能源师复习资料(节能技术)

节能技术

《节能技术》考试内容和计分比例双向细目表

(试卷满分100分)

内 容 题 型 单项选择题 （30个小题，每题1分） 多项选择题 （15个小题，每题2分） 简答题 （5个小题，每题4分） 计算题 （3个小题，2题5分，1题10分） 合计 第一章 (第1~12节) 22个 22分 11个 22分 4个 16分 3个 20分 40个 80分 第二章 (第1~4节) 8个 8分 4个 8分 1个 4分 0个 0分 13个 20分 第三章 (第1~10节) 0个 0分 0个 0分 0个 0分 0个 0分 0个 0分 合计 30个 30分 15个 30分 5个 20分 3个 20分 53个 100分

第一篇、通用节能技术和新能源及再生能源利用技术

第一章 热能、电能利用节能技术 锅炉节能技术

1．加强运行调整，减少各项热损失

热平衡关系

2．锅炉常用分类方法

Q1100%QrQrQ1Q2Q3Q4Q5Q6燃煤锅炉

燃烧方式

锅 燃油锅炉

炉 燃气锅炉

的

主蒸汽压力高低

分

层燃炉

类

室燃炉

燃料种类

流化床炉 旋风炉

3.燃煤锅炉的两个主要节能措施

（1）运行调整

降低排烟损失 合理配风（空气系数的概念）（2）节能改造（六条措施）： 给煤装置改造； 炉拱改造； 燃烧系统改造；

层燃锅炉改造成循环流化床锅炉； 控制系统改造； 采用节能新设备。 工业窑炉节能技术

1．工业窑炉节能改造的主要内容(6个方面)  热源改造  燃烧系统改造

中压锅炉

高压锅炉

超高压锅炉 亚临界压力锅炉

超临界压力锅炉

超超临界压力锅炉

 窑炉结构改造  窑炉保温改造  控制系统节能改造  烟气余热回收利用改造。

2．工业窑炉节能改造的主要措施(5个方面)  提高燃烧效率  减少炉体的散热损失  减少水冷件热损失  采用高辐射陶瓷涂料  采用先进的炉型和工艺 保温保冷技术

2．常用保温结构及适用范围（七个方面）  涂抹法保温  绑扎法保温  装配式保温  填充法保温  粘贴法保温  喷涂结构保温  金属反射式保温 1．保温材料分类及适用范围

保温材料根据不同的特点有不同的分类方法，常见的有三种：

有机材料 无机材料

成分不同

热力设备及管道多为无机保温材料。 低温保冷工程多用有机保温材料；

高温用

高温用保温材料，主要用于各种工业炉耐

使用温度限度

中温用

火砖间的填充料以及其他场所。

低温用

中温用保温材料是热力设备及管道常

湿抹式

施工方法不同

填充式 绑扎式

用的保温材料，

低温用保温材料主要用于温度在100℃以下的保冷工程

蓄冷蓄热技术

包裹及缠绕式

1.蓄冷蓄热系统的基本原理 （显热、潜热） 主要采用水蓄冷、冰蓄冷、蒸汽蓄热等方式。 2.水蓄冷按照蓄冷罐的形式可以分为：  自然分层水蓄冷  迷宫式水蓄冷  多槽/空槽式水蓄冷  隔膜式水蓄冷。

3.冰蓄冷系统当前主要分为静态冰蓄冷和动态冰蓄冷两种方式。  静态冰蓄冷：主要分为密封件式和冰盘管式。  动态冰蓄冷：根据制取冰晶的不同方式分为 4.蒸汽蓄热器：变压式蒸汽蓄热器应用最为广泛。 蒸汽蓄热器适用于下列四种情况：

 用汽负荷波动较大的供热系统；  瞬时耗气量极大的供热系统；

 汽源间断供汽的或流量波动的供热系统；  需要蓄存蒸汽供随时需要的场合。 燃烧节能技术 1．蓄热式燃烧(其原理  1．分层燃烧原理及特点 （1）分层燃烧原理

（2）分层燃烧特点： 减少锅炉漏煤量 煤层厚度平整均匀 提高燃烧效率。 2．富氧燃烧原理及特点

（1）富氧燃烧原理： 通过提高助燃空气中氧气浓度所完成的燃烧过程称为富氧燃烧。

（2）富氧燃烧特点：富氧燃烧可以提高燃烧温度；降低燃料的着火温度，促进完全燃烧；降低空气系数，减少排烟量。 换热节能技术 （一）换热器的热计算 1、热计算种类

设计计算 校核计算 2、热计算方法

平均温差法 -NTU法 强化传热原理 强化传热的途径

其中增大换热面积 A 提高传热系数K 加大对数平均温差tm

QKAtm余热余压利用技术

1、根据温度不同 余热分类 高温余热 :高于650℃ 中温余热 :介于650～200℃

低温余热 :温度低于200℃的烟气和低于100℃液体 2．高温余热的利用（主要途径3种）

 高温烟气---余热锅炉---蒸汽(最经济、最有效的方法)。  高温烟气---加装换热器---预热助燃空气(进料)  大块的高温固体---使用载体(气体或液体)---余热回收。 3．中温余热的利用

 主要包括利用排污膨胀器回收余热或引入换热器加热给水。 4．低温余热的利用

 采用间接蒸汽加热设备产生的冷凝水，可以回收到锅炉再利用。

 对于其他低温余热的回收利用，首先应该考虑通过合理地安排生产工艺流程，

在流程内最大程度的利用余热。

 可以利用热管和热泵技术对30～60℃的低温余热资源提高其品位后再加以利

用。

输配电系统节能技术

（一）减少输电线路的损耗（4个方面P)

在供电系统中减少线路损耗是提高输电效率的重要途径：

1.采用高压或超高压输电。对于相同的功率， 电压升高一倍，则电流减少一半，电流在导线中产生的热量只有原来的四分之一，电压越高线路损耗就越少。 2.减少变压级数。输电电压每经一次电压变换，大约要消耗1%～2%的有功

功率，所以减少输电电压等级可减少损耗。

3.合理配置变压器。避免变压器长期轻载、满载、超载运行，一般变压器容量的选择保证负荷在65%～75%时效率最高。

4.安装无功补偿设备，可以提高输、配电系统的功率因数，降低系统的电

能损耗，改善电网质量；补偿原则是分级补偿，就地平衡；补偿方式有变电所高压集中补偿、线路补偿、随器补偿三种方式（P线损公式1.8-1）。 （二）减少输电线路运行中的损耗(4个方面P)

1.调整电压。在保证二次电压的前提下，应尽量提高变压器的电压分接档位，以减小铁损。

2.三相负载要平衡。如果三相负载不平衡，将增加线路损耗。

3.处理好导线接头，减少导线接头的接触电阻，降低线路损耗。措施有在接头处加涂导电膏及将点与点的接触变成面与面的接触。

4.实施经济调度。应制定各变电所变压器的经济运行曲线，对变压器及时投切，使变压器保持最佳运行状态，合理分配调度有功、无功负荷，使电网的线损进一步降低。

（三）配电变压器的节能技术 (P66) 1.采用节能型变压器，如S10、S11、S13型。

2.合理选择并联变压器的运行台数 ，变压器单位容量的有功损耗最小时的负荷称为变压器的经济负荷，变压器经济负荷与变压器额定容量之比称为变压器的经济负荷率。多台变压器并联运行时，合理选择变压器的运行台数，可使变压器处于经济运行状态。假如是n台变压器，判别运行n台经济还是运行n-1台经济的临界负荷计算公式为（1.8-10):

ScrSNn(n1)P0KqQ0PkKqQN• 式中:

• SN-单台变压器的额定容量； • n-变压器台数；

• △P0——变压器空载有功功率； • △Q0——变压器空载无功功率； • Kq——无功经济当量； • △Pk——变压器额定负载损耗； • △QN——变压器额定负载时的无功损耗。

计算步骤是首先根据实际运行状况计算出用电总负荷S，然后查阅变压器有关参数，根据公式求出n台变压器的临界负荷Scr。如果S＞Scr，则运行n台变压器，如果S＜Scr，则运行n-1台变压器。 （四）供电系统无功补偿容量的选择 (P68) 对电网进行无功补偿，提高系统的功率因数， 可以减少线路损耗。假设配电网年中最大负荷月份 平均有功负荷为Ppj，补偿前的功率因数为 补

cos1偿后的功率因数提高到 cos，则补偿容量为：

2

QCPpj(tan1tan2)Ppj(1111)22cos1cos2五）抑制谐波的措施(3方面P70)

谐波抑制就是谐波源注入电网的谐波电流，将系统谐波电压控制在允许的范围内。

1. 采用无源滤波器： 原理是为谐波提供一条低阻抗路径，保留基波分量，而谐波通过滤波器短路；优点是结构简单设备投资少，运行可靠性高，可以改善电

网功率因数。缺点是频带窄、体积大、损耗大。

2.有源电力滤波器： 一种动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对幅值和频率变化的谐波以及变化的无功进行补偿。优点是具有自适应功能，可以实现动态补偿；缺点是价格偏高。

3.采用混合型电力滤波器： 混合型滤波器就是把无源滤波器和有源滤波

器结合一起实现抑制谐波的装置；无源滤波器承担大部分的谐波补偿，有源滤波器是对无源滤波器补偿的优化和补充。 电机系统节能技术

（一）风机及泵类负载的节能（P77） 1.选用节能型电动机、风机、泵。

2.选用风机时，按正常操作流量的1.1~1.15倍及风压余量不超过10%的要求考虑选用风机。

3.选用泵时，在满足所需最大压力的情况下，其额定流量为正常操作流量的1.1~1.5倍，扬程余量不超过8%。

4.根据负载功率的大小，合理选择电动机的额定功率，使电动机运行时的平均负载率在0.7~1之间，确保电动机高效运行。 （二）电动机软启动的特点(P80)

1.电动机软启动时，起动电流从零线性上升至设定值，无冲击电流。

2.软启动器可以引入电流闭环控制，使电动机在起动过程中保持恒流，确保电动机的平稳起动。

3.可根据负载特性调节起动过程的各种参数，保证电动机处于最佳的起动状态。 4.降低了电动机在空载或轻载时的输入电压，减小了电动机的损耗，提高了功率因数，减少了线路损耗。

5.具有过载、过流、缺相、过热等保护功能，提高了设备的可靠性。 （三）变频调速控制方式及节能技术分析 1.变频调速控制方式 （P81）

1）.频率在工频频率以下范围内调节，称为恒磁通调压调频调速，也称恒转矩调速 2）.频率在高于工频频率以下范围内调节，这种升频定压调速方式称为恒功率调速。 3）.转差频率控制 。 2.变频调速节能分析（P82）

通常配置风机、水泵、压缩机时，其额定流量高于需要的实际流量。其次，生产状况改变时对流量的需求也发生变化，因此，需要对流量进行调节。若采用节流调节，会造成能量损失。若采用变频调速来调节流量，可取得较好的节电效果。例如某一风机运行时转速为n1，轴功率为P1，通过变频调速，风机转速降低为n2，轴功 率降低为P2。风机轴功率与转速存在下列关系， ，3即风机两种运行

P2P1(n2n1)工况下的轴功率之比是转速之比的立方，风机转速若下降10%，轴功率则下降27.1%。（P83两个公式、说明 （四）空气压缩机的节能措施

1.选用节能型电动机（YX系列）。

2.提高传动效率(3个措施）：合理配置电动机与压缩机之间的传动装置，减少机械传动过程中的能量损失，提高传动效率。

3.降低摩擦损耗。空压机内部的活塞与缸套之间保持良好润滑，减少摩擦损耗（4个措施）

4.减少压力损失和泄漏（5个措施）。

5.提高冷却器的交换热性能。（3个措施）降低冷却水入口温度，提高冷却水流量，及时清除冷却器沉积物，采用软化水等提高冷却器的交换热性能。

6.合理设定工作压力。由于空压机的电耗与排气压力成正比， 在满足生产要求的前提下，适当降低排气压力可节约电能。

7.采用变频调速节能控制，（2个优点）节能效果显著、一般可达30%-40%。 （五）制冷压缩机的节能技术

1.根据实际温度需要选取制冷机型号。选择制冷机时应从温度范围、制冷量、一次性投资、运行管理费用、安全与环保等方面综合考虑。

2.运行与管理中的节能措施。a)蒸发温度不变，冷凝温度越高，制冷机的单位功耗越大，单位制冷量越小。在运行中应尽量降低冷凝温度。b)在冷凝温度一定的情况下蒸发温度越低，制冷机的单位制冷量越小，单位功耗越大，在运行中应适当提高蒸发温度。

3.采用就地无功补偿或选配电机节电器提高功率因数，减少线路和电动机的损耗。 4.采用变频控制节能技术。变频控制通过对压缩机转速的适时调节来改变制冷量的供给，制冷机开始工作时，通常以最大功率最大风量进行制冷，以便能迅速接近设定温度。当达到设定温度后，制冷机便进入低速低能耗状态运行，可提高制冷机的制冷系数，有效节约电能。 电化学节能技术

电化学工业的主要节能技术(9方面P94)：

1.合理选择和设计电解槽。在氯碱工业中，主要采用三种电解方法，即隔膜法电解、水银法电解和离子膜法电解，其中离子膜法电解耗电量最小。铝电解工业的电解槽分为两类，即自焙阳极电解槽和预焙阳极电解槽。大电流预焙阳极电解槽较老式自焙阳极电解槽，节电效果明显。电化学生产过程中的电流非常大，其耗电量与槽电压成正比，因此，降低槽电压是节电的主要着眼点。

2.改进工艺。在工件表面处理过程中控制好电解液中各种成分的比例，氯碱生产中

适当升高电解液的温度，电镀工件时选择电流效率高的镀种等工艺改进措施，都能有效地节约电能。

3.改进电极。电极一方面将直流电压加到电解槽上，通过大电流。另一方面，阳极和阴极往往也参与整个反应过程。因此，电极性能的好坏对电化学过程有重要影响。

4.使用添加剂。对于加速电化学反应过程，提高反应质量和效率，有着明显的作用。

5.采用高效电力整流电源，电化学设备一般都采用直流供电方式，电压低，大约几伏至十几伏，电流大，可达几千安培甚至几万安培，因此电力整流电源效率的高低，对于节电有很大意义。

6.在安装电力整流设备时，应使整流电源的位置尽量靠近电解槽，缩短供电路径。适当加大母线排的截面积，降低供电线路的电阻，减少供电损耗。(注意2点P97)

7.及时检测电解、电镀设备的运行状况。电流效率和平均槽电压每天至少测算一次，单槽电压每月测试一次，以便掌握设备的运行状况。

8.加强电解槽保温，可在槽底槽避上涂敷一定的保温层，使内衬黑度降低，热阻增加，减少电解槽的热损失。

9.同人工控制相比，采用计算机控制技术控制各种操作及运行参数，能够提高电流效率。 电加热节能技术

（一）电阻炉节能技术（8个方面P100）

1.尽量减少电阻炉的蓄热和散热损失。采用耐火纤维、轻质砖等轻质、高效隔热材料作炉衬，减少炉壁的散热和蓄热损失。

2.改善电热元件的性能，增强热辐射能力。按照工艺要求合理选用电热元件种类、安装位置及传热条件，还可以在炉内壁涂刷远红外涂料，或采用远红外加热器，或在电阻丝内放置碳化硅管等，可节电20%以上。

3.提高炉门、炉盖和热电偶插孔等处的密封程度，避免金属热“短路”，减小进出炉输送装置的体积和重量，以免带出过多的热量。

4.应采用大容量炉子，减少单位产品的耗热量，合理安排生产，加强计划调度，尽可能实现炉子连续运行，减少散热损失。

5.优化工艺参数，采用最优的加热能力、升温速度、加热时间以及装料量等。 6.改善炉内功率和温度分布，强化传热过程，改进操作方式方法，加快进出料速度，减少炉门开放时间。

7.盐浴炉节能。一是在选型上尽量选用埋入式盐浴炉，二是采用快速启动节电技术。

8.电阻炉的电热元件自身电阻一般较小，但供电电流很大，供电线路应尽可能短，以减小线路的功率损耗。

（二）电弧炉的节能技术 （八个方面P101）

1.超高功率供电。可以提高熔池能量输入密度，加速炉料熔化，大幅减少冶炼时间，提高电弧炉的热效率，使单位电耗下降。

2.采用强化用氧技术。可以加快钢的脱碳速度，并充分利用氧与原料中的碳、锰、硅等氧化释放的热量，据测，吹氧氧化所产生的反应化学热的能量约占总能量的10%-20%，可缩短熔炼周期40分钟以上。

3.采用泡沫渣技术。熔炼过程中，向熔池内喷碳粉或碳化硅粉，加速炭的氧化反应，在渣层内形成大量的CO气体泡沫，使渣层厚度增加，电弧完全被屏蔽，减少了电弧的热辐射损失，提高了电弧炉热效率，缩短了冶炼时间，延长了电弧炉的

寿命。

4.采用偏心底出钢技术。可进行留钢、留渣操作，做到无渣出钢，可以有效地利用余热预热废钢，缩短冶炼时间，降低电耗。

5.废钢预热。在电弧炉的总热量中，废气带走的热量占21%左右，冶炼产生的废气温度较高，利用废气热量加热入炉炉料，使其温度升高，缩短加热时间，节电效果明显。

6.使用氧燃烧嘴。可有效消除电弧炉内的冷区，促进废钢的同步熔化，对缩短冶炼周期，降低电耗有显著的效果。

7.减少短网的电能损耗。线路损耗约占总耗电量的9%-13%。措施有减少短网长度，降低短网温度。

8.采用直流电弧炉。可使冶炼熔化期大大缩短，电耗明显减少。直流电弧炉具有电弧稳定、短网压降小、短路电流小、磁路涡流损失小、电弧热交换效率高等优点。

（三）感应加热设备的节能技术（P103）

1.合理选择感应炉的类型：应根据生产条件及工艺要求，合理确定电炉的容量、坩埚的尺寸以及电源的频率，正确设计感应线圈的有关参数。

2.提高有心感应炉感应体的性能。降低熔沟的热负荷，减少熔沟与熔池的温差，防止熔沟过热，提高温度的均匀性，这样可以加大感应体的功率，缩短熔炼周期，降低其综合能耗。

3.缩短变压器或变流装置与炉子的距离：减少线路损耗。

4.提高感应炉的负荷率：以使电炉工作在额定状态，保持较高的加热效率。 5.采用合理的装料方法：装炉前，应对物料进行清洁，除去杂物。装料时炉料要装得密实，间隙中填入小块和碎料，熔化后加屑料，这样可以加快熔化过程，还可

以对物料进行预热，以缩短熔化时间

6.对运行工艺及参数进行优化和改进：在满足产品性能的前提下，改进工艺，省掉不必要加热工序，用新的节能热处理工艺代替常规工艺，可以有效降低电耗。 7.合理选用感应炉的水冷电缆及馈电母线截面积：由于感应炉的电流很大，连接导线长度应尽量短，截面积应尽量大，减少线损。

8.合理控制炉温及冷却水温度：被加热物料的温度要合理控制，温度过高将会造成电耗增加，且会降低炉衬的寿命；冷却水温度要适当，进水一般25-35℃，出水一般50-55℃。

9.提高功率因数：感应加热炉的感应线圈是一个大的感性负载，工作时功率因数很低，因此，应对其进行无功补偿，使功率因数达到0.9以上。 （四）远红外加热设备的节能技术 （P105）

1.合理选择辐射源的表面温度：要想得到较大的辐射能量，辐射源的表面温度应该高一些，但温度越高，峰值波长越向短波方向偏移，偏离了远红外线的使用效果，因此应根据被辐射物吸收远红外线的特性来确定辐射源的表面温度，两者匹配，达到最好的加热吸收效果。

2.远红外线辐射元件的配置：照射距离的大小对辐射强度影响很大，距离越近，被加热物收到的辐射强度越大，辐射能利用越充分，但距离过小，会影响有效辐射面积，也会使加热效果变差；对照射不到的地方可以加反射罩或使用灯状辐射元件，以消除死角；对炉内温差过大的可以再加辅助加热元件进行温度调整。

3.炉体的保温和热对流：加强炉体保温和密封，提高炉内温度；对脱水干燥的远红外加热炉，应采取排风措施，促进水分的蒸发干燥，提高热效率。

4.远红外线辐射元件的维护：远红外辐射元件有一定的寿命，长期使用时，性能会逐渐衰减，因此应及时检查更换远红外线辐射元件

照明节能技术

（一）照明节能措施（7个P109）

1.选择合理的照度: 2.选择高效电光源 3.选择高效灯具: 4.使用电子镇流器 5.合理安装布置照明灯具 6.采用照明节电控制措施:如光控、声控 7.采用智能照明控制系统:

（二）采用高效电光源节电量计算

电量的计算内容主要有两个，一个是寿命节电量，另一个是年节电量。 1、寿命节电量： Wzs(PdΔPd)(PgΔPg)hgs考虑电光源的节电率，有： Wh(PP)zszgsdd式中：

WZS——寿命节电量，千瓦时（kWh）； Pd ——原用灯功率，千瓦（kW）；

ΔPd——原用灯镇流器功率，千瓦（kW）； Pg ——高效灯功率，千瓦（kW）；

ΔPg——高效灯镇流器功率，千瓦（kW）； hgs ——高效灯寿期，小时（h）； λz ——电光源节电率。

2.年节电量 采用电光源节电率公式计算，有： 式中：

Wzn(PdPd)(PgPg)hgnWznzhgn(PdPd)Wzn——年节电量，千瓦时（kWh）； hgn ——年照明时数，小时（h）

第二章 新能源及可再生能源利用技术

太阳能利用技术 太阳能集热器

太阳能集热器的核心是吸热板

分类方法：为高温（200℃以上）、中温（100℃～200℃）和低温（100℃以下）集热器三种方式

利用太阳能制冷主要途径。

 1、太阳能—电能（常规制冷机） —制冷 特点：原理简单，容易实现，缺点是成本高；  2、太阳能—热能—制冷

特点：该途径技术要求高，但成本低，无噪声，无污染，是目前太阳能在制冷空调中应用的主要方式。 地热能利用技术

（一）常用地热能利用技术分类、特点及适用范围。(p128)

1、地热发电： 2、地热供暖 3、地热务农 4、地热行医 5、地埋管地源热泵技术: 6、地热制冷空调技术 生物质能利用技术

1.气化技术分类、设备、技术特点。  气化技术分类(p137图1.2.3-2)

 气化炉可分为两大类：固定床气化炉和流化床气化炉(p137图1.2.3-3) 2.固化成型技术分类、成型设备及特点。

 热成型工艺:是目前普遍采用的生物质固化成型工艺  常温成型工艺:在常温将生物质燃料颗粒高压挤压成型的过程  碳化成型工艺:分为两类先成型后炭化和先炭化后成型两类方式。 3.生物质制沼气技术条件:

沼气细菌； 严格密闭的沼气发酵池； 充足的发酵原料； 发酵液浓度适当；适宜的温度；适宜的酸碱度； 充分搅拌。 4.生物质发电技术特点及存在的问题。

 混燃发电技术:成熟，投资少，效益好，比较适合于原有燃煤电站的改造。  生物质气化发电技术:特点:灵活性、洁净性及经济性.(p144表2.3-1)  沼气发电设计:需要考虑以下几个方面：沼气脱硫、保持压力稳定及防爆；在进

气总管上,需加装沼气-空气混合器,调节空燃比和混合气进气量；对沼气发动机有要求较高；加装调速系统。沼气发电技术存在的问题，沼气发动机和发电机组还没形成规模化批量生产，科研生产单位缺乏相关的研究经费，没有对其作深入研究开发的积极性。