登陆注册
2788000000010

第10章 生产环节的节能减排(2)

在选择电动机时不仅要考虑驱动机械负载和使其加速所需的电机容量,还应根据生产环境选择相应的电机防护等级。另外,由于这时电机不是由电网供电,而是由变频器供电(即在变频调速运行时,大部分时间里该电动机不是工作在该电机设计制造的额定工况),会带来谐波、电磁干扰,也许会出现局部过电压、过电流等问题。同时让变频器尽量减少谐波、电磁干扰等带来的影响也是应该考虑的。

9.电动机的正确运用

合理选择和使用电动机,确定最佳运行方式降低电动机的能量损耗是提高电动机运行效率的最基本的方法。在选用电动机时,应首先选择电动机形式和功率及各种技术参数,使它具备与其所拖动的生产机械相适应的负载特性,能在各种状态下稳定地工作。

10.电动机功率的选择

电动机的额定输出功率在理论上讲通常是按最大负载选定,而实际上,部分电动机的输出功率是周期性变化的。电动机的功率损耗大部分为铜损耗,铜损耗与负载电流的平方成正比,当功率因数为一定时,则与输出功率的平方成正比。所以,要想知道包括铜损及负载需要的电动机输出功率,只需计算出负载的均方根植。

对负载率低于50%的电动机,应按经济运行原则选择电动机功率。如未经分析计算就将负载率低于50%的电动机换小,有可能使电动机的效率反而降低使电能损耗增加。

确定电动机需要的输出功率时,应注意以下两个问题:

(1)对计算功率所需要的有关参数值(如摩擦因数、负载、速度、风量、风压等),所留容量不要过大。

(2)所选用的电动机应满足负载所需要的启动转矩、最大转矩和最大负载。

对于运行的电动机,应测定负载率。一般异步电动机的额定效率和功率因数,是按负载率在75%~100%范围内考虑的。异步电动机的效率和功率因数随负载变化的关系见下表所列数据。

异步电动机的效率、功率因数及负载的关系

负载空负载25%50%75%100%功率因数0.20.50.770.850.89效率00.780.850.880.875

11.电动机电压等级的选择

对于低压、高压的中型电动机系列,还存在一个电压等级的合理选择问题,只要选择适当,则在保证电动机性能的前提下,能达到节能省损的效果。

我国三相异步电动机常用的电压等级有:220伏、380伏、3000伏和6000伏等。500伏以下称为低压,500伏以上称为高压。下表列出了功率为5千瓦时同极数、不同电压等级规格的双鼠笼三相异步电动机的性能指标。

可知,对于低压、高压的电动机,凡是供电线路短、电网容量允许,且启动转矩和过负载能力要求不高的场合,以选用低压异步电动机为宜。因为这种电动机力能指标高,利于节电;价格便宜,减少一次性投资,维护方便,采用一般低压电器即可。

当然对于那些供电线路长、电网容量有限、启动转矩较高或要求过负载能力较大的场合,应该以选用高压电动机为宜。

12.电动机负载特性的选择

异步电动机用途很广,它所拖动的负载种类很多。根据负载特性,合理选用电动机,对于提高设备运行时的安全可靠性和节能具有实际的意义。

电动机的运行特性受它所拖动机械负载特性的影响。有些机械,如大部分风机、鼓风机、离心机、压缩机等,要求较小的启动转矩,但启动后所要求的拖动转矩随转速的上升而增加,因此通常选择一般机械特性的电动机。

另外一些机械,如往复式空气压缩机、带负载的传送机等要求有较大的启动转矩,故常选用高转差率的机械特性的电动机。这种电动机也适用于冲击负载或要求频繁启动的负载,如冲床、油井泵和起重机械。所以要想满足节能、安全运行的标准就只有电动机的机械特性和它所托动的负载特性合理匹配。

13.余热资源的有效利用

余热资源在钢铁、石油、化工、建材行业大量存在,也普遍存在于其他行业。轻工和食品等行业的生产过程中,都存在着丰富的余热资源,被认为是继煤、石油、天然气和水力之后的第五大常规能源,所以充分利用余热资源也是企业节能的主要内容之一。

在各种生产过程中,往往会生成具有热能、压力能或具有可燃成分的废气、废汽、废液等产物,在不少化学工艺过程中,还会有大量化学反应热释放出来。有些产品还可能会大量的物理显热。这些带有能量的载能体都称为余能,俗称余热。这些余热资源可用于发电、驱动机械、加热或制冷等,从而减少一次能源的消耗,并减轻对环境的热污染。

能量有品位的高低,而热能是属低品位的能,它也可以从它转换为高品位能和直接利用时的难易程度或作用大小来区分其量的高低。通常评价热能品位最简单和直观的方法是用温度的高低。获得热量的温度高,则利用方便;温度低的热量利用就困难。当温度低到环境温度时,它就无法利用了。

我国工业企业的余热利用潜力很大,余热利用在当前节约能源中占重要地位。余热资源的回收利用可不是件容易的事,它要求工艺上、技术上可行,经济上合理,而且还要保护环境。如何应用当代最新科学技术,充分利用余热资源是摆在科研工作者和企业一线生产人员面前的重要任务和研究课题。

余热资源是指在目前条件下有可能回收和重复利用而尚未回收利用的那部分能量。它不仅决定于能量本身的品位,还决定于生产发展情况和科学技术水平,也就是说,利用这些能量在技术上应是可行的,在经济上也必须是合理的。

例如,欲回收100℃以下的低温余热,就要有解决相应技术难题的能力;要从高温高腐蚀性介质中回收余热,首先必须有耐热耐蚀性很强的材料等。

所以,生产和科学技术的发展水平是决定余热资源的数量。

必须指出,余热回收固然很重要,但最根本的问题还在于尽量减少余热的排出,这方面的主要措施是降低排烟温度,减少冷却介质带走的热量,减少散热损失,提高热工设备本身的效率等。

14.余热资源的主要来源

余热资源的来源主要有如下六个方面。

高温烟气的余热

这是一种数量大分布范围广的余热。高温烟气余热分布在冶金、化工、建材、机械、电力等行业,如各种冶炼炉、加热炉、石油化工装置、燃气轮机、内燃机和锅炉的排汽排烟,某些工业窑炉的高温烟气余热甚至高达炉窑本身燃料消耗量的30%~60%。它们不仅温度高、数量多,而且回收容易,约占余热资源总量的50%。

高温产品和炉渣的余热

许多工业生产都要经过高温加热这一过程,经高温加热过程生产出来的产品如金属的冶炼、熔化和加工,煤的汽化和炼焦,石油炼制以及烧制水泥、砖瓦、陶瓷、耐火材料和熔化玻璃等,它们最后出来的产品及其炉渣废料都具有很高的温度,达几百至1000摄氏度以上,通常产品又都要冷却后才能使用,在冷却时散发的热量就是余热。这部分余热往往占设备燃料消耗量的比重较大,如炼钢炉渣热量占冶炼燃料热的2%~6%,有色金属冶炼炉渣占10%~14%。

我国每年由冶金炉渣带走的热量相当于2兆吨标准煤。从每吨热焦炭中可回收的热量相当于40千克标准煤,每吨热钢坯可回收热量67兆焦耳(22.9千克标准煤),相当于加热量的1/4。

现在炼钢工业中采用的干法熄焦、连铸、热装连轧等新工艺,就是回收这部分余热。高温产品和炉渣的余热约占余热资源总量的4%~6%。

冷却介质的余热

冷却介质是保护高温生产设备和生产工艺不可缺少的东西。常用的介质是水、空气和油。它们的温度受设备要求的限制,通常较低,如电厂汽轮机冷凝器的冷却水,不能超过25℃~30℃,内燃动力机械的冷却水大约为50℃~60℃;温度最高的是冶金炉和窑炉冷却水,也不过80℃~90℃。

因此,对这部分低温余热的利用比较困难,需要较大的设备投资,如利用热泵或低沸点工质动力设备等。不过,这部分余热量还是相当多的,约占余热资源总量的15%~23%。如冶金炉的冷却介质余热占燃料消耗量的10%~25%,高炉占2%~3%,凝汽式发电厂各种冷却介质带走的热量约占其燃料消耗量的50%。

可燃废气、废液和废料的余热

生产过程的排气、排液和排渣中,往往含有可燃成分。这种余热约占余热资源总量的8%。如转炉废气。炼油厂催化裂化再生废气,炭黑反应炉尾气、造纸生产中的纸浆黑液,以及煤焦油蒸馏残渣等。下表表示它们的发热量。

可燃废气、液、料的发热量

废气、废液、废料可燃成分/%一氧化碳氢气甲烷低位发热量[千焦/立方米(标)]炼焦煤气5~855~6023~2716300~17600高炉煤气27~301~20.3~0.83770~4600转炉煤气56~611.56280~7540铁合金冶炼炉气7068400合成氨甲烷排气1514600化肥厂焦结煤球干馏汽6.519.354200~4600电石炉排气8014110900~11700造纸黑液6000~12000千焦/千克甘蔗渣6300~11000千焦/千克

废汽、废水余热

这是一种低品位蒸汽及凝结水余热,凡是使用蒸汽和热水的企业都有这种余热,这部分包括蒸汽动力机械的排汽(其余热占用汽热量的70%~80%)和各种用汽设备的排汽,在化工、食品等工业中由蒸发,浓缩等过程产生的二次蒸汽,还有蒸汽的凝结水、锅炉的排污水以及各种生产和生活的废热水。废水的余热约占余热资源的10%~16%。

化学反应余热

这种余热主要存在于化工行业,是一种不用燃料而产生的热能,它占余热总量的10%以下。例如硫酸制取过程中利用焚硫炉或硫铁矿石沸腾炉产生的化学反应热,使炉内温度为850℃~1000℃,可用于余热锅炉产生蒸汽,约可回收60%。

由上面我们可以看出余热的分布之广,来源各异,而且不同工业行业中产生的余热性质和数量相差很大。据估计,冶金部门总余热资源占其燃料消耗量的50%以上,机械、化工、玻璃、搪瓷、造纸等企业占25%以上。

15.余热资源的温度类型

高温余热

这是一种温度高于500℃的余热资源。属于高温范围的余热大部分来自工业炉窑。其中有的是直接燃烧燃料产生的,如熔炼炉、加热炉、水泥窑等。有的主要靠炉料自身燃烧产生的。如沸腾焙烧炉、炭黑反应炉等,国外城市垃圾热值为3349~10465千焦/千克,离开焚烧炉的烟温达到840℃~1100℃,可以回收利用。

中温余热

温度在200℃~500℃之间的余热资源。各种热能动力装置及某些炉窑设备中的高温气体在燃烧室或炉膛中做功或传热后排出的气体一般在中温范围内。这挡温度比较适中,有些可继续做功,有些可产生蒸汽或预热空气等,利用前景十分良好。

低温余热

温度低于200℃的烟气及低于100℃的液体属于低温余热资源。

低温余热的来源有两个方面:一方面是有些余热在排放时本身的温度就是低的;另一方面是在高温、中温余热回收中仍然会有剩余的低温余热排放出,由于低温余热回收时温差小,换热设备庞大,经济效益不太明显,回收技术也较复杂,因此过去对此不予重视。但是如果面广量大,回收总量也是非常大的。由于能源短缺和科技的进步,对低温余热的回收利用也日益重视,而且取得了很大的进展。

16.钢铁冶金工业余热资源

我国的可资利用余热资源非常丰富。据不完全统计,主要行业工业余热约占工业总能耗的15%。

其中钢铁工业可回收的余热资源约为总能耗的50%。一座现代化的钢铁厂所排放出来的能量,有40%存在于各种介质的高温气体中,15%是低温蒸汽和热水,还有10%为辐射损失,可见其节能潜力很大。

17.石油工业余热资源

石油加工过程中需消耗燃料、蒸汽、电力等各种能源。据统计,每加工1吨原油平均消耗燃料42.42千克,蒸汽570千克,电力34.5度。将它们统一折算相当于358104千焦,其中50%以上的能源消耗是通过各种油加热炉和蒸汽锅炉的烟气热、空气冷却器和水冷却器被排放而损失掉的,而且相当一部分还比较集中,可以利用。例如一座年产250万吨的炼油厂,通过空冷、水冷和烟道三方面排走的热量每小时高达480106千焦,其温度都在100℃~550℃范围内。

18.化工工业余热资源

虽然化工企业所消耗的能量约占总能耗的20%,但其能量利用率却不高。主要由于工序车间操作条件的改变,部分能量由于工艺物流的降温、降压而释放出来,成为废热和废功散失于周围环境中。以轻柴油和石脑油为原料的大型乙烯装置中,裂解气温度高达800℃左右。可以用来产生高压蒸汽。以重油为原料的合成氨厂中,汽化炉里进行强化放热反应,裂解气温度高达1350℃,也可以用来产生高压蒸汽。一套年处理量为240万吨的大型催化裂化装置,可供回收的能量达2万千瓦,除了可满足本装置主风机需要的巨大动力(1.5万千瓦)以外,尚有余力发电,供全厂使用。

由于世界性能源危机的冲击以及化工生产向大型化发展,促使将动力系统引入化工生产并和工艺系统密切结合。例如大型合成氨厂中由于采用了高压余热锅炉、蒸汽轮机及离心压缩机,可以达到基本上不需外供电,能量利用率从20世纪50年代的大约30%一下子提高到60%以上。

19.机械工业余热资源

机械行业中的加热设备和炉窑各种各样。余热资源也相当丰富,例如锻件加热炉的烟气温度高达1000℃以上。可利用余热锅炉产生蒸汽。蒸汽锻锤的排汽压力在大气压以上,而且数量也很大。如某汽车制造厂的锻造分厂锻锤排汽每小时就达13吨以上,每年损失热量折合标准煤5000多吨。又如各种热处理炉的排气温度达425℃~650℃,干燥炉和烘炉的排气温度达230℃~600℃,这些都是很好的余热资源。

20.其他工业余热资源

其他行业也有不少的余热资源,例如各类工厂供热系统产生的凝结水,以往多数不回收,由此造成的燃料浪费达8%。又如一些设备和部件的工业冷却水,水温为35℃~90℃,是极为广泛而大量的低温余热资源。下表为我国主要行业的余热资源情况。

我国主要行业的余热资源情况

同类推荐
  • 绩效管理与薪酬激励

    绩效管理与薪酬激励

    员工的招聘与选择,薪酬与奖金的分配与发放,职务的升降与调整,人力资源的规划与开发……凡此种种的管理工作每天都在发生,对应的决策水平与工作质量决定着企业运营的质量,甚至决定着企业的成败。本书旨在整合绩效管理与薪酬激励体系,并提供一整套完善的管理工具,帮助企业建立科学有效的绩效管理与薪酬激励机制。这是一本人力资源经理必备的工具书,是企业高管们必备的参考书。全书共分上下两编,其目的是旨在整合绩效管理与薪酬激励体系,深入细致地剖析绩效管理和薪酬激励体系,并分析当前企业关注的趋势和热点问题。
  • 最伟大的推销员:原一平与乔·吉拉德的财富传奇

    最伟大的推销员:原一平与乔·吉拉德的财富传奇

    本书汇集了原一平和乔·吉拉德的推销秘诀,总结了最伟大推销员快速成长的自我修炼术,所有的条目都指向一点:打造屡屡成交的推销员,打造财富滚滚而来的金牌推销员。如果你曾立志成为一名年薪百万的推销员,只因客户的屡屡拒绝才决定抽身而退,不妨读读这本书,因为它会告诉你:推销的成功始于拒绝,只要永不言弃,总有办法打动客户。
  • 蒙牛:经营人心之道

    蒙牛:经营人心之道

    本书通过对蒙牛文化的全面分析,深度挖掘了“经营人心”的真谛,探讨了“经营人心”对中国企业的现实意义。通过阅读本书,读者将了解到怎样打造一个得人心的企业,怎样做一个得人心的领导,以及如何培养企业的凝聚力,如何创建和谐的企业文化,以此最终达到团结员工,提升工作原动力,从而形成至上而下的核心竞争力。
  • 老板经典:中小企业做大做强的八项修炼(超值金版)

    老板经典:中小企业做大做强的八项修炼(超值金版)

    韩冰编著的《老板经典——中小企业做大做强的八项修炼》是专门为年轻企业家编写,非主流MBA经典培训课程的精华本。《老板经典——中小企业做大做强的八项修炼》中的培训教练来自全世界最有人气的成功及商业大师——拿破仑·希尔、戴尔·卡耐基、松下幸之助、乔·吉拉德、比尔·盖茨、史蒂芬·柯维、卡耐基夫人和李嘉诚。《老板经典——中小企业做大做强的八项修炼》中的思想精髓包括:激励、经营、推销、效能、财富、演说、商业谋略和魅力等八个方面。
  • 白手起家的百万富翁

    白手起家的百万富翁

    著名企业家张近东说: “人品是一个人在社会上的立足点,将其放到企业中来,就体现一个企业的社会责任感上。”尽社会责任,把财富回报社会,让更多的人受益,是许多成功企业家独特的境界。 《白手起家的百万富翁》通过一些典型的事例告诉大家创富的精神、创富的方式和方法,旨在培养大家创富的胆量、敏锐的眼光、灵活的经营思路、过人的财技和经营方式的巧妙运作能力。全书不只是面对渴望创富的人,不同行业、不同职业者都可以从中受益。
热门推荐
  • 光辉岁月,不说再见:香港音乐时光书

    光辉岁月,不说再见:香港音乐时光书

    每一首路过心上的粤语歌,都是一封时光藏下的情书香港乐坛30年,谁惊艳了你的时光,谁温柔了你的岁月?知名乐评人毛球(本名苗欣宇)以独特的视角,带领我们穿越30年时空,回到香港音乐的黄金岁月。从第一首流行粤语歌的诞生,到张国荣、梅艳芳、谭咏麟的登顶,从四大天王的峥嵘岁月,到巨星落幕的瑟瑟寒秋,这里既有香港音乐的风雨史话,也有你我共同的青春旅程。曾经的经典,如今的怀念。那些被贴上时光标签的音乐,是温暖过我们的拥抱,也是我们拥抱过的青春。30年的精选,总有那么一首歌,一段故事,惊艳过你的时光,温柔过你的岁月。
  • 新编摩托车故障检修精选280例

    新编摩托车故障检修精选280例

    本书精选目前比较流行的多款新型摩托车故障为例,详细介绍了故障的诊断思路及检查方法,分析故障产生的根源,讲解故障排除的方法,让读者分享维修实战过程,学到故障检修的经验与技巧。
  • 废柴药师

    废柴药师

    发新书《异能毒妃,魔尊狼性宠》她被误伤致死,附身到魔兽森林刚刚断气的废柴二小姐身体里。主父贪财重利,主母薄情寡义,姐姐费尽心机的将丢尽颜面杨家脸面的她弄死。却只有这个在外人眼里杀伐果断,冷漠暴戾,冷心冷情,实则别扭傲娇的男人,护她周全,宠她若宝。她见惯了尔虞我诈,她习惯了曲意逢迎,但是面对这个别扭的男人,怎么办,她只想对他好。安然也觉得,不挑了,就这个了吧。但是,兔子急了也咬人,看她如何携他之手,将这些人渣挫!骨!扬!灰!
  • 掩妆皇后

    掩妆皇后

    【权谋+大女主+双强】朝堂上明争暗斗,她设计他丢了相位,又为了他引敌入境,颠覆朝廷。一剑穿心,他刺了她,她“死”,一夜之间他失心疯。战场上,他“死”,临终对她交帅印,托江山,她悔不当初。他为帝,她为相,却立她妹妹为后。相爱又相杀,何时并肩看天下?坐拥江山,独缺那位掩妆皇后;没有她,空拥有江山又如何?
  • 商业创意2:从全球视角看中国商业创意

    商业创意2:从全球视角看中国商业创意

    在上一本《商业创意》中,主要讲述商业创意背后的理论基石。而本册主要是从全球的视角讲述中国商业创意背后的品牌精神。商业创意简单地说是可以实现商业价值的创意。商业创意的诞生通常是由企业或者相关机构推动,通过内部孵化或者外部获取,最终用于实现商业价值。商业创意理论开创了一种全新的研究视角,它重新定义了可以产生商业价值的创意范畴,同时细化和编排了商业创意对于企业影响的各环节。它通过研究各环节之间的关联,以及它跟最终商业价值产生的效率之间的关系,指导企业在创意投入上,用有限的资源获得最大化的商业价值回报。
  • 带着同学玩穿越

    带着同学玩穿越

    我,一个刚升入高中的156岁沙雕,莫名其妙的和同学一起穿越了?“这位仁兄,请问你们在玩cosplay吗?”
  • 网游之魔剑至尊

    网游之魔剑至尊

    在这个四季错乱,长时酷暑或严寒的游戏世界,诸王征战,杀戮不休。叶辰一边体会着史诗般的剧本,一边登临游戏的巅峰。
  • 旧爱

    旧爱

    苏辛醒了。但半个下午,他仍然陷在断断续续的昏昧中。傍晚,一个女人进来了。“你终于醒啦。”她的声音听上去惊喜交加。仿佛他的醒来能让她重新感觉到人世的美好。但她把一支体温计塞进他嘴中,动作职业化,虽说并不粗鲁。我是谁。他已经想了很久。“这是哪儿?” 他听到自己的声音。不熟悉,沉闷又轻忽,像厚重的冰块在水中开裂。还有一丝本能的警惕在余音缭绕中回荡。“重症监护室。”她回答,“不过,你会好起来,也许明天就要搬去普通病房了。”消息很快传开了。当然不少人一直在刺探。这种结果可能让他们失望。
  • 论语新校释

    论语新校释

    《论语》是一本修身、齐家、治国、平天下的至理名言书,涉及哲学、政治、经济、教育、文艺等诸多方面,内容非常丰富,是儒学最主要的经典。在表达上,《论语》语言精练而形象生动,是语录体散文的典范。本书对原著行了详细地注释,是文学工作者及广大文学爱好者值得珍藏的艺术经典。
  • 开发智商的益智故事全集

    开发智商的益智故事全集

    《开发智商的益智故事全集》从观察与分辨、推理与判断、思维与理解、想象与创造、急智、分析侦破与变通创新六个方面来开发青少年的智商。故事融趣味性、知识性、益智性于一体,每个故事都给青少年不同的启迪。