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浅谈现代节能技术
浅谈现代节能技术
以煤炭、石油和电能为例
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课程论文评阅表1
摘要:
2
关键词:
2
1.我国能源工业现状:
2
1.1煤炭工业现状2
1.2石油工业现状2
1.3电力工业现状3
2.我国煤炭工业技术3
2.1综采技术3
2.2煤层气开发技术3
2.3煤炭加工技术4
2.4煤炭气、液化技术4
2.5环境保护取得了新进展4
3.煤炭工业节能方式4
4.我国石油工业技术4
4.1技术有形化有利于技术的传承和资源共享5
4.2技术有形化促进了技术的产品化、商业化5
5.石油工业节能途径5
6.电力工业节能6
7.我国未来能源发展趋势6
7.1能源高效化6
7.2能源格局多元化7
7.3能源清洁化7
7.4能源进一步市场化7
7.5能源全球化7
8.新能源发展展望8
参考文献8
浅谈现代节能技术
摘要:
我国目前所于社会主义初级阶段,经济和科技发展水平尚不健全,工业水平与发达国家还有一段距离要走。
但全球变暖和全球资源消耗加大,污染严重对传统基础工业的发展水平提出了新的要求。
本文以煤炭、石油和电能为例对现代节能技术展开讨论。
就我国的资源现状和工业技术现状国内为对节能放方面所采取的措施和技术的有点和取得的成果进行阐述,最终形成了适合于我国工业节能的对应意见和方案,并展望未来新能源的发展前景。
关键词:
煤炭石油电能节能新能源
1.我国能源工业现状:
随着我国国民经济持续稳定增长,我国能源消费水平也在不断提高。
2010年,我国能消费总量约为32.5亿tce,同比增长5.9%,仅次于美国,位居世界第2位。
目前,我国能源消费量已超过美国,成为能源消费第一大国。
我国的能源消费构成中,煤炭占据主导地位,石油等化石能源供应缺口较大,对外依存度逐年上升。
1.1煤炭工业现状
近年来,我国煤炭技术的发展与应用改变了煤炭产业原本的落后面貌,煤炭技术水平已经成为实现产业现代化、提高煤矿企业安全生产水平、促进煤炭经济稳步发展的关键性因素。
我国煤炭技术在“十一五”期间得到了突破性进展,在煤炭资源勘探、开采、利用以及灾害治、节能减排等方面取得了一大批科技创新成果。
然而我国煤炭技术在基础理论研究等方面还存在不足,需要在“十二五”期间继续加大科研创新力度,为煤炭经济的进一步发展提供可靠的保障。
1.2石油工业现状
我国炼油厂的节能工作从20世纪80年代以来取得了巨大的进展,炼油能耗从1978年的44一2.9MJ/t降低到1955年的2901.5MJ/t,降低了34.3%。
其中常压蒸馏装置从1172.3MJ/t降低到544.3MJ/t,降低了一半以上。
但在20世纪90年代以来的10多年中,从大公司到各个基层企业都集中精力抓炼油厂的扩建,同时做深加工和加工多种原油的装置配套工作,没有同时采取装置大型化、热联合、功热联产等能量综合优化措施,炼油厂节能工作相对来说进展不是很大,能耗又有上升。
1.3电力工业现状
电力工业作为国民经济的基础产业和主要能源行业,是资金密集的装置型产业,同时也是资源密集型产业,无论电源还是电网在建设和生产运营中都需要占用和消费大量资源。
当前,中国火力发电及供热用煤占全国煤炭总产量的51%,产生灰渣占全国70%,火电用水量占工业用水总量的40%,灰尘排放占工业排放33%,二氧化硫排放占工业排放56%,因此,电力工业节能在中国资源节约工作中占有重要地位。
2.我国煤炭工业技术
2.1综采技术
我国自主研制了刮板输送机等综采配套设备,实现成套装备国产化,综采技术及设备适应3~6m厚度的煤层,综采工作面年产可达6Mt以上。
综放工作面可以在13m厚度的煤层达到10.39Mt的年产量,刷新世界纪录。
利用连续采煤机等技术,综掘成巷速度达到300米/月以上,最高可达800米/月左右,煤巷锚杆支护率超过60%,个别矿区甚至达到100%。
无轨运输系统得到广泛应用,锚杆钻机、薄煤层采煤机、履带行走支架等开采设备的应用使开采量得到大幅提升,已能够在0.9m厚煤层实现自动化开采,月产量达36.7kt,在0.8~2.0m煤层实现安全高效的无人开采。
2.2煤层气开发技术
通过深入研究,我国的煤层气开发技术在地面与煤矿区取得了基础理论、装备等方面的进展,初步揭示了煤层气成藏机理等规律,探索了协调开发模式,形成煤层气勘探技术,建立了煤矿区煤层气一系列的技术体系。
与此同时,开发了水平长钻孔设备等机械装备,水平成孔深度超过1000m,松软突出煤层可以实现168m的成孔深度。
开发了瓦斯共采等技术及设备,形成煤与瓦斯共采体系。
2.3煤炭加工技术
重介选煤相关技术已经处于国际领先水平,相关工艺得到广泛推广,主要生产环节实现了自动化监控并落实了全厂集中控制。
目前,我国自主生产的选煤设备可达4Mt/a,通过完善煤泥水澄清、利用、回收体系实现了煤泥的循环利用,水煤浆技术及设备也取得了突破。
2.4煤炭气、液化技术
我国的灰熔聚煤气化技术、航天炉等技术得到进一步完善和推广,已建成6t/d、1Mt/a中试装置与示范装置,间接液化技术已建成180kt/a示范装置。
煤制天然气产业化进程还处于初步阶段,加氢气化等技术还处于研发中,已建成1.3Gm/a规模的生产线。
我国在电极碳等煤基碳材料取得丰硕成果,促进了工业化生产水平的提高。
煤制甲醇等化学品产量居于世界第一,煤化工系统等相关技术取得新突破,工业生产系统实现动态融合,可靠性超过同类系统,并在燃烧室等技术上突破了国外垄断的局面。
2.5环境保护取得了新进展
通过巷道矸石充填等技术,实现了矸石不上井,将环境保护工作与煤炭开采同步化。
利用充填复垦、疏排降法复垦等技术将恢复生态学以及景观生态学应用到煤矿区治理中,煤矿区污染治理工作取得新的进展,环境保护能力得到进一步提高。
3.煤炭工业节能方式
针对我国煤炭工业现状,目前多从以下三个途径控制煤炭工业的节能减排:
一是技术节能,即上述煤利用过程重点节能技术水平的不断提高和创新所实现的节能和节煤;
二是结构节能,即通过调整能源结构和工艺路线达到提高用能效率、减少煤炭消耗的目的;
三是管理节能,即通过健全能源管理制度、加强能源计量管理和系统节能,以提高能源利用效率。
4.我国石油工业技术
4.1技术有形化有利于技术的传承和资源共享
中国石油长期以来研发形成了一系列成熟、先进、实用的技术,但技术集成不足、配套不够,显性化、有形化程度不够,不利于推广应用,商业化程度不高。
研究认为,通过技术有形化工作,可以使分散、隐性、由少数专家掌握、自用的技术变成公司范围内可共享、可传承的显性技术,不会因技术持有人的原因而使技术脱节、失传。
技术的有形化有效防止了技术成果的散失,并使技术成果的资产价值得以显现。
4.2技术有形化促进了技术的产品化、商业化
中国石油近年来重点推广应用的岩性地层油气藏勘探技术、低渗透油藏开发技术、气体钻井、水平井、欠平衡钻井和地震数据处理解释一体化软件、近钻头地质导向系统等一系列具有自主知识产权的先进技术,推动了公司主营业务的发展,取得了很好的效果。
这些先进适用的成熟技术如果能在海内外市场上进行推广将会获得丰厚、显著的经济效益,有力支撑主营业务实现跨越式增长和发展。
通过技术有形化工作,对这些技术进行包装,制作出宣传册、宣传片等有形化产品,进行对外宣传与技术交流等活动,展示公司形象和技术实力,有助于在更大范围内、更高层次上发挥公司现有技术成果的商业价值,提升中国石油的技术品牌形象、影响力和核心竞争力。
5.石油工业节能途径
一切工艺或设备的变化,都涉及能量利用状况的变化,许多改造项目都会提供节能改造的机会,所以对改造项目应认真、严密地进行节能改造的可行性研究,在投资回收期不大于3-5a,或内部收益率不小于20%一30%的条件下,应向上级申请立项,实施节能改造工程。
第一,对节能优化和能源结构优化的改造工程,需要较多投资而且经济效益很好时,应立项研究,制订方案,做好设计和订货,利用停工检修的机会实施改造工程。
第二,单位能耗较高、节能潜力较大、近期加工量和生产条件没有较大变化的厂,不宜零打碎敲、分散孤立地实施节能改造项目,宜做好能量核查,制订包括装置优化、热联合、低温热利用、蒸汽动力系统优化、能源结构调整在内的全厂能量综合优化规划,以及分年度逐步实施改造方案。
第三,上级已经批准扩大生产规模,或调整总流程、增建或扩建个别或几个装置的炼油厂,必须配合扩产规划和设计方案研究制订能量系统分析和综合优化的技术方案。
往往只增加较少的投资,在扩产同时能获得巨大的节能经济效益。
第四,开发新产品的项目和新工艺装置建设的项目,都必须在设计时先对原有系统(包括装置和公用工程)能量利用分析评价,提出新装置能量利用一与原有系统配合集成的优化方案,以便最大限度地利用原有热源和热阱。
第五,由于内外部条件变化,通过能源结构重大调整可以获得巨大的节能和经济效益的炼油厂,应专门立项研究申请改造。
例如,新建CFB锅炉或水煤浆炉以煤代油,利用天然气热电联产改造原有蒸汽动力系统的项目,等等。
6.电力工业节能
随着全球能源紧缺,节能成为了人们最关心的话题,而节约电能又是节能的重点,从有关数据可以看出,因为人类目前的科学技术仍然不够先进,在社会生产与科技研究中仍有大部分的能量被白白浪费掉,因此,节电已经受到世界各国政府与民众的重视。
常说的节电即实施可行、经济、合理的技术措施,以直接和或间接地降低电能的损耗,提高能效并做到绿色环保。
平衡三相负荷、采用节能的变配电设备、改善系统的功率因数、降低线损、抑制谐波的危害、采用稳压装置、平衡三相电压以及降低电动机的启动电流等方式能够节约10%~20%的电能,供配电系统节电分析就是在这样的节电基础上实现优化企业或工厂供配电系统经济运行,提高线路输电的能力以及增强电能的转换效率。
所以,供配电系统的节电分析是当今电力研究领域一个重要的课题,具有十分重要的意义。
7.我国未来能源发展趋势
基于现代能源的一些特征及当今世界能源消费特点分析认为,能源的发展趋势主要有:
高效化、多元化、清洁化、市场化和全球化。
7.1能源高效化
能源的创新特性要求各种新技术的发展以实现能源的高效化为目标。
能源的高效化应认识两点:
一是开发与利用高效的能源,如氢能源,核燃料等;二是提高能源利用率,目前发展中国家,特别是我国,能源利用率的提升空间很大,可以通过技术的革新、设备的升级以及运行方式的优化来提高能效。
7.2能源格局多元化
目前,以石油、煤炭为主的能源格局将向以天然气为主转变,并且水力、核能、风能、太阳能将得到广泛应用。
2008年,全球在新能源领域的投资逾1000亿美元,涨幅近30%(数据出自普华永道、汤普森风险经济及美国风险资本协会的报告)。
环境保护意识的提升、能源供应成本的增加,可持续发展观念的深入人心,决定了能源的发展趋势,水能、核能、风能、太阳能四大新能源将会在未来能源格局中起主导作用。
近期核电产业会快速发展,我国规划了多处核电站的建设,这将成为低碳减排的重要一环;风能产业则将迅猛发展,装机容量也会有大幅增长,成为近几年来能源投资的重点之一。
7.3能源清洁化
环保标准的日益严格以及新技术的发展将促使能源清洁化,能源清洁化一方面指使用清洁的能源,一方面是采用新技术,将原来认为的“脏”能源清洁化。
在未来十至十五年内,世界能源消耗结构中天然气所占比例将增加,煤炭所占比例将减少,而石油的消耗基本持平。
一些国家将主导发展核电,逐渐减少煤矿的开采,以期减少温室气体排放量,这与大能源的低碳性相吻合。
特别是我国这样以煤为主要能源的国家,二氧化碳的排放量必将成为制约国民经济发展与环境保护的瓶颈。
要破除这个瓶颈,就必须以更为清洁的能源作为主要能源。
因此,清洁化的能源成为我国乃至全球的一个发展趋势。
7.4能源进一步市场化
能源的金融性,将促使能源资源优化配置,使能源得以合理有效地利用。
世界经济的发展和经济全球化进程,在很大程度上取决于公平、合理、经济地解决能源问题。
世界能源市场化程度越来越高,当前,各国均不断完善其国家的能源策略和相关法律法规,来规范能源市场和金融市场的关系,这将进一步提高能源规范化和市场化程度。
7.5能源全球化
世界经济发展至今,能源问题已不是一个国家能单独依靠本国资源可以解决的。
世界能源资源分布的不均衡性,各个地区能源消费结构的差异性,均要求能源全球化配置,以促进世界经济的进一步发展,如石油贸易量年年增长。
很多能源消耗大国纷纷开始与生产能源的地区进行合作,达到双赢的目的。
不仅仅是常规能源本身,对于新能源、新能源技术等也需要世界各国共同协作配合,进行探索研究。
8.新能源发展展望
未来能源供需将更加注重节能减排、智能化、高科技的新型能源开发、以及包括电力在内的现代能源综合运输体系构建等方面。
因此,未来能第2期源决策支持技术也将呈现复杂化、全局化的发展趋势,涉及政治、经济、社会、环境、气候等多领域,相互之间的影响和联系愈加显著。
同时,由于新能源的发展,电力在能源决策过程中的中心地位将进一步突出,新能源发电将得到规模化发展和跨区域消纳,决策目标将涵盖技术、经济、环境、政策等多方面,因此,对电源与电网开展多区域、多目标、多时间尺度下的统一协调规划与技术经济综合分析是未来能源决策发展的重要趋势与方向。
在能源开发方面,未来能源决策支持技术不仅要考虑常规化石能源的高效利用,还要考虑太阳能、风能、快堆、核聚变、氢能、可燃冰等高科技新型能源的发展。
在能源运输方面,不仅要考虑传统化石能源运输,还要考虑新能源发电的跨区输送与消纳,以及能源市场对能源资源大范围优化配置和包括电力在内的现代能源综合运输体系的发展要求。
在能源消费方面,不仅要考虑能源消费总量、结构变化,还要考虑节能减排、能源替代、绿色能源消费理念等的影响。
在能源政策需求方面,不仅要考虑大型能源基地集中集约开发和跨区消纳的政策需求,还要考虑分布式能源系统的建设运行、满足合理能源消费的政策需求以及各种新能源开发、输送、消纳的政策需求。
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