基于热力学分析的印染厂节能改造方案研究

【摘要】：能源的利用关系到整个国家的经济和发展,也关系着整个社会的生产和人们的生活。在我国人均资源匮乏,化石燃料不可再生和新能源发展有限的情况下,节能越来越成为缓解能源危机的重要途径。而在此之前,节能离不开能量系统的热力学分析。印染行业是用能大户,印染工艺设备与为其提供蒸汽的锅炉系统组成了耗能双巨头。随着煤炭价格不断上涨,导致蒸汽价格的一直居高不下,日益高涨的能源成本使得印染企业的节能减排已经到了刻不容缓的地步。本文以佛山某印染厂节能改造项目为背景,利用能量系统的热力学分析方法,包括能量平衡方法和?分析法,对印染厂及锅炉系统的用能状况进行了分析,在热力学分析的基础上设计了节能改造方案,并取得了不错的节能效果。论文的主要工作内容和结论如下:1.介绍了两种热力学分析方法--能量平衡法及?分析法及各自的理论基础、分析模型和效率计算方法。得出了运用两种分析方法相结合的分析方法才能更加全面、透彻地对企业,特别是中小企业的用能情况作出准确判断。2.对印染厂进行了能量平衡分析,在印染工艺分析及主要用能设备的能量平衡分析的基础上进行了正反热效率计算,得到主要用能设备包括蒸汽锅炉、圆筒烘燥机、蒸化机、定型机的热效率分别为68.81%、62.33%、19.4%和29.5%,其中锅炉的热效率远低于设计要求,导致印染厂的综合用能效率仅为27.88%,能源的利用率较低且存在严重的余热浪费现象。3.针对锅炉热效率不高的情况,在锅炉能效测评和能量平衡分析的基础上,对锅炉进行了进一步?分析,结果发现锅炉?效率分别只有34.78%。其中锅炉除外部?损失,内部的?损失占了很大比重,而锅炉的内部?损失主要包括燃烧?损失和传热?损失。4.热力学分析找出了用能的薄弱环节并为节能改造指明了方向。结合热力学分析结果与印染厂实际情况,设计了包括余热回收、锅炉改造和提高?效率三个方面内容的节能改造方案。其中余热回收使锅炉补水温度由25℃上升到90℃,改造后锅炉热效率和?效率分别提高了17.5%和12%,节能效果明显。通过经济效益分析,该方案为企业年节省成本320余万元。 【关键词】：能量平衡分析 ?分析 印染企业 余热回收 锅炉改造
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS198
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 我国的能源及其利用情况11-12
• 1.2 印染工业用能与余热回收利用12-15
• 1.2.1 印染工艺流程简介12-13
• 1.2.2 印染行业节能减排13-14
• 1.2.3 余热回收利用14-15
• 1.3 工业锅炉与锅炉改造技术15-16
• 1.3.1 工业锅炉节能减排15-16
• 1.3.2 工业锅炉改造技术16
• 1.4 能量系统的热力学分析方法概述16-19
• 1.4.1 能量的“数量”与能量平衡法17
• 1.4.2 能量的“质量”与?分析法17
• 1.4.3 热力学分析方法的应用17-18
• 1.4.4 能量利用的基本原则18-19
• 1.5 本文主要研究内容19-20
• 1.6 本章小结20-22
• 第二章 印染厂能量平衡分析22-46
• 2.1 能量平衡的主要方法和步骤22-26
• 2.1.1 能量平衡的主要方法22
• 2.1.2 能量平衡的主要步骤22-26
• 2.1.3 J印染厂简介与重点用能设备确定26
• 2.2 锅炉能效测试26-29
• 2.2.1 测试准备和要求26-27
• 2.2.2 测试工况要求27-28
• 2.2.3 主要测试项目及其测试方法和仪器28-29
• 2.2.4 测点布置29
• 2.3 锅炉系统能量平衡分析29-33
• 2.3.1 锅炉的能量平衡模型30
• 2.3.2 锅炉热效率计算30-32
• 2.3.3 能量平衡计算结果及分析32-33
• 2.4 印染典型工艺及设备的用能分析33-42
• 2.4.1 烘干工艺及圆筒烘燥机的用能分析33-36
• 2.4.2 染色工艺及蒸化机的用能分析36-39
• 2.4.3 定型工艺及定型机的用能分析39-42
• 2.5 J印染厂能量平衡结果与分析42-45
• 2.5.1 J印染厂能源消费结构42-43
• 2.5.2 J印染厂能源利用率估算43-44
• 2.5.3 印染厂节能建议44-45
• 2.6 本章小结45-46
• 第三章 锅炉系统的?平衡分析46-61
• 3.1 ?与?分析理论46-54
• 3.1.1 ?的概念及性质46-47
• 3.1.2 ?分析的主要内容47-54
• 3.2 J印染厂锅炉?分析过程54-58
• 3.2.1 锅炉?分析模型的建立54-55
• 3.2.2 锅炉?平衡方程及各项?的计算55-58
• 3.2.3 锅炉的?效率58
• 3.3 锅炉?分析结果与提高?效率的方法58-59
• 3.3.1 锅炉?分析结果58-59
• 3.3.2 提高锅炉?效率的措施59
• 3.4 锅炉热效率与?效率的关系59-60
• 3.5 本章小结60-61
• 第四章 节能改造方案设计61-71
• 4.1 J印染厂实际存在的问题61
• 4.2 余热回收利用方案设计61-66
• 4.2.1 余热利用的三种基本形态61-62
• 4.2.2 余热介质与吸热介质分析62-63
• 4.2.3 冷凝水与冷却水的回收63-65
• 4.2.4 锅炉排污水和汽轮机冷却油回收65
• 4.2.5 余热回收整体方案65-66
• 4.3 锅炉系统改造66-69
• 4.3.1 锅炉排烟余热系统改造66
• 4.3.2 旋风分离器的改造66
• 4.3.3 给风系统改造66-68
• 4.3.4 炉膛、阀门改造及炉墙、管道保温68-69
• 4.4 提高?效率的改造方案分析69-70
• 4.4.1 汽轮机改造69
• 4.4.2 定型机排烟利用69-70
• 4.5 本章小结70-71
• 第五章 节能改造方案的效果与经济效益分析71-75
• 5.1 余热回收方案实施效果71
• 5.2 锅炉改造后的运行效果71-72
• 5.3 改造后锅炉的效率分析72-74
• 5.3.1 改造后锅炉的热效率72-73
• 5.3.2 改造后锅炉的?效率73-74
• 5.4 经济效益分析74
• 5.5 本章小结74-75
• 结论与展望75-77
• 结论75-76
• 展望76-77
• 参考文献77-81
• 附录1 锅炉能效测试数据与能量平衡分析结果汇总81-89
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果89-90
• 致谢90-91
• 附件91

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