熱轉換與利用中節(jié)能技術俞建洪集美大學2005年4月

1、 熱能轉換與利用中的節(jié)能技術熱能轉換與利用中的節(jié)能技術俞建洪集集 美美 大大 學學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. 熱能轉換與利用中的節(jié)能技術熱能轉換與利用中的節(jié)能技術3. 可再生能源可再生能源4. 辨別辨別節(jié)能技術節(jié)能技術中的偽科學中的偽科學5.總結總結 . 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.熱力學第一定律和熱力學第二定律熱力學第一定律和熱力學第二定律.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.設備熱平衡設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、地熱能等。1.2 熱力學第一定律和熱力學第二定律熱力學第一定律和熱力學第二定律自然界基本定律：能量守恒與轉換定律自然界基本定律：能量守恒與轉換定律 熱力學第一定律熱力學第一定律是能量守恒與轉換定律在熱現(xiàn)象上的應用，它揭示了能量在量上的特性。 熱力學第二定律熱力學第二定律涉及能量傳遞的方向和深度的問題，是能量在質上的特性。所謂能的質量是指能的品位或能的可用性。能量在其傳遞或轉換過程中，品質是逐漸降低的，即能量貶值。 能量在數(shù)量上的守恒性和在質量上的貶值性能量在數(shù)量上的守

3、恒性和在質量上的貶值性（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第一定律基礎上的能量分析方法，主要考察系統(tǒng)熱量的平衡關系，揭示能在數(shù)量上的轉換和利用情況，從而確定系統(tǒng)的能利用率或能效率（熱效率）。1.4 設備熱平衡設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.熱能轉換與利用中的節(jié)能技術熱能轉換與利用中的節(jié)能技術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)產和集中供熱熱電聯(lián)產和集中供熱2.4 燃氣燃氣蒸汽聯(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；污染嚴重。污染嚴重。 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，控制過量空氣系數(shù)，熱風；合理配風，控制過量空氣系數(shù)，熱風；二次風。二次風。.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，大約達含碳量高，大約達25%。* 措施：措施：設計時選擇合適的流化氣速，爐膛高度，保證煤顆設計時選擇合適的流化氣速，爐膛高度，保證煤顆粒在爐內獲得充足的停留時間；粒在爐內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; 要正確設計燃料破碎系統(tǒng)要正確設計燃料破

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：由于先進的燃燒器和成熟的本體設計，柴油對于油爐：由于先進的燃燒器和成熟的本體設計，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。 如果本體設計有缺陷，排煙溫度過高，可根據(jù)燃燒如果本體設計有缺陷，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下來，回收其熱量，就能較大幅度地提高的水蒸氣凝結下來，回收其熱量，就能較大幅度地提高鍋爐熱效率。鍋爐熱效率。 重油燃燒技術重油燃燒技術目的：提高霧化質量，降低目的：提高霧化質量，降低q4和顆粒物排放和顆粒物排放 霧化技術霧化技術: 轉杯霧化和氣泡霧化轉杯霧化和氣泡霧化 降低黏度降低黏度: 預熱或摻適量輕油預熱或摻適量輕油 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 ( 見結構圖見結構圖 )轉杯霧化技術轉杯霧化技術 6500/min 高速旋轉的轉杯高速旋轉的轉杯 -離心力作用導致油膜越來越薄離心力作用導致油膜越來越薄 高壓高壓(由高速旋轉葉片升壓至由高速旋轉葉片升壓至000mmh2o 以上，風速達以上，風速達100m/s)的一次風的一次風(風風量的量的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。氣泡霧化噴嘴技術氣泡霧化噴嘴技術氣泡霧化噴嘴技術是用氣泡作為霧化的動力，利用氣泡的產生、運動、變形直到出口爆破來產非常細小的液霧。主要特點為:（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99.5%以上，燃燒產物中污染物低于國家環(huán)保局規(guī)定的各項指標；（4）火焰長度、火焰錐角、火焰形狀及噴油量可按用戶要求設計；（5）燃燒器不結焦、不堵塞；（6）火焰剛性強，噴射速度高；（7）霧化效果不隨流量大小影響，流量調節(jié)比大，可達1:5天然氣是優(yōu)質低碳燃料天然氣是優(yōu)質低碳燃料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；結論：結論： 在在ch4中，氫對天然氣熱值的貢獻大于炭。中，氫對天然氣熱值的貢獻大于炭。 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下來，凝結水的汽化潛熱得以回收利用，凝

12、結下來，凝結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為基準計算的熱效率為基準計算的熱效率可能達到或超過可能達到或超過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算可得，每凝結根據(jù)陜北天然氣的定量計算可得，每凝結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 熱管和熱泵技術熱管和熱泵技術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，還要看質量。衡量余熱資源不僅要看數(shù)量，還要看質量。 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）預熱空氣或煤氣）預熱空氣或煤氣（2）預熱或干燥物料）預熱或干燥物料（3）生產蒸汽或熱水）生產蒸汽或熱水（3）余熱制冷，作為吸收式制冷機的熱源）余熱制冷，作為吸收式制冷機的熱源 余熱發(fā)電余熱發(fā)電（1）利用余熱鍋爐產生蒸

14、汽，按凝汽式機組循）利用余熱鍋爐產生蒸汽，按凝汽式機組循 環(huán)或背壓式供熱機組循環(huán)發(fā)電環(huán)或背壓式供熱機組循環(huán)發(fā)電（2）以高溫余熱作為燃氣輪機工質的熱源）以高溫余熱作為燃氣輪機工質的熱源（3）采用低沸點工質回收中低溫余熱）采用低沸點工質回收中低溫余熱2.2.3熱管技術熱管技術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：很高的傳熱能力；很強鋼水熱管的特點：很高的傳熱能力；很強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?余熱回收中的應用舉例：余熱回收中的應用舉例：（1）熱管開水器）熱管開水器（2）熱管空氣預熱器或熱管省煤器

15、）熱管空氣預熱器或熱管省煤器 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) 對蒸汽能量進行貯存的設備稱為蓄熱器。實用的蓄熱對蒸汽能量進行貯存的設備稱為蓄熱器。實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生蒸汽。中，然后利用降壓閃蒸產生蒸汽。 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）的用汽設備對蒸汽的需用量往往是不均衡的，橡膠等

16、）的用汽設備對蒸汽的需用量往往是不均衡的，波動很大，因此供汽鍋爐負荷也會變動，蒸汽壓不穩(wěn)，波動很大，因此供汽鍋爐負荷也會變動，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。 設置蓄熱器后，其經濟效益的大小是取決于用汽負荷設置蓄熱器后，其經濟效益的大小是取決于用汽負荷波動的幅度及頻繁程度。波動的幅度及頻繁程度。2.2.蓄冷技術蓄冷技術 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：礦物油，鹽；載熱體介質：礦物油，鹽； 運行注意點：介質析

17、碳，受熱面結焦（例）運行注意點：介質析碳，受熱面結焦（例）運行時要監(jiān)控盤管進出口壓差和溫度運行時要監(jiān)控盤管進出口壓差和溫度.此此外，礦物油要過濾和補充外，礦物油要過濾和補充2.3熱電聯(lián)產和集中供熱熱電聯(lián)產和集中供熱目的：提高能源利用率，達到目的：提高能源利用率，達到co2減排。減排。 國家規(guī)定國家規(guī)定5萬萬kw以下小型火電機組要關閉；但以下小型火電機組要關閉；但熱電聯(lián)產可以上（只要總效率大于熱電聯(lián)產可以上（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)產的建設中，從以燃煤為主的熱電廠在熱電聯(lián)產的建設中，從以燃煤為主的熱電廠向燃氣的向燃氣的熱、電、氣三聯(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)產也得到迅猛發(fā)展。熱電冷聯(lián)產也得到迅猛發(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 燃氣燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)蒸汽聯(lián)合循環(huán) 燃氣燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)利用了燃氣側高溫吸熱和蒸汽側蒸汽聯(lián)合循環(huán)利用了燃氣側高溫吸熱和蒸汽側低溫放熱的特點低溫放熱的特點,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)熱效率達由于聯(lián)合循環(huán)熱效率達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)電量所產生的溫室氣體廠單位發(fā)電量所產生的溫室氣體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)，是將煤氣化技術和高效）發(fā)電系統(tǒng)，是將煤氣化技術和高效的聯(lián)合循環(huán)相結合的先進動力系統(tǒng)。它由兩大部分組的聯(lián)合循環(huán)相結合的先進動力系統(tǒng)。它

20、由兩大部分組 成，即煤的氣化與凈化部分和燃氣成，即煤的氣化與凈化部分和燃氣-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、特點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 當前，全世界都在推動第二代能源系統(tǒng)的建設。第二代能源當前，全世界都在推動第二代能源系統(tǒng)的建設。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；二是設個方面的主要特征：一是燃料的多元化；二是設備的小型化、微型化；三是冷熱電聯(lián)產化；四是網絡化；五備的小型化、微型化；三是冷熱電聯(lián)產化；四是網絡化

21、；五是智能控制和信息化管理；六是高標準的環(huán)保水平。是智能控制和信息化管理；六是高標準的環(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,可獨立地輸出電、熱和

22、冷能可獨立地輸出電、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)產系統(tǒng)（統(tǒng)（ cooling-heating-power cogeneration，簡稱，簡稱cchp）。）。同時同時,應用最新的信息化和智能化技術管理和控制系統(tǒng)應用最新的信息化和智能化技術管理和控制系統(tǒng),以實以實現(xiàn)系統(tǒng)化、智能化、經濟最優(yōu)的目的?，F(xiàn)系統(tǒng)化、智能化、經濟最優(yōu)的目的。 “高參數(shù)、大機組、大電網高參數(shù)、大機組、大電網”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、重要補充。它增加了電電源是集中式電源系統(tǒng)的重要補充。它增加了電網的質量和可靠性。網的質量和可靠性。 小型或微型燃氣輪機小型或微型燃氣輪機cchp分布式電源總能效高；分布式電源總能效高；總投資（含輸變電設備等）與大型集中式電源相總投資（含輸變電設備等）與大型集中式電源相當或略低；燃機性能好，運行可靠，大修期長；當或略低；燃機性能好，運行可靠，大修期長；具有很好的經濟性。具有很好的經濟性。 天然氣是比輕柴油還要潔凈、低炭的優(yōu)質燃料，且天然氣是比輕柴油還要潔凈、低炭的優(yōu)質燃料，且可比價格與輕柴油相當，通過綜合梯級利用可獲得可比價格與輕柴油相當，通過綜合梯級利用可獲得更高經濟效益。小型或微小型更高經濟

24、效益。小型或微小型燃氣輪機燃氣輪機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。 歐美國家小微型燃氣輪機產品成熟，性能好；與同歐美國家小微型燃氣輪機產品成熟，性能好；與同容量柴油機分布式電源相比，小微型燃氣輪機分布容量柴油機分布式電源相比，小微型燃氣輪機分布式電源還具有結構緊湊、運行可靠性高、低噪音、式電源還具有結構緊湊、運行可靠性高、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。低振動等多方面優(yōu)勢。它是分布式電源的首選主機。 冷熱電聯(lián)產冷熱電聯(lián)產(cchp)是一種建立在能量梯級利用概念基礎上,通過能量梯級利用原理,使鍋爐(或其他熱工設

25、備)產生的具有高品位的熱能蒸汽通過汽輪機發(fā)電,同時冬季利用燃汽輪機抽汽或排汽向用戶供熱,夏季利用吸收式制冷機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)產系統(tǒng)。 冷熱電聯(lián)產系統(tǒng)冷熱電聯(lián)產系統(tǒng)是以下系統(tǒng)的集成:發(fā)電設備、熱工系統(tǒng)、鍋爐或蓄熱系統(tǒng)、通風/室內空氣品質系統(tǒng)以及建筑控制和系統(tǒng)集成技術。發(fā)展發(fā)展cchp系統(tǒng)的優(yōu)點系統(tǒng)的優(yōu)點(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 源綜合利用率可達到源綜合利用率可達到80%90%。 (2)發(fā)展發(fā)展cchp系統(tǒng)有助于環(huán)境的保護系統(tǒng)有助于環(huán)境的保

26、護 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荷系統(tǒng)有助于緩解電力高峰負荷(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，但由于其相對獨立，因均可向周邊區(qū)域提供冷、熱和電力，但由于其相對獨立，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，獨立地輸出電、熱或冷。在用戶附近，獨立地輸出電、熱或冷。 天然氣能源島系統(tǒng)的核心是熱電轉換裝置與熱冷轉換裝置，天然氣能源島系統(tǒng)的核心是熱電轉換裝置與熱冷轉換裝置，就我國現(xiàn)有的技術條件看，關鍵技術在于小型或微型的熱電就我國現(xiàn)有的技術條件看，關鍵技術在于小型或微型的熱電轉換裝置。如前所述，國際上現(xiàn)已投入商業(yè)化運用的能源島。轉換裝置。如前所述，國際上現(xiàn)已投入商業(yè)化運用的能源島。 設設 備備項項 目目 bowman tg80型微型燃機型微型燃機燃氣鍋爐燃氣鍋爐前置循環(huán)前置循環(huán) 回熱循環(huán)回熱循環(huán)提供熱功

28、率提供熱功率 kw 420 150 420設備供暖面積設備供暖面積 m2 8400 3000 8400設備利用小時設備利用小時 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燃機發(fā)電效率燃機發(fā)電效率 % 14 26 0燃機發(fā)電量燃機發(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、料費用年燃料費用(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438,381.65千瓦運行費千瓦運行費 元元 / kw0.05 0.05 0運行維護費運行維護費 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 /設備投資回收周期設備投資回收周期 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億噸億噸標準煤，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)綜合效率遠低于發(fā)達國家的水平。公共建筑中央空調系統(tǒng)的綜合運行效率也較低。特別是我國建筑圍護結構保溫隔熱性能普遍較差，與氣候條件接近的發(fā)達國家相關指標對比，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結構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、風能、地熱、生物質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)能技術建筑節(jié)能技術 圍護結構節(jié)能成套技術圍護結構節(jié)能成套技術重點發(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和高效節(jié)能窗技術，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，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、復合塑料窗框和活動外遮陽簾等多種節(jié)能窗技術。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用技術。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,可廣泛地應用于化工、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，機動好，正在逐步進入現(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、生物質等均可轉化為合成氣，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 地熱能地熱能3.3 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行光電的直接轉換。 利用太陽能加熱工質,驅動熱力機械循環(huán)做功發(fā)電,是太陽能光電轉換的第二種

34、方式。地熱能利用方式地熱能利用方式 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 建立地熱電站轉換成電能建立地熱電站轉換成電能 （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)電設備發(fā)電環(huán)發(fā)電設備發(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、波浪能都是機械能。4. 辨別辨別節(jié)能技術節(jié)能技術中的偽科學中的偽科學4.1 依據(jù)依據(jù): 能量守恒與轉換定律能量守恒與轉換定律; 物質不滅定律物質不滅定律;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） 關于重油摻水燃燒技術關于重油摻水燃燒技術 200