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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85381

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