余热回收利用系统实用手册 上PDF电子书下载

第一章 余热回收系统的必要性 1

第一节节能法、特别折旧制度及佘热利用对策 1

1．节能政策的概要 1

1.1前言 1

1.2推进节能的必要性 1

目录 1

1.3节能政策及节能工作的开展 2

2．“节能法”的概要 3

2.1本法的宗旨 3

2.2本法的能源对象 3

2.3有关工厂的措施 3

2.5有关机械设备的措施 7

2.4有关建筑物的措施 7

2.6其它措施 9

3．余热回收的重要性 9

4．关于节能特别折旧制度 9

4.1特别折旧制度的意义 9

4.2制度的概要（1980年4月1目前制订的制度） 10

4.3适用对象的设备概要 12

第二节城市的热环境与区域余热利用 47

1．城市的热环境问题 47

1.1城市的热岛 47

1.2伴随能源消费所排放的人为热量 49

2.1 热环境对策的项目 52

2．作为热环境对策的余热利用 52

2.2作为热环境对策的余热利用 53

3．余热源实际状况的分析 56

3.1余热源实际状况的调查 56

3.2余热实际状况的分析 57

4．区域余热利用的可能性及其评价 60

4.1可能回收的余热量的计算 60

4.2区域余热利用的可能性 65

4.3区域余热利用的节能 66

4.4区域余热利用的展望 67

2．工厂余热的分类和代表性的余热——热排水和排气 71

1．前言 71

第一节 回收余热节能的热力学各阶段及其评价 71

第二章 余热回收利用技术的基本问题 71

3．节能的各个阶段 72

4．从热力学上看，余热利用的三种主要情况 74

5．焓利用的热力学 74

6．？利用的热力学 75

7．利用氟龙循环的余热动力化 76

8．工质的选定 78

9．？利用（动力化）的实例 80

10．余热热泵利用的分析 83

11．利用余热致冷和升温 84

12．总结 85

2．工艺系统 87

第二节 节能工艺过程的数学分析和热能的综合利用 87

1．前言 87

3．利用热力学研究方法分析能量的有效利用 88

3.1？和？平衡 88

3.2热利用线图 91

3.3工艺过程的改进和热能的综合利用 94

3.4换热网络及其简化 95

3.5能量有效利用的程序 96

4．应用示例 97

4.1分析例Ⅰ——二元系的蒸馏系统 97

4.2分析例Ⅱ——原油常压蒸馏系统 99

4.3分析例Ⅲ——蒸气动力系统 101

4.4合成例Ⅰ——换热系统 103

4.5合成例Ⅱ——二元系蒸馏系统 105

4.6合成例Ⅲ——多元系蒸馏系统 106

4.7合成例Ⅳ——化学工艺系统 106

4.8合成例Ⅴ——液化天然气（LNG）冷热发电系统 109

5．结束语 110

第三节废气所造成的腐蚀和对策 116

1．前言 116

2．余热回收设备的低温腐蚀和对策 117

2.1硫酸露点腐蚀 117

2.2 盐酸露点腐蚀 123

3.1 由卤素和卤素化合物所产生的高温腐蚀 125

3．余热回收设备的高温腐蚀 125

3.2由离子化合物所形成的高温腐蚀 126

3.3由粘着物所形成的高温腐蚀 127

3.4高温腐蚀对策 131

4．结束语 133

第四节余热回收时的环境和安全卫生对策 135

1．前言 135

2．过量供给能量的功过 135

2.1环境的污染 135

3.3余热发生源的形态和回收的难易 136

3.2余热回收对象的分类 136

3.1余热回收的对象 136

3．余热回收的对象和分类 136

3.4提高绝热性能，防止散热损失 137

4．余热回收时的热计算和评价 137

4.1热平衡和热效率 137

4.2燃烧加热炉的计算 142

5．化工厂的热循环和余热回收示例 142

5.1化工厂的热循环 142

5.2放热反应热的回收 143

5.3乙烯工厂电的热回收示例 144

5.4毒性化学废液焚烧时的余热回收 148

6．废弃物的能量回收 149

6.1寻求从化工厂废弃物中回收可用能源的方法 149

6.3防止余热回收用的废油的恶臭 152

6.2回收利用废弃物的能量 152

7．余热回收时的环境和安全对策 154

7.1从废弃物中进行余热回收时的环境和安金对策 154

7.2防止废弃物和余热回收时的灾害和公害的观点 155

7.3防止伴随余热回收产生的灾害和公害的对策 155

8．改善余热回收时的安全性示例 171

8.1〔例1〕变更换热方式提高热回收 171

8.2〔例2〕回收排气中有效成分时的灾害 173

8.3〔例3〕改进由漏泄所造成的危险，达到安全化 174

8.4〔例4〕回收焦炭余热，改进环境和安全卫生条件 176

9．今后余热回收的课题 179

2．从计测控制看节能的基观点 180

第五节 节能的的测和控制技术 180

1．前言 180

3．最新计测控制机器的动向 181

3.1传感器 181

3.2运算控制器 183

3.3操作端 185

4．最新计测控制技术的动向 186

4.1修正计测技术 187

4.2运算控制技术——极限控制 189

4.3操作端修正技术——控制性的改善、应答性的改善 190

5．在余热回收利用系统中的应用 191

5.1加热炉余热锅炉的控制 192

6．结束语 193

1．概述 194

第六节余热回收利用的计划和调查程序 194

2．余热源调查 195

2.1性质区别的一览表 195

2.2计算排出量 195

2.3排出热的温度测定 198

2.4 比热的推算 198

2.5余热源调查的示例 199

3．热利用方面的调查 203

3.1低温范围的利用方法（常温～100℃） 203

3.2 中温范围的利用方法（100～300℃） 206

3.4余热利用调查示例 208

3.3高温范围的利用方法（300～600℃） 208

4．介质的选定 209

4.1从利用方面考虑介质的选择 209

4.2从管道输送方面考虑介质的选择 209

4.3 从传热能力方面考虑介质的选择 211

4.4从能量转换方面考虑介质的选择 211

4.5从循环效率方面考虑介质的选择 212

5．蓄热槽和系统 213

5.1蓄热方式和蓄热材料 213

5.2蓄热的规模 214

5.3蓄热的编八 214

5.4系统的组成方法 217

5.5系统的最佳化 219

第七节从余热回收利用对策实例看发展趋势和今后的课题 221

1．绪言 221

2．余热回收 222

2.1在节能对策中余热回收的评价 222

2.2余热回收的理想状态 222

2.3余热的种类和回收 224

3．余热回收设备的现状 225

3.1余热回收的事例 225

3.2空气预热器 227

3.3气体预热器 230

3.4余热锅炉 231

3.5余热回收发电 234

3.6高炉炉顶压回收发电 237

3.7蒸发冷却 238

3.8余热的直接利用 239

4．余热回收的变迁 240

4.1余热回收对象的变迁 240

4.2余热回收设备的变迁 241

4.3余热回收对象温度的变迁 242

5．余热回收今后的课题 243

5.1提高回收效率 243

5.2耐热材料的要求 245

5.4回收能量的储存 246

6．今后的余热回收 246

5.3耐蚀性的改善 246

7．结束语 247

第三章 各产业部门的余热回收系统 249

第一节 一般化工厂工艺过程的低温余热的回收和利用 249

1．引言 249

2．多台设备组合有效地进行热回收的示例——折算成蒸气为45t/h的热回收 250

2.1流程图的说明 250

2.2热回收系统及其成果 251

2.3计划实施方面的问题 251

3．其它实施示例 253

3.1依靠设置副再沸器削减蒸馏塔的蒸气量 253

3.3回收冷却水带走热量自的示例 254

3.2其它回收蒸馏塔潜热损失的示例 254

4．结束语 255

第二节 回收副产氢气的有效利用系统和实际（一般化工厂） 256

1．引言 256

2．氢气的特性 257

2.1一般特性 257

3．氢气燃烧系统 259

3.1基本观点 259

3.2燃烧系统 261

3.3燃烧开始与停止 264

4．经济性 264

第三节 利用炼油厂流化催化裂化装置排气的余热回收系统 266

1．引言 266

2．FCC装置的概要 266

3．FCC装置的排气能量 267

4.1系统的组成 268

4．FCC装置的排气膨胀透平系统 268

4.2膨胀透平 269

4.3第3级旋风除尘器 272

4.4系统设计上的问题 272

5．在炼油厂中的实施示例 276

2.4分离工序 276

第四节 石油化工厂中的余热回收 277

1．引言 277

2．乙烯工厂的概要 277

2.1热裂化工序 277

3．乙烯工厂中的热回收 278

3.1裂解炉中的热回收 278

2.3裂化气体的压缩工序 278

2.2裂化气体的急冷工序 278

3.2急冷工序中的热回收 279

4．能源的有效利用 281

5．在乙烯工厂中的节能事例（急冷水的余热利用） 283

5.1 概要 283

5.2作为回收对象的余热 283

5.3余热回收的方法 284

5.4结果 284

6．今后的节能 284

6.3低温热源的有效利用 285

6.2管理系统的改善和集中化 285

6.1依靠运行管理维持节能 285

6.4更大范围的节能 286

第五节水泥厂中的节能对策 286

1．引言 286

2．水泥制造方法的概要与使用的能源 286

3．水泥工业的节能对策 287

3.1 水泥窑的形式、热消耗量的变化 287

3.2关于其它节能方法 289

4．结束语 292

第六节铸造工厂中的余热利用系统 292

1．引言 292

2.1余热回收对象 293

2．余热源与利用对象 293

2.2对象炉的余热特性曲线 294

2.3余热利用对象 295

3．佘热利用设备的设计 295

4．主要机器的概要和特点 297

4.1 蓄热装置（蓄热罐与贮热水槽） 297

4.2电弧炉系统的余热回收 297

4.3热处理炉的余热回收 301

5．运行状况及实际效果 302

5.1运行概况 302

5.2 15 t电弧炉系统 303

5.3蓄热装置 303

6．结束语 305

5.4蓄热罐的绝热和成层特性 305

1．前言 309

2．干燥装置热效率的提高和问题 309

2.1干燥前的过程 309

2.2干燥装置的热效率和经济性 309

第七节干燥装置中的节能对策（食品工厂） 309

2.3提高热效率的措施 310

3．高温、高湿度干燥及其应用 313

3.1在高湿度条下的干燥 313

3.2开发实际装置 314

3.3运转操作例 315

4．干燥装置的余热有效利用 317

5．结束语 318

2．关于食品工业中的高湿度粉尘余热 319

第八节高湿度含尘气体的余热回收（食品工厂）——利用蓄热器的余热回收 319

1．前言 319

3．关于喷雾干燥机排气余热回收用换热器 320

4．蓄热器余热回收系统 322

5．结束语 324

第九节造纸工业中的热回收 325

1．前言 325

2．纸浆制造过程的概要和单位能源消费量 325

2.1纸浆生产过程 325

2.2造纸过程 326

2.3消耗能源的主要过程 326

4.1蒸煮过程 328

3．机械纸浆过程的热回收 328

4．化学纸浆过程的热回收 328

4.2漂白过程 330

4.3黑液浓缩、燃烧和药品的回收过程 331

4.4回转窑 332

5．造纸机干燥过程的热回收 333

6．结束语 335

第十节各种工业炉的余热利用实例 336

1．关于工业炉余热回收的意义 336

1.1工业炉的热效率和节能对策 336

1.2余热的回收 337

2.1 回收余热的利用方法 338

2．回收余热的利用方法和投资效果 338

2.2余热回收的注意事项 342

2.3投资效果 342

3．工业炉用余热回收装置 343

3.1蓄热器 343

3.2陶瓷间壁式换热器 345

3.3金属间壁式换热器 346

4．预热空气用燃烧装置和燃烧控制 352

5．各种工业炉的余热利用例 355

5.1钢板加热炉 355

5.2悬链式带钢热处理炉 359

5.5在低温炉上的应用 361

5.3钟罩式卷材退火炉 361

5.4材料余热的利用 361

5.6排气燃烧热的利用 362

第十一节工厂蒸气管道热损失的回收利用——日本石棉公司（株）袋井工厂 365

1．前言 365

2．依靠管道保温的节能 366

3．阀门、疏水阀等处的热损失 372

4．从蒸气工作装置中的热回收 374

5．结束语 376

2.1基本循环 377

2．热回收循环 377

1．前言 377

第一节 中低温余热发电系统——采用有机媒质的热回收发电装置及其系统 377

第四章 余热利用的实际发电系统 377

2.2复合循环及其效率 378

3．热回收的动力 379

3.1理论最大可利用量 379

3.2实际循环 380

4．工质 381

4.1用作工质的水 381

4.2氟利诺尔85 381

4.3其它工质 382

5.1发电装置的主要设备细目 383

5．热回收使用实例 383

5.2发电装置的主要特征 386

5.3运转结果 388

5.4大型设备的使用实例 391

5.5适用范围 391

6．组成机器 391

6.1锅炉 391

6.4再生器 394

7．结束语 394

6.5控制、安全装置 394

6.3冷凝器 394

6.2透平 394

第二节 中低温（150～400℃）余热利用发电系统——采用氟龙介质的热回收发电装置及其系统 395

1．前言 395

2．氟龙透平的基本内容 395

2.1氟龙添平 395

2.2氟龙透平的基本循环 396

2.3氟龙介质 396

3．油－氟龙循环发电系统 398

3.1油－氟龙双流体方式的必要性 398

3.3中间载热体及透平工质的特性 399

3.4直接接触换热器的特性与介质耐热性的提高 399

3.5 油－氟龙发电的基本装置的输出特性 403

3.6机器的组成与主要机器的构造 403

4．氟龙透平发电系统适用的各种余热 404

4.1各种对象的余热源 404

4.2热效率的分析 405

4.3经济分析 406

4.4炼铁厂的氟龙透平发电系统 407

4.5水泥工厂的油－氟龙发电装置的设计示例 412

4.6炼油厂及石油化工厂氟龙透平发电系统 414

5．其它氟龙透平发电系统 416

5.1 利用废热水的直接接触式换热法的氟龙透平发电系统 416

5.2低温差的发电系统 416

6．结束语 417

第三节 回收燃气透平的余热作为热源的蒸气透平发电系统（燃气透平－蒸气透平联合系统） 418

1．前言 418

2．联合装置的种类 418

2.3排气再燃循环 420

2.4排气助燃循环 420

2.5余热回收循环 420

2.2增压锅炉循环 420

2.1给水加热循环 420

3.1 美国的动态 421

3.2欧洲的动态 421

3．联合装置的动态 421

4．余热回收型联合装置的概况 422

4.1装置的组成 422

4.2装置的热循环 423

4.3装置的种类 424

4.4装置的性能 426

4.5装置的主要机器 427

4.6装置的控制 433

5．余热回收型联合装置的实际状况 434

5.1 美国的实际状况 434

5.2 日本的实际状况 437

6．结束语 437

第四节利用LNG的发电系统（冷热发电） 439

1．LNG与？ 439

2．兰肯循环 443

2.1单级单工质兰肯循环 445

2.2多级兰肯循环 447

2.3混合工质的兰肯循环 447

3．天然气直接膨胀方式 452

3.1海水作为热源的发电 453

3.2与兰肯循环的组合 453

4．减少压缩动力的气体透平循环 458

4.1氮气循环气体透平 458

4.2再生式开式循环气体透平 459

4.3氮气透平与开式循环透平的联合循环 460

4.4联合循环的应用 460

5.1 LNG基地的能量消耗 461

5.2削减BOG压缩机动力的方法 461

5．LNG基地的动力回收与削减 461

5.3其它的动力回收及削减 462

3.2系统的工作原理及特性 599