本书介绍节能减排在社会可持续发展中起着举足轻重的作用。节能概论在能源概述的基础上,介绍有关节能的基本知识,包括节能的目标和领域、节能的法规和措施、节能术语与技术节能的途径、节能的技术经济评价、能源有效利用的分析方法、企业节能量的计算方法、企业能源计量、企业能耗测试与计算等;然后对通用的节能技术,包括冶金工业企业、建材企业、石油化工企业、电力企业、轻纺企业和机械加工企业等高耗能企业的节能,工业锅炉、工业窑炉、内燃机、风机与水泵、电动机等高能耗设备的节能进行深入讨论;最后对建筑节能进行了简要介绍。书中深入地讨论了各种节能方法和措施,其取材新颖、内容丰富,既可作为高等学校能源动力类专业的教材,也可供政府有关部门工作人员和企业工程技术人员及管理干部参考。
适读人群:本科
本书针对普通本科院校教学需要编写,结合第一版使用情况进行修订。全书的重点是通用的节能技术、高耗能企业的节能、高能耗设备的节能。
自2008年本书第一版出版以来,许多高等学校都相继开设了有关能源的课程,并选用本书作为教材。近十年来中国经济发生了巨大的变化,人民的生活也有了显著的改善,其中能源起了至关重要的作用。“十三五”是我国建成小康社会的关键时期,新时期新阶段能源发展既有新的机遇,也面临更为严峻的挑战。其挑战主要表现在:消费需求不断增长,资源约束日益加剧;结构矛盾比较突出,可持续发展面临挑战;国际市场剧烈波动,安全隐患不断增加;能源效率亟待提高,节能降耗任务艰巨;科技水平相对落后,自主创新任重道远;体制约束依然严重,各项改革有待深化;农村能源问题突出,滞后面貌亟待改观。
能源是国民经济的命脉,与人民生活和人类的生存环境休戚相关,在社会可持续发展中起着举足轻重的作用。我国是最大的发展中国家,节能对我国经济和社会发展有着更特殊的意义。为了适应我国节能工作的发展,更好地满足高等学校相关专业对教材的要求,我们对本书作了较大的修订。
首先对全书的体系进行了调整,即在能源概述的基础上,先介绍有关节能的基本知识,包括节能的目标和领域、节能的法规和措施、节能术语与技术节能的途径、节能的技术经济评价、能源有效利用的分析方法、企业节能量的计算方法、企业能源计量、企业能耗测试与计算等;然后对通用的节能技术、高耗能企业的节能、高能耗设备的节能进行深入讨论;最后对建筑节能进行了简要介绍。这样的体系更有利于读者对节能工作的全面了解。
其次进一步突出了全书的重点。全书的重点是通用的节能技术、高耗能企业的节能、高能耗设备的节能。其中除通用的节能技术同第一版外,高耗能企业的节能、高能耗设备的节能是介绍的重点。高耗能企业包括冶金工业企业、建材企业、石油化工企业、电力企业、轻纺企业和机械加工企业。高能耗设备主要是工业锅炉、工业窑炉、内燃机、风机与水泵、电动机。
修订时更加注意和工程实际相结合,如有关节能的基本知识部分新增加了内容,包括企业节能量的计算方法、企业能源计量、企业能耗测试与计算等,更有利于今后读者参与企业的节能工作。此外,在修订时对相关资料和数据进行了更新。
本书仍保留第一版资料新颖、涉猎面广、叙述简洁的特点,以达到既为读者提供更多新的能源信息,又通俗易懂的目的。
感谢华中科技大学靳世平教授、林一歆副教授以及文午祺、裴青龙、李坦等为本书提供的资料和宝贵建议。
第1章能源概述1
1.1能量与能源1
1.1.1能量1
1.1.2能量的形式2
1.1.3能量的性质5
1.1.4能源的分类6
1.1.5能源的评价8
1.2能量转换原理10
1.2.1能量的转换10
1.2.2能量的传递12
1.2.3能量守恒与转换定律13
1.2.4能量贬值原理14
1.2.5能量转换的效率17
1.3能量的储存19
1.3.1概述19
1.3.2机械能的储存20
1.3.3热能的储存21
1.3.4电能的储存25
1.4能源与环境27
1.4.1环境概述27
1.4.2温室效应28
1.4.3酸雨33
1.4.4臭氧层破坏34
1.4.5热污染35
1.4.6放射性污染36
1.4.7能源对人体健康的影响36
1.5能源的可持续发展38
1.5.1能源在国民经济中的地位38
1.5.2可持续发展的概念40
1.5.3能源问题41
1.5.4中国能源可持续发展的对策43
第2章有关节能的基本知识46
21节能的目标和领域46
2.1.1节能的意义46
2.1.2节能的主要任务47
2.1.3重点的节能改造工程50
2.2节能的法规和措施51
2.2.1节约能源法51
2.2.2节能应遵循的原则52
2.2.3节能措施53
2.3节能术语与技术节能的途径57
2.3.1节能相关的术语57
2.3.2节能的类型58
2.3.3技术和工艺节能的一般途径59
2.4节能的技术经济评价59
2.4.1技术经济分析的基本要素59
2.4资金的时间价值及其等值计算61
2.4.3技术经济的可比性66
2.4.4节能经济评价的常用方法66
2.4.5节能技术改造项目的技术经济评价67
2.4.6设备更新项目的技术经济评价68
2.5能源有效利用的分析方法70
2.5.1能源有效利用的评价指标70
2.5.2热平衡分析法72
2.5.3分析法76
2.6企业节能量的计算方法79
2.6.1概述79
2.6.2企业节能量的计算80
2.6.3节能率的计算82
2.7企业能源计量82
2.7.1概述82
2.7.2能源计量器具配备84
2.7.3企业能源计量的网络图85
2.7.4能源计量器具的管理87
2.7.5能源计量数据87
2.8企业能耗测试与计算88
2.8.1设备能量平衡测试88
2.8.2设备热效率计算89
2.8.3能源消耗定额91
2.8.4综合能耗计算93
第3章通用的节能技术97
3.1高效低污染燃烧技术97
3.1.1燃烧概述97
3.1.2气体燃料的燃烧技术98
3.1.3油的燃烧技术100
3.1.4煤粉燃烧稳定技术102
3.1.5煤粉低氮氧化物燃烧技术104
3.1.6高浓度煤粉燃烧技术105
3.1.7流化床燃烧技术106
5.2强化传热技术109
3.2.1概述109
3.2.2强化传热的原则109
3.2.3单相介质管内对流换热的强化111
3.2.4单相介质管束外对流换热的强化114
3.2.5单相介质对流换热的耗功强化技术116
3.2.6沸腾换热的强化118
3.2.7凝结换热的强化119
3.3余热回收技术121
3.3.1余热资源121
3.3.2余热利用的途径122
3.3.3余热的动力回收122
3.3.4凝结水回收系统125
3.4隔热保温技术126
3.4.1隔热保温与节能126
3.4.2隔热保温的目的127
3.4.3保温材料128
3.4.4管道保温计算129
3.4.5隔热保温技术的进展135
3.5热泵技术136
3.5.1概述136
3.5.2热泵的分类137
3.5.3电动热泵及其应用138
3.5.4吸收式热泵140
3.6热管及其在节能中的应用142
3.6.1热管的基本原理142
3.6.2热管的特性143
3.6.3热管的类型144
3.6.4热管的传热极限146
3.6.5热管换热器及其应用147
3.7空气冷却技术148
3.7.1概述148
3.7.2空冷系统150
3.7.3空冷器151
第4章高耗能企业的节能156
4.1冶金企业的节能156
4.1.1冶金工业的能耗156
4.1.2冶金企业专用设备的节能监测157
4.2建材企业的节能171
4.2.1建材工业概述171
4.2.2水泥企业的节能172
4.2.3砖瓦企业的节能173
4.2.4建筑卫生陶瓷企业的节能177
4.2.5玻璃和玻璃纤维企业的节能184
4.3石油化工企业的节能186
4.3.1石油化工概述186
4.3.2石油化工的节能186
4.3.3石油化工企业专用设备的节能187
4.4电力企业的节能190
4.4.1火力发电厂的工艺流程190
4.4.2火力发电厂节能评价体系与节能途径191
4.4.3高效节能输电196
4.5轻纺企业的节能198
4.5.1轻工企业的节能198
4.5.2纺织企业的节能202
4.6机械加工企业的节能206
4.6.1机械加工工业的能耗概述206
4.6.2铸造工艺的节能207
4.6.3锻造工艺节能210
4.6.4热处理工艺节能211
第5章高能耗设备的节能214
5.1工业锅炉的节能214
5.1.1概述214
5.1.2工业锅炉节能监测215
5.1.3工业锅炉节能改造的原则与措施217
5.1.4推广先进的炉型218
5.1.5工业锅炉的节能技巧220
5.1.6工业锅炉常用的节能方法222
5.2工业窑炉的节能225
5.2.1概述225
5.2.2工业窑炉节能改造226
5.2.3工业窑炉节能技术227
5.2.4采用先进的炉型和先进的工艺233
5.3内燃机节油235
5.3.1概述235
5.3.2内燃机的节油技术238
5.3.3内燃机的节油措施241
5.3.4替代燃料油技术243
5.3.5替代动力汽车247
5.4泵与风机节能249
5.4.1概述249
5.4.2泵与风机运行中存在的问题251
5.4.3泵与风机的调节与节能251
5.4.4泵节能的其他方法256
5.4.5风机的节能技巧258
5.5电动机节能258
5.5.1概述258
5.5.2电动机的调速节能260
5.5.3高效节能电动机261
5.5.4减少电动机的五大损耗262
5.5.5电动机的节能技巧264
第6章建 筑 节 能265
6.1概述265
6.1.1我国建筑节能的现状265
6.1.2节能建筑和绿色建筑概念266
6.1.3建筑节能的设计标准267
6.2建筑围护结构的节能270
6.2.1概述270
6.2.2建筑物围护结构的节能技术271
6.3建筑物的采暖空调节能273
6.4照 明 节 能277
6.4.1绿色照明工程277
6.4.2照明节能278
6.5建筑物分布式能量系统279
6.5.1传统建筑物能量供给模式面临的问题279
6.5.2建筑物分布式能量系统280
参考文献282