等?？煽康取?余熱回收中的應(yīng)用舉例：余熱回收中的應(yīng)用舉例：（1）熱管開水器）熱管開水器（2）熱管空氣預(yù)熱器或熱管省煤器

15、）熱管空氣預(yù)熱器或熱管省煤器 分離式熱管換熱器分離式熱管換熱器返回返回2.2.4 熱能的貯存系統(tǒng)熱能的貯存系統(tǒng) 對蒸汽能量進(jìn)行貯存的設(shè)備稱為蓄熱器。實(shí)用的蓄熱對蒸汽能量進(jìn)行貯存的設(shè)備稱為蓄熱器。實(shí)用的蓄熱器是以熱水作為載熱體，將熱能貯存在高壓飽和熱水器是以熱水作為載熱體，將熱能貯存在高壓飽和熱水中，然后利用降壓閃蒸產(chǎn)生蒸汽。中，然后利用降壓閃蒸產(chǎn)生蒸汽。 變壓式蓄熱器：工作壓力變壓式蓄熱器：工作壓力0.52.0mpa；工作溫度；工作溫度200300 針對許多工業(yè)部門（例如造紙、印染、食品、化工、針對許多工業(yè)部門（例如造紙、印染、食品、化工、橡膠等）的用汽設(shè)備對蒸汽的需用量往往是不均衡的，橡膠等

16、）的用汽設(shè)備對蒸汽的需用量往往是不均衡的，波動很大，因此供汽鍋爐負(fù)荷也會變動，蒸汽壓不穩(wěn)，波動很大，因此供汽鍋爐負(fù)荷也會變動，蒸汽壓不穩(wěn)，造成鍋爐工況不穩(wěn)，效率下降，則最適用與采用蓄熱造成鍋爐工況不穩(wěn)，效率下降，則最適用與采用蓄熱器。器。 設(shè)置蓄熱器后，其經(jīng)濟(jì)效益的大小是取決于用汽負(fù)荷設(shè)置蓄熱器后，其經(jīng)濟(jì)效益的大小是取決于用汽負(fù)荷波動的幅度及頻繁程度。波動的幅度及頻繁程度。2.2.蓄冷技術(shù)蓄冷技術(shù) 意義意義 冰蓄冷冰蓄冷 水蓄冷水蓄冷2.2. 載熱體加熱爐載熱體加熱爐 優(yōu)勢優(yōu)勢: 高溫低壓，不用水處理；高溫低壓，不用水處理； 載熱體介質(zhì)：礦物油，鹽；載熱體介質(zhì)：礦物油，鹽； 運(yùn)行注意點(diǎn)：介質(zhì)析

17、碳，受熱面結(jié)焦（例）運(yùn)行注意點(diǎn)：介質(zhì)析碳，受熱面結(jié)焦（例）運(yùn)行時要監(jiān)控盤管進(jìn)出口壓差和溫度運(yùn)行時要監(jiān)控盤管進(jìn)出口壓差和溫度.此此外，礦物油要過濾和補(bǔ)充外，礦物油要過濾和補(bǔ)充2.3熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱目的：提高能源利用率，達(dá)到目的：提高能源利用率，達(dá)到co2減排。減排。 國家規(guī)定國家規(guī)定5萬萬kw以下小型火電機(jī)組要關(guān)閉；但以下小型火電機(jī)組要關(guān)閉；但熱電聯(lián)產(chǎn)可以上（只要總效率大于熱電聯(lián)產(chǎn)可以上（只要總效率大于45%，熱電，熱電比比大于大于1）。改造或新建可選擇）。改造或新建可選擇cfb鍋爐鍋爐 集中供熱：可選擇大容量高效率的鍋爐替代眾集中供熱：可選擇大容量高效率的鍋爐替代眾多低效高

18、污染的小型鍋爐。多低效高污染的小型鍋爐。 在熱電聯(lián)產(chǎn)的建設(shè)中，從以燃煤為主的熱電廠在熱電聯(lián)產(chǎn)的建設(shè)中，從以燃煤為主的熱電廠向燃?xì)獾南蛉細(xì)獾臒帷㈦?、氣三?lián)供熱、電、氣三聯(lián)供熱電廠發(fā)展；分布式熱電廠發(fā)展；分布式熱電冷聯(lián)產(chǎn)也得到迅猛發(fā)展。熱電冷聯(lián)產(chǎn)也得到迅猛發(fā)展。 熱、電、煤氣三聯(lián)供熱、電、煤氣三聯(lián)供 （整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)）（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)）2.4 燃?xì)馊細(xì)庹羝?lián)合循環(huán)蒸汽聯(lián)合循環(huán) 燃?xì)馊細(xì)庹羝?lián)合循環(huán)利用了燃?xì)鈧?cè)高溫吸熱和蒸汽側(cè)蒸汽聯(lián)合循環(huán)利用了燃?xì)鈧?cè)高溫吸熱和蒸汽側(cè)低溫放熱的特點(diǎn)低溫放熱的特點(diǎn),使得聯(lián)合動力裝置的總效率比常規(guī)的使得聯(lián)合動力裝置的總效率比常規(guī)的高參數(shù)純蒸汽動力裝置的效率高參數(shù)純

19、蒸汽動力裝置的效率(最高約為最高約為40%)高得多。高得多。 由于聯(lián)合循環(huán)熱效率達(dá)由于聯(lián)合循環(huán)熱效率達(dá)55%和天然氣中含有大約和天然氣中含有大約25% (重量比重量比)的氫氣這兩個因素，使得天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的氫氣這兩個因素，使得天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠單位發(fā)電量所產(chǎn)生的溫室氣體廠單位發(fā)電量所產(chǎn)生的溫室氣體co2減小了減小了50。 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（igcc-integrated gasification combined cycle）發(fā)電系統(tǒng)，是將煤氣化技術(shù)和高效）發(fā)電系統(tǒng)，是將煤氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進(jìn)動力系統(tǒng)。它由兩大部分組的聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進(jìn)動力系統(tǒng)。它

20、由兩大部分組 成，即煤的氣化與凈化部分和燃?xì)獬?，即煤的氣化與凈化部分和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電部分。部分。 2.5 分布式能源利用系統(tǒng)分布式能源利用系統(tǒng)1、概述、概述2、特點(diǎn)、特點(diǎn)3、分布式區(qū)域冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)、分布式區(qū)域冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)分布式能源利用系統(tǒng)概述分布式能源利用系統(tǒng)概述 當(dāng)前，全世界都在推動第二代能源系統(tǒng)的建設(shè)。第二代能源當(dāng)前，全世界都在推動第二代能源系統(tǒng)的建設(shè)。第二代能源系統(tǒng)具有系統(tǒng)具有6個方面的主要特征：一是燃料的多元化；二是設(shè)個方面的主要特征：一是燃料的多元化；二是設(shè)備的小型化、微型化；三是冷熱電聯(lián)產(chǎn)化；四是網(wǎng)絡(luò)化；五備的小型化、微型化；三是冷熱電聯(lián)產(chǎn)化；四是網(wǎng)絡(luò)化

21、；五是智能控制和信息化管理；六是高標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保水平。是智能控制和信息化管理；六是高標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保水平。 分布式能源系統(tǒng)分布式能源系統(tǒng)(distributed energy system，簡稱，簡稱des)是相是相對于傳統(tǒng)的集中式能量系統(tǒng)對于傳統(tǒng)的集中式能量系統(tǒng)(concentrated energy system,簡簡稱稱ces)而言的。在這個系統(tǒng)中而言的。在這個系統(tǒng)中,集合了分布式供電、制冷、集合了分布式供電、制冷、采暖、生活衛(wèi)生水以及其他形式的熱能于一體采暖、生活衛(wèi)生水以及其他形式的熱能于一體,將發(fā)電系統(tǒng)以將發(fā)電系統(tǒng)以小規(guī)模、分散式布置在用戶附近小規(guī)模、分散式布置在用戶附近,可獨(dú)立地輸出電、熱和

22、冷能可獨(dú)立地輸出電、熱和冷能的系統(tǒng)的系統(tǒng),此系統(tǒng)中的主要部分就是分布式供電和冷熱電聯(lián)產(chǎn)系此系統(tǒng)中的主要部分就是分布式供電和冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)（統(tǒng)（ cooling-heating-power cogeneration，簡稱，簡稱cchp）。）。同時同時,應(yīng)用最新的信息化和智能化技術(shù)管理和控制系統(tǒng)應(yīng)用最新的信息化和智能化技術(shù)管理和控制系統(tǒng),以實(shí)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、智能化、經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的目的?，F(xiàn)系統(tǒng)化、智能化、經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的目的。 “高參數(shù)、大機(jī)組、大電網(wǎng)高參數(shù)、大機(jī)組、大電網(wǎng)”集中式供電將仍然集中式供電將仍然長期是我國電力發(fā)展的主要方向，小微型分布式長期是我國電力發(fā)展的主要方向，小微型分布式電源是集中式電源系統(tǒng)的

23、重要補(bǔ)充。它增加了電電源是集中式電源系統(tǒng)的重要補(bǔ)充。它增加了電網(wǎng)的質(zhì)量和可靠性。網(wǎng)的質(zhì)量和可靠性。 小型或微型燃?xì)廨啓C(jī)小型或微型燃?xì)廨啓C(jī)cchp分布式電源總能效高；分布式電源總能效高；總投資（含輸變電設(shè)備等）與大型集中式電源相總投資（含輸變電設(shè)備等）與大型集中式電源相當(dāng)或略低；燃機(jī)性能好，運(yùn)行可靠，大修期長；當(dāng)或略低；燃機(jī)性能好，運(yùn)行可靠，大修期長；具有很好的經(jīng)濟(jì)性。具有很好的經(jīng)濟(jì)性。 天然氣是比輕柴油還要潔凈、低炭的優(yōu)質(zhì)燃料，且天然氣是比輕柴油還要潔凈、低炭的優(yōu)質(zhì)燃料，且可比價格與輕柴油相當(dāng)，通過綜合梯級利用可獲得可比價格與輕柴油相當(dāng)，通過綜合梯級利用可獲得更高經(jīng)濟(jì)效益。小型或微小型更高經(jīng)濟(jì)

24、效益。小型或微小型燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)cchp分布分布式電源系統(tǒng)正是天然氣利用的最好模式之一。式電源系統(tǒng)正是天然氣利用的最好模式之一。 歐美國家小微型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品成熟，性能好；與同歐美國家小微型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品成熟，性能好；與同容量柴油機(jī)分布式電源相比，小微型燃?xì)廨啓C(jī)分布容量柴油機(jī)分布式電源相比，小微型燃?xì)廨啓C(jī)分布式電源還具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行可靠性高、低噪音、式電源還具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行可靠性高、低噪音、低振動等多方面優(yōu)勢。它是分布式電源的首選主機(jī)。低振動等多方面優(yōu)勢。它是分布式電源的首選主機(jī)。 冷熱電聯(lián)產(chǎn)冷熱電聯(lián)產(chǎn)(cchp)是一種建立在能量梯級利用概念基礎(chǔ)上,通過能量梯級利用原理,使鍋爐(或其他熱工設(shè)

25、備)產(chǎn)生的具有高品位的熱能蒸汽通過汽輪機(jī)發(fā)電,同時冬季利用燃汽輪機(jī)抽汽或排汽向用戶供熱,夏季利用吸收式制冷機(jī)向用戶供冷以及全年提供衛(wèi)生熱水或其它用途的熱能的一體化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。 冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是以下系統(tǒng)的集成:發(fā)電設(shè)備、熱工系統(tǒng)、鍋爐或蓄熱系統(tǒng)、通風(fēng)/室內(nèi)空氣品質(zhì)系統(tǒng)以及建筑控制和系統(tǒng)集成技術(shù)。發(fā)展發(fā)展cchp系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(1)發(fā)展發(fā)展cchp系統(tǒng)有助于提高能源利用率系統(tǒng)有助于提高能源利用率 cchp系統(tǒng)可大幅度提高能源利用率系統(tǒng)可大幅度提高能源利用率,其能其能 源綜合利用率可達(dá)到源綜合利用率可達(dá)到80%90%。 (2)發(fā)展發(fā)展cchp系統(tǒng)有助于環(huán)境的保護(hù)系統(tǒng)有助于環(huán)境的保

26、護(hù) cchp系統(tǒng)系統(tǒng)co2排放僅為傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的排放僅為傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的 30%50%。 (3)發(fā)展發(fā)展cchp系統(tǒng)有助于緩解電力高峰負(fù)荷系統(tǒng)有助于緩解電力高峰負(fù)荷(4)發(fā)展發(fā)展cchp系統(tǒng)可以提高供電安全性系統(tǒng)可以提高供電安全性分布式區(qū)域冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)分布式區(qū)域冷熱電聯(lián)供系統(tǒng) 分布式區(qū)域冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的功能與傳統(tǒng)冷熱電聯(lián)供相同，分布式區(qū)域冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的功能與傳統(tǒng)冷熱電聯(lián)供相同，均可向周邊區(qū)域提供冷、熱和電力，但由于其相對獨(dú)立，因均可向周邊區(qū)域提供冷、熱和電力，但由于其相對獨(dú)立，因此又稱為此又稱為“能源島系統(tǒng)能源島系統(tǒng)”（簡稱（簡稱“能源島能源島”）。在能源島中，）。在能源島中，發(fā)電系統(tǒng)以小規(guī)

27、模（數(shù)千瓦至數(shù)兆瓦），分散布置的方式建發(fā)電系統(tǒng)以小規(guī)模（數(shù)千瓦至數(shù)兆瓦），分散布置的方式建在用戶附近，獨(dú)立地輸出電、熱或冷。在用戶附近，獨(dú)立地輸出電、熱或冷。 天然氣能源島系統(tǒng)的核心是熱電轉(zhuǎn)換裝置與熱冷轉(zhuǎn)換裝置，天然氣能源島系統(tǒng)的核心是熱電轉(zhuǎn)換裝置與熱冷轉(zhuǎn)換裝置，就我國現(xiàn)有的技術(shù)條件看，關(guān)鍵技術(shù)在于小型或微型的熱電就我國現(xiàn)有的技術(shù)條件看，關(guān)鍵技術(shù)在于小型或微型的熱電轉(zhuǎn)換裝置。如前所述，國際上現(xiàn)已投入商業(yè)化運(yùn)用的能源島。轉(zhuǎn)換裝置。如前所述，國際上現(xiàn)已投入商業(yè)化運(yùn)用的能源島。 設(shè)設(shè) 備備項(xiàng)項(xiàng) 目目 bowman tg80型微型燃機(jī)型微型燃機(jī)燃?xì)忮仩t燃?xì)忮仩t前置循環(huán)前置循環(huán) 回?zé)嵫h(huán)回?zé)嵫h(huán)提供熱功

28、率提供熱功率 kw 420 150 420設(shè)備供暖面積設(shè)備供暖面積 m2 8400 3000 8400設(shè)備利用小時設(shè)備利用小時 h 6500 6500 6500年供熱收入年供熱收入 元元 / 年年451,526.72161,259.54451,526.72燃機(jī)發(fā)電效率燃機(jī)發(fā)電效率 % 14 26 0燃機(jī)發(fā)電量燃機(jī)發(fā)電量 kw 80 80 0發(fā)電系統(tǒng)凈出力發(fā)電系統(tǒng)凈出力 kw 72.9 76.2 0年供電收入年供電收入(電價以電價以0. 52元元 / kwh)246,402.00元元/ 年年257,556.00元元/ 年年 0天然氣消耗量天然氣消耗量 m3/ h59.0 31.8 48.17年燃

29、料費(fèi)用年燃料費(fèi)用(天然氣價按天然氣價按 1. 4元元 / m3)536,900.00元元/ 年年289,380.00元元/ 年年438,381.65千瓦運(yùn)行費(fèi)千瓦運(yùn)行費(fèi) 元元 / kw0.05 0.05 0運(yùn)行維護(hù)費(fèi)運(yùn)行維護(hù)費(fèi) 元元 / 年年23,692.5024,765.0025,000.00收收 益益 元元 / 年年137,336.22104,670.54 - 11,854.93 (虧虧)千瓦造價千瓦造價 元元 / kw 6,972.00 5,162.60 /設(shè)備投資回收周期設(shè)備投資回收周期 年年 4.06 3.95 -2.6 建筑節(jié)能建筑節(jié)能1、我國建筑能耗現(xiàn)狀2、我國建筑節(jié)能工作現(xiàn)狀3

30、、建筑節(jié)能技術(shù)我國建筑能耗現(xiàn)狀我國建筑能耗現(xiàn)狀 我國建筑能耗高首先體現(xiàn)在耗量大。年前我國建筑能耗總量達(dá)億噸億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全社會總能耗的。 建筑能耗高的另一個原因是能效低。整個供熱系統(tǒng)綜合效率遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的水平。公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的綜合運(yùn)行效率也較低。特別是我國建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能普遍較差，與氣候條件接近的發(fā)達(dá)國家相關(guān)指標(biāo)對比，我國建筑外墻、屋頂、門窗傳熱系數(shù)和空氣滲透率要高出幾倍。我國建筑節(jié)能工作現(xiàn)狀我國建筑節(jié)能工作現(xiàn)狀 目前我國的建筑節(jié)能工作主要圍繞提高建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能和提高供熱制冷系統(tǒng)效率兩個方面展開。 近幾年又在太陽能、風(fēng)能、地?zé)?、生物質(zhì)能等新能源和可再生能源的利用方

31、面開展了一些工作。建筑節(jié)能技術(shù)建筑節(jié)能技術(shù) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能成套技術(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能成套技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展適用于不同氣候條件的各種節(jié)能墻體、屋頂以及門窗，特別是外墻外保溫技術(shù)和高效節(jié)能窗技術(shù)，包括用粘貼、釘掛、澆入和涂抹等方法固定高效保溫材料的多種外墻外保溫技術(shù)，以及采用中空密封玻璃、低發(fā)射率玻璃、充惰性氣體玻璃以及斷橋合金窗框、復(fù)合塑料窗框和活動外遮陽簾等多種節(jié)能窗技術(shù)。開發(fā)各種新型高效節(jié)能墻體材料、保溫隔熱材料和高性能建筑玻璃及其應(yīng)用技術(shù)。2.7 清潔、高效新型燃料清潔、高效新型燃料 清潔燃料型二甲醚清潔燃料型二甲醚 甲醇及醇醚燃料甲醇及醇醚燃料清潔燃料型二甲醚清潔燃料型二甲醚 二甲醚簡稱二甲醚簡稱dm

32、e (dimethy ether),dme在常溫常壓下為無色無味氣體。因其良好的理化性質(zhì),可廣泛地應(yīng)用于化工、日化、醫(yī)藥和制冷等行業(yè)。近幾年更因其燃燒性能好、清潔、辛烷值高、動力性能好污染少等特性,用于車用替代燃料,具有天然氣、甲醇、丙烷、丁烷、柴油等不可比擬的綜合優(yōu)勢。甲醇及醇醚燃料甲醇及醇醚燃料 甲醇及醇醚燃原料來源豐富，有害排放物少，機(jī)動好，正在逐步進(jìn)入現(xiàn)有的車用燃料市場。 甲醇可由合成氣合成，煤炭、石油、天然氣、沼氣、生物質(zhì)等均可轉(zhuǎn)化為合成氣，因此，甲醇原料來源十分廣泛。甲醇可由22合成，在使用時，又可利用發(fā)動機(jī)余熱重整為22。利用核能或太陽能，二氧化碳和氫氣合成為甲醇，在發(fā)動機(jī)中，甲

33、醇先重整為二氧化碳和氫氣，氫氣可以作為發(fā)動機(jī)的燃料。 甲醇的抗爆震性能好，其辛烷值超過110，甲醇可以部分地代替芳烴作為汽油的辛烷值增進(jìn)劑，從而降低汽油中芳烴的含量。3. 可再生能源可再生能源3.1 太陽能太陽能3.2 地?zé)崮艿責(zé)崮?.3 海洋能海洋能3.4 沼氣沼氣太陽能及其利用方式太陽能及其利用方式 目前對太陽能的利用主要是通過兩條途徑:光熱利用和光電利用光熱利用和光電利用。 光熱利用光熱利用包括太陽能熱水器和熱水工程以及太陽能的吸附式制冷等。 光電利用光電利用現(xiàn)階段主要是直接利用,即采用太陽能電池進(jìn)行光電的直接轉(zhuǎn)換。 利用太陽能加熱工質(zhì),驅(qū)動熱力機(jī)械循環(huán)做功發(fā)電,是太陽能光電轉(zhuǎn)換的第二種

34、方式。地?zé)崮芾梅绞降責(zé)崮芾梅绞?直接利用溫泉或熱水井的熱水供溫室或供暖用直接利用溫泉或熱水井的熱水供溫室或供暖用 建立地?zé)犭娬巨D(zhuǎn)換成電能建立地?zé)犭娬巨D(zhuǎn)換成電能 （1）利用干燥的過熱蒸汽和高溫水發(fā)電）利用干燥的過熱蒸汽和高溫水發(fā)電 （2）利用中等溫度（）利用中等溫度（100）水通過雙流體循）水通過雙流體循 環(huán)發(fā)電設(shè)備發(fā)電環(huán)發(fā)電設(shè)備發(fā)電 3.3 海洋能海洋能 海洋能海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發(fā)能量，這些能量以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在于海洋之中。 海水溫差能海水溫差能是熱能，低緯度的海面水溫較高，與深層冷水存在溫度差，而儲存著溫差熱能

35、，其能量與溫差的大小和水量成正比。 潮汐、潮流，海流、波浪能潮汐、潮流，海流、波浪能都是機(jī)械能。4. 辨別辨別節(jié)能技術(shù)節(jié)能技術(shù)中的偽科學(xué)中的偽科學(xué)4.1 依據(jù)依據(jù): 能量守恒與轉(zhuǎn)換定律能量守恒與轉(zhuǎn)換定律; 物質(zhì)不滅定律物質(zhì)不滅定律;4.2 例子例子:1) 納米油或納米油添加劑可大大提高效率納米油或納米油添加劑可大大提高效率 油的發(fā)熱量是其分子中油的發(fā)熱量是其分子中c和和h完全燃燒放出來完全燃燒放出來的，是可以精確算出的。現(xiàn)代燃燒器燃燼率已很的，是可以精確算出的。現(xiàn)代燃燒器燃燼率已很高，額外熱量哪里來！？高，額外熱量哪里來??？納米：納米：1nm = 10 9 m, 是原子或分子級大小，加入是原子或分子級大小，加入后能源使單位發(fā)熱量提高嗎？后能源使單位發(fā)熱量提高嗎？2） 關(guān)于重油摻水燃燒技術(shù)關(guān)于重油摻水燃燒技術(shù) 200