目 录

第一章 能源现状与节能

第一节 能源的分类与作用

第二节 能源的现状与前景

第三节 燃气能源在现代化城市中的作用

第四节 节能概论

第二章 节能的基本原理

第一节 能量的质和量的分析

第二节 热平衡、热效率及热能利用率

第三节 火用平衡及火用效率

第四节 燃气工业炉的热平衡和火用平衡的计算

第三章 节能型燃烧技术与燃烧装置

第一节 平焰燃烧

第二节 高速燃烧

第三节 浸没燃烧

第四节 催化燃烧

第五节 脉冲燃烧

第六节 其他节能型燃烧装置

第四章 余热回收技术

第一节 余热回收利用概论

第二节 余热回收用热交换器

第三节 余热锅炉

第四节 吸收式制冷机与热泵

第五节 余热的动力转换技术

第六节 蓄热技术

第五章 燃气工程节能新技术

第一节 LNG冷热利用技术

第二节 燃气工业炉的节能

第三节 燃气空调技术

第四节 燃料电池

第六章 节能经济技术分析

第一节 经济技术分析的基本要素

第二节 节能技术经济分析常用方法

参考文献

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内容提要

能源是人类社会现代化的重要物质基础。如何节约能源，是能源消耗日益增长的当今的重

大课题。本书着重论述燃气节能技术，内容主要包括能源现状与节能、节能的基本原理、节能型

燃烧技术与装置、余热回收技术、燃气工程节能新技术以及节能经济技术分析。

本书可作为大专院校热能工程和能源等有关专业的教学用书，也可供各级能源管理人员和

从事节能工作的工程技术人员参考。

《节能与节能技术》由王为术等人编著，在介绍能源和节能形势的基础上，阐述了提高能源利用效率的原理、技术、装置设备和节能监测审计。全书共分9章，包括绪论、节能热学基础、能量分析与节能评价、工业节能监测与审计、热电联合生产、燃气一蒸汽联合循环、余热与余热利用、工业废气余热利用装置和电厂节能技术。

《节能与节能技术》可作为能源动力、化工、冶金、建材、机械等专业本科生与研究生的教材，也可作为节能工程技术人员的参考书。

发电节能技术燃煤发电过程中常用的节能技术

①IGCC节能技术

IGCC（整体煤气化联合循环发电系统）技术具有高效及清洁的特点，能有效减少燃煤发电能耗，在燃煤发电领域中得到了广泛应用。在应用 IGCC技术的过程中可对含碳燃料，包括重渣油、石油焦、生物质及煤炭等进行气化处理，经过气化处理后将会得到可用于发电的合成气，在发电前需对合成气进行净化处理，以确保蒸汽、燃气可实现联合循环。IGCC技术的机组设备主要包括两大部分，第一部分中的设备有煤气净化装置、空分设备及气化炉等，余热锅炉、燃气轮机系统及蒸汽轮机系统则属于另一部分。从 IGCC技术的发电设备制造与系统构成角度来看，该发电技术融合了燃煤发电系统中的多种先进技术，能优化集成燃气轮机循环技术、煤气净化工艺、煤气化工艺及空气分离工艺等。因此可优化整个发电系统的运行状态，同时可梯级利用燃煤化学能，减少燃煤能耗，具有减少污染物如

②煤粉炉节能运行技术

煤粉炉是常用的火力发电设备，该设备的燃烧效率较高，因此被许多发电厂引进使用。煤炭质量、煤种波动等外界因素可对煤粉炉运行质量产生影响，在煤炭质量降低时还可能导致设备无法正常运行，进而造成设备燃烧效率降低，这样就会增加用电量，不利于节能。因此，可根据发电要求对煤粉炉运行状态进行适当调整或改造锅炉设计结构，以实现节能运行。以300MW煤粉炉为例，为实现节能运行，则可合理调整送风量、引风量。在调节引风量时需要考虑煤粉炉运行负荷情况，在需增加煤粉炉运行负荷时，应提前加大引风量，以免造成炉膛内部出现正压，加大引风量之后才能增加燃料量与送风量，以提高燃料利用率及确保煤粉炉实现节能运行。在降低煤粉炉的运行负荷前，先将送风量与燃料量减少，随后再将引风量减少。在调整煤粉炉送风量时应将氧量作为参考依据，确保送风后煤粉炉中氧量为3%～6%；同时在送风后观察火焰变化情况，如火焰处于炽白刺眼状态或暗红不稳状态，则表明风量不合理，需及时调整送风量。在煤粉炉改造方面，首先可优化选择煤粉炉的型号，在发电时采用性能相对稳定，燃烧效率较高的W型火焰炉或R型火焰炉，同时采用反向切圆、反吹风等方法优化射流配置，或将烟气回流装置安装在燃烧器出口处等，确保煤粉在局部富集，并在燃烧过程中充分利用火热。此外，可通过改造煤粉炉辅助设备，如磨煤机等确保煤粉炉实现节能运行。

发电节能技术燃煤发电节能技术的应用

以青海华电大通发电有限公司中的燃煤发电机组为例，深入分析节能技术的应用情况。该公司中的1号发电机组与2号发电机组煤粉炉存在粉管积粉及堵管问题，且炉渣含碳量较高，不但会对机组安全运行构成威胁，还会导致煤粉化学能利用率降低，不利于实现节能。对煤粉炉进行检修后发现其辅助设备磨煤机中的分离器存在设计缺陷，因此为使煤粉炉实现节能运行，决定适当改造及优化分离器的设计形式。该公司采用的锅炉为悬吊式、单炉膛及平衡通风亚临界汽包炉，机组容量为 2×300 MW。煤粉炉中配备的磨煤机为BBD 4054型，共为 6 台，分离器共为 6 台。分离器的直径为 290 cm，出口温度为70 ℃，入口温度为 330 ℃，出口风压为 2.8kPa，入口风压为 9.2kPa，总风压为 12.4kPa，一次风温为70 ℃，一次风速为 24m/s。磨煤机的电机型号为YTM710- 6，额定出力为54t/h，额定电流为163A，额定电压为6000V，额定功率为1300kW，煤粉细度在18%～20%之间。

①分离器存在的问题

由于分离器与磨煤机不属于同一生产厂家的产品，在使用过程中难以实现配套，主要表现为分离器实际容积过大，利用率偏低，且在工作过程中需克服较大阻力，在燃煤杂质含量较大时，分离器极容易发生堵塞问题，且分离煤粉效果不理想。同时需增大磨煤机负荷才能有效分离煤粉，造成能耗量增加 。另一方面，分离器在回粉过程中入口气流可将帘板吹起，造成含尘气流进入到帘板下部内椎体中，内椎体中煤粉无法得到有效分离，直接进入到风管道当中，因此炉膛中煤粉均匀性就会受到影响，粗大颗粒煤粉比例增加，造成燃烧效率明显降低。

②分离器的节能改造

1）需对分离器进行合理选型。合理选择分离器的目的在于有效调节煤粉细度，降低循环倍率、减少分离后粗大颗粒所占比例，进而提高燃烧效率与实现节能 。由于磨煤机的风量为 80 t/h，风煤比为1.4，出力为 55t，出口温度为70℃，因此将分离器煤粉细度调整为15%，选择直径为310cm的分离器。

2）选择好与磨煤机运行工况相符合的分离器后，采用以下方法进行安装：在粉管入口与磨煤机的出口之间安装好分离器，同时适当增加挡板角度，以便加快分离器流速；根据煤粉炉运行需要适当增加回粉管直径，以避免回粉管出现堵塞，还将耐磨性能良好的陶瓷粘贴于椎体内侧，以增强分离器抗磨损能力，进而起到改善运行工况及节约煤炭能源的作用。

煤炭资源具有不可再生的特点，提高煤炭资源利用率有助于保证能源供应稳定性，同时可减轻使用煤炭能源时产生的大气污染。在火力发电中需使用大量煤炭，因此要注重应用节能发电技术，包括IGCC节能技术及空冷节能技术。此外，在应用节能技术的过程中重视强化发电节能管理，如在启动发电机组时应做到连续监督大气疏水过程，从而降低启动机组时的能耗。

节能技术政策是在特定区域和时期内节能技术应达到的目标、水平和途径的政策规定。根据节能法规和产业政策，从合理利用和节约能源的角度出发，由能源管理部门指定。用以在当前及今后一段时期内，对企业的工艺、技术和装备进行分类、分期指导。一般分为开发、推广、限制和淘汰等几类。是在节能技术方面国家实施宏观控制的一项主要政策措施。