基于熱力學(xué)分析的印染廠節(jié)能改造方案研究

【摘要】：能源的利用關(guān)系到整個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和發(fā)展,也關(guān)系著整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)和人們的生活。在我國(guó)人均資源匱乏,化石燃料不可再生和新能源發(fā)展有限的情況下,節(jié)能越來(lái)越成為緩解能源危機(jī)的重要途徑。而在此之前,節(jié)能離不開能量系統(tǒng)的熱力學(xué)分析。印染行業(yè)是用能大戶,印染工藝設(shè)備與為其提供蒸汽的鍋爐系統(tǒng)組成了耗能雙巨頭。隨著煤炭?jī)r(jià)格不斷上漲,導(dǎo)致蒸汽價(jià)格的一直居高不下,日益高漲的能源成本使得印染企業(yè)的節(jié)能減排已經(jīng)到了刻不容緩的地步。本文以佛山某印染廠節(jié)能改造項(xiàng)目為背景,利用能量系統(tǒng)的熱力學(xué)分析方法,包括能量平衡方法和?分析法,對(duì)印染廠及鍋爐系統(tǒng)的用能狀況進(jìn)行了分析,在熱力學(xué)分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了節(jié)能改造方案,并取得了不錯(cuò)的節(jié)能效果。論文的主要工作內(nèi)容和結(jié)論如下:1.介紹了兩種熱力學(xué)分析方法--能量平衡法及?分析法及各自的理論基礎(chǔ)、分析模型和效率計(jì)算方法。得出了運(yùn)用兩種分析方法相結(jié)合的分析方法才能更加全面、透徹地對(duì)企業(yè),特別是中小企業(yè)的用能情況作出準(zhǔn)確判斷。2.對(duì)印染廠進(jìn)行了能量平衡分析,在印染工藝分析及主要用能設(shè)備的能量平衡分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行了正反熱效率計(jì)算,得到主要用能設(shè)備包括蒸汽鍋爐、圓筒烘燥機(jī)、蒸化機(jī)、定型機(jī)的熱效率分別為68.81%、62.33%、19.4%和29.5%,其中鍋爐的熱效率遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求,導(dǎo)致印染廠的綜合用能效率僅為27.88%,能源的利用率較低且存在嚴(yán)重的余熱浪費(fèi)現(xiàn)象。3.針對(duì)鍋爐熱效率不高的情況,在鍋爐能效測(cè)評(píng)和能量平衡分析的基礎(chǔ)上,對(duì)鍋爐進(jìn)行了進(jìn)一步?分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)鍋爐?效率分別只有34.78%。其中鍋爐除外部?損失,內(nèi)部的?損失占了很大比重,而鍋爐的內(nèi)部?損失主要包括燃燒?損失和傳熱?損失。4.熱力學(xué)分析找出了用能的薄弱環(huán)節(jié)并為節(jié)能改造指明了方向。結(jié)合熱力學(xué)分析結(jié)果與印染廠實(shí)際情況,設(shè)計(jì)了包括余熱回收、鍋爐改造和提高?效率三個(gè)方面內(nèi)容的節(jié)能改造方案。其中余熱回收使鍋爐補(bǔ)水溫度由25℃上升到90℃,改造后鍋爐熱效率和?效率分別提高了17.5%和12%,節(jié)能效果明顯。通過(guò)經(jīng)濟(jì)效益分析,該方案為企業(yè)年節(jié)省成本320余萬(wàn)元。 【關(guān)鍵詞】：能量平衡分析 ?分析 印染企業(yè) 余熱回收 鍋爐改造
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TS198
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 我國(guó)的能源及其利用情況11-12
• 1.2 印染工業(yè)用能與余熱回收利用12-15
• 1.2.1 印染工藝流程簡(jiǎn)介12-13
• 1.2.2 印染行業(yè)節(jié)能減排13-14
• 1.2.3 余熱回收利用14-15
• 1.3 工業(yè)鍋爐與鍋爐改造技術(shù)15-16
• 1.3.1 工業(yè)鍋爐節(jié)能減排15-16
• 1.3.2 工業(yè)鍋爐改造技術(shù)16
• 1.4 能量系統(tǒng)的熱力學(xué)分析方法概述16-19
• 1.4.1 能量的“數(shù)量”與能量平衡法17
• 1.4.2 能量的“質(zhì)量”與?分析法17
• 1.4.3 熱力學(xué)分析方法的應(yīng)用17-18
• 1.4.4 能量利用的基本原則18-19
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.6 本章小結(jié)20-22
• 第二章 印染廠能量平衡分析22-46
• 2.1 能量平衡的主要方法和步驟22-26
• 2.1.1 能量平衡的主要方法22
• 2.1.2 能量平衡的主要步驟22-26
• 2.1.3 J印染廠簡(jiǎn)介與重點(diǎn)用能設(shè)備確定26
• 2.2 鍋爐能效測(cè)試26-29
• 2.2.1 測(cè)試準(zhǔn)備和要求26-27
• 2.2.2 測(cè)試工況要求27-28
• 2.2.3 主要測(cè)試項(xiàng)目及其測(cè)試方法和儀器28-29
• 2.2.4 測(cè)點(diǎn)布置29
• 2.3 鍋爐系統(tǒng)能量平衡分析29-33
• 2.3.1 鍋爐的能量平衡模型30
• 2.3.2 鍋爐熱效率計(jì)算30-32
• 2.3.3 能量平衡計(jì)算結(jié)果及分析32-33
• 2.4 印染典型工藝及設(shè)備的用能分析33-42
• 2.4.1 烘干工藝及圓筒烘燥機(jī)的用能分析33-36
• 2.4.2 染色工藝及蒸化機(jī)的用能分析36-39
• 2.4.3 定型工藝及定型機(jī)的用能分析39-42
• 2.5 J印染廠能量平衡結(jié)果與分析42-45
• 2.5.1 J印染廠能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)42-43
• 2.5.2 J印染廠能源利用率估算43-44
• 2.5.3 印染廠節(jié)能建議44-45
• 2.6 本章小結(jié)45-46
• 第三章 鍋爐系統(tǒng)的?平衡分析46-61
• 3.1 ?與?分析理論46-54
• 3.1.1 ?的概念及性質(zhì)46-47
• 3.1.2 ?分析的主要內(nèi)容47-54
• 3.2 J印染廠鍋爐?分析過(guò)程54-58
• 3.2.1 鍋爐?分析模型的建立54-55
• 3.2.2 鍋爐?平衡方程及各項(xiàng)?的計(jì)算55-58
• 3.2.3 鍋爐的?效率58
• 3.3 鍋爐?分析結(jié)果與提高?效率的方法58-59
• 3.3.1 鍋爐?分析結(jié)果58-59
• 3.3.2 提高鍋爐?效率的措施59
• 3.4 鍋爐熱效率與?效率的關(guān)系59-60
• 3.5 本章小結(jié)60-61
• 第四章 節(jié)能改造方案設(shè)計(jì)61-71
• 4.1 J印染廠實(shí)際存在的問(wèn)題61
• 4.2 余熱回收利用方案設(shè)計(jì)61-66
• 4.2.1 余熱利用的三種基本形態(tài)61-62
• 4.2.2 余熱介質(zhì)與吸熱介質(zhì)分析62-63
• 4.2.3 冷凝水與冷卻水的回收63-65
• 4.2.4 鍋爐排污水和汽輪機(jī)冷卻油回收65
• 4.2.5 余熱回收整體方案65-66
• 4.3 鍋爐系統(tǒng)改造66-69
• 4.3.1 鍋爐排煙余熱系統(tǒng)改造66
• 4.3.2 旋風(fēng)分離器的改造66
• 4.3.3 給風(fēng)系統(tǒng)改造66-68
• 4.3.4 爐膛、閥門改造及爐墻、管道保溫68-69
• 4.4 提高?效率的改造方案分析69-70
• 4.4.1 汽輪機(jī)改造69
• 4.4.2 定型機(jī)排煙利用69-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 第五章 節(jié)能改造方案的效果與經(jīng)濟(jì)效益分析71-75
• 5.1 余熱回收方案實(shí)施效果71
• 5.2 鍋爐改造后的運(yùn)行效果71-72
• 5.3 改造后鍋爐的效率分析72-74
• 5.3.1 改造后鍋爐的熱效率72-73
• 5.3.2 改造后鍋爐的?效率73-74
• 5.4 經(jīng)濟(jì)效益分析74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論與展望75-77
• 結(jié)論75-76
• 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 附錄1 鍋爐能效測(cè)試數(shù)據(jù)與能量平衡分析結(jié)果匯總81-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果89-90
• 致謝90-91
• 附件91

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