第四章 清洁的能源2.ppt

1、第四章 清洁的能源第二节第二节 提高能效、节约能源提高能效、节约能源一一、节能和能源利用效率、节能和能源利用效率 1、节能、节能：是指加强用能管理，采用技术上可行、经济上合理及环境和社会可以承受的措施，减少从能源生产到消费各个环节的损失，并尽最大可能提高能源的利用效率。2、能源利用效率：、能源利用效率：是指能源中所具有的能量被有效利用的程度也就是能量利用效率，通常以表示 供给能量100有效利用能量 二二 中国能源效率与节能潜力中国能源效率与节能潜力（一）衡量或评价一个国家（一）衡量或评价一个国家(或地区或地区)能源能源效率和节能潜力的方法和指标效率和节能潜力的方法和指标：一类是能源经济效率能源

2、经济效率指标指标；一类是能源技术效率能源技术效率指标指标。1、能源经济效率、能源经济效率：也称能源强度，是指产出单位经济量(或实物量、服务量)所消耗的能源量。能源经济效率指标通常用宏观经济领域的单位GDP 能耗和微观经济领域的单位产品能耗来表示。国家每t标准煤产出GDP/美元1 亿美元GDP 消耗能源万t 标煤能耗强度中国 859 11.64 100 美国 3135 3.19 27 日本 5663 1.77 15 印度 1068 9.36 80 2001 年中国能源经济效率与世界比较 2、能源技术效率、能源技术效率：也称能源系统效率，是指使用能源的过程中(不包括开采)所取得的有效能源与实际输入

3、的能源量之比。3、部门单项能源效率、部门单项能源效率：首先对占全社会能源消费70%的14个部门(其中能源转换部门6个，包括煤电、发电、炼油、产煤、炼焦和焦炉煤气，能源终端消费部门8个，即粗钢、合成氨、乙烯、水泥、铝、交通及城乡居民生活)进行测算，比较得出相应的节能潜力，再推算得出其余30%的用能部门的节能潜力。（二）节能潜力（二）节能潜力 无论从能源经济效率还是技术效率分析，我国的能耗效率都是比较低的，节能的潜力是巨大节能的潜力是巨大的。具体分析，主要有以下几个原因：1、产业结构不同 2、能源结构不同 3、工艺技术、设备规模及管理水平不同 1、产业结构、产业结构 我国现正处于工业化中期阶段工业

4、化中期阶段，产业结构调整正在进行中。同日本和美国相比，我国第三产业产值比重只占33，不到美国和日本的1/2；第二产业产值比重高达49，相当于美国、日本的1.52倍，工业能耗比重高达70。在一定时期内，我国第二产业的比重仍将保持较高水平，并处于高耗能状态，如我国工业行业中，冶金、化工、建材等高耗能工业，产值不足工业总产值的20，但能源消耗却超过工业用能总量的60。在这三个行业中，高新技术和先进工艺少，初级中级技术和工艺多，达到国际规模和水平的连续高效的先进生产设备比重偏低，产品单耗居高不下。2、能源结构、能源结构 与世界能源结构平均水平比较，我国煤炭比重基本上与世界石油天然气比重相当，而石油天然

5、气比重与世界煤炭比重持平。据分析，在一次能源品种中，我国煤炭的利用效率约为27：原油利用效率约达50；天然气利用效率约达57；电的利用效率约为85%。同世界各国的能源效率比较（见表47）。我国能源组合利用效率为36.18，比世界各国平均利用效率50低10多个百分点。2002年世界主要国家能源结构及利用效率比较（）国家 能源消耗总量/百万t油当量 煤炭 石油 天然气 水电以及核电 能源利用效率 中国 1036.5 65.5924.62 2.71 7.82 36.81 美国 2293.0 24.15 39.00 26.20 10.64 50.00 日本 509.4 20.67 47.62 13.6

6、8 18.02 52.51 印度 325.1 55.61 30.05 7.81 6.55 40.06 3、工艺技术、设备规模及管理水平、工艺技术、设备规模及管理水平 国内通用设备的效率一般均低于多数发达国家，大部分工业锅炉、风机、水泵、电机的效率与国外先进水平差距较大。我国绝大多数企业没有形成合理的经济规模，而且国内规模差距也较大，造成我国产品单耗较高。如小型企业与大型钢铁联合企业t钢综合能耗相差200kg标准煤，水泥立窑年产量占水泥总产量的75，每t小水泥能耗是先进高效回转窑水泥能耗的1.4倍；我国与节能密切相关的统计、计量、考核制度也不完善，信息化水平低,损失浪费严重。如燃烧工业锅炉、电动

7、机的设计效率与国际先进水平差不多，但由于管理水平低，运行不合理、能源浪费严重，实际运行的效率只有65%左右。三三、节能的宏观调控措施、节能的宏观调控措施（一）加强和改善管理（一）加强和改善管理（二）调整工业结构（二）调整工业结构（三）工业合理布局（三）工业合理布局（四）改革工业产品构成（四）改革工业产品构成（五）进行企业改革、设备更新及工艺改革（五）进行企业改革、设备更新及工艺改革（六）供应优质燃料（六）供应优质燃料（七）合理使用能源（七）合理使用能源（八）多种能源互相补充（八）多种能源互相补充（一）加强和改善管理（一）加强和改善管理 加强和改善能源使用中的管理，在不需要花费很多投资、不在设备

8、上大改大动的情况下，就能使能耗大幅度下降。具体而言，就是要建立健全的能源管理机构，制订科学的能源使用办法和规章制度，搞好计量、定额、统计等基础工作。以四川省为例，80年代四川省限期装好民用“三表”实行计量收费，电表、气表的安装率达到95%，水表达70%。全省安装能源计量器具，一年节约电能1.1亿度，天然气1.2亿m3，水7000万t，价值达4250万元，成效显著。（二）调整工业结构（二）调整工业结构 在对全局需要不受影响的情况下，因各种工业的能耗量不同，可以适当调整轻重工业的合理比例。钢铁冶金等重工业耗能大，但产值较低，而纺织、仪表、电子等轻工业耗能少，而产值高，应合理组织，使在能耗最低的情况

9、下产值最高。这里有一个优化问题。以上海为例，在总能耗不增加的情况下，若将冶金工业能耗比重降低一半用来发展轻工业，则工业生产总值将增加2025。（三）工业合理布局（三）工业合理布局 我国能源生产与消费在地区分布上很不平衡。过去在能源缺乏地区，建造和扩建了大批能耗大的工业企业，形成了“北煤南运”和“西煤东运”的局面，占用了大量的运输能力，例如占铁路总运输量的1/3，增加了能源消耗。根据我国能源资源分布的特点，在调整工业结构时，必须重视调整大耗能工业的合理布局，逐步改变我国目前能源生产基地只以输出能源为主的状况。（四）改革工业产品构成（四）改革工业产品构成 不同的产品对能源的需要量差别很大，无论是重

10、工业产品还是轻工业产品，都是如此。从单位产值的综合能耗看，不同产品之间的能耗可能相差好多倍，甚至十几倍。一般来说，单位产值的能耗量多少与产品加工程度有关，加工程度越高，附加产值越大的产品，单位产值的能耗量就越低。要以耗能少的产品来取代耗能多的产品，以节约能源，对发展国民经济有利。当然，这里也有一个全局观点的问题，一些能耗高的，又必不可少的产品，如一时不能代替，还是要生产的。（五）进行企业改革、设备更新及工艺改革（五）进行企业改革、设备更新及工艺改革 目前我国工业生产设备老化，效率低，能耗高，而且工厂分散。对同行业的小厂，可以进行行业改造，适当加以集中合并，同时逐步更新老设备，以达到降低能耗的目

11、的。我国电力生产耗煤占全国煤炭产量的1/6。中低压小型发电机组占很大比重，因此耗煤量大。必须对能耗过多的小型机组有计划地加以淘汰。在水泥生产中，每t水泥熟料的平均燃料消耗，湿法炉窑比悬浮预热干式炉窑要高63%。改革工艺过程同样可以大量节约能耗。（六）供应优质燃料（六）供应优质燃料 目前，我国一般的工业、动力用煤灰分含量高，粒度大小不一，供应品种多变，往往与燃烧设备的要求不相适应，影响燃烧效率，增加燃料消耗量。而且这种煤增加运输能耗，若以每年10亿t计，如含灰量为15%，相当于每年运输的石头达1500万t，而且对大气污染也很严重。因此今后应逐步做到供应优质燃料。（七）合理使用能源（七）合理使用能

12、源 各种不同品质的能源要合理供应，对口使用，做到各得其所。例如优质能源石油应当用于运输机械，因为煤用于蒸汽机车的热效率只有7，而内燃机车的热效率却可达到20左右。当前我国石油还要作化工原料等其它用途，发展内燃机车受到限制，因此机车应当逐步实现电气化。煤炭主要供发电用，在电站中燃煤与燃油的电站效率相差不大。我国已发现的地热资源，一般温度较低，只适用于供热。农村用燃料，除供应必须的煤炭外，应大力发展沼气，既是能源，又可做肥料。（八）多种能源互相补充（八）多种能源互相补充 综合利用我国农村广大，人口众多，能源短缺。今后除薪柴、秸杆等生物质能的利用外，还要考虑水能、风能、太阳能以及沼气等的综合利用，从

13、而节约相当数量的常规能源。四四、具体节能措施、具体节能措施（一）节约煤炭（一）节约煤炭 1.工业锅炉大型化 2.电机组现代化 3.城市煤气化 4.工业炉窑高效化（二）节约用油（二）节约用油 1锅炉与工业炉窑的节油 2内燃机的节油 1锅炉与工业炉窑的节油锅炉与工业炉窑的节油 我国以石油作为燃料，包括石油工业自用量在内，烧掉的油量占实际消费总量的一半。其中属于工艺上必须烧油和作为燃料的数量仅占30，而作为一般工业锅炉和电站锅炉的燃料却占70。这一部分石油消耗量必须大大压缩，以煤代油，。2内燃机的节油 石油的最大用户将是内燃机，亦即用于交通运输、农业动力及国防。内燃机是应用范围很广、热效率高的一种热

14、力发动机，内燃机所消耗的石油，在美国达全国石油总消耗量的50以上，在我国，目前内燃机所消耗的油约占全国石油总产量的1/3，油耗很大，一般比国外同类产品高1015，此外，因道路质量、使用及维修的技术水平低、内燃机带病工作，使得实际油耗比上述数字大得多。我国内燃机节能潜力是很大的，内燃机的节能措施有几个主要方面：（1）研制新产品，逐步淘汰落后产品要有计划地组织力量研制新产品，使之在较短的时间内投产。（2）开展内燃机燃用劣质燃料的研究工作（3）进行代用燃料的研究。（4）内燃机的余热利用（5）开展用微处理机控制最佳运行参数（三）节约用电（三）节约用电 1 输配电节电 2电动机节电 3热处理电炉节电 4

15、金属弧焊机节电 5照明节电 1 输配电节电输配电节电（1）提高供电电网电压提高供电电网电压输送同样的负荷；（2）增设联络线改建电网，增设联络线，并适当加大电线电缆的截面尺寸；（3）调整变压器的容量调整变压器的容量调整到和用电相适应的规格；（4）减少无功电流的远距离输送。2电动机节电电动机节电（1）电动机容量要合理容量要合理选择电动机的额定容量应根据负载的需要正确选择。因一般电动机在90%100%负载时效率最高。（2）电动机不应在空载下运行不应在空载下运行。（3）电动机轻载时的节电轻载时的节电问题。如果感应电动机的负载没有达到额定值的40%，可将三角形的定子绕组换接成星形。（4）相位补偿法提高功

16、率因数提高功率因数。3热处理电炉节电热处理电炉节电（1）应尽量做到集中开炉，连续作业集中开炉，连续作业。如果部件待料或操作人员休息时间较长，则应停炉。（2）电炉工作时，应该在满负载满负载条件下工作，从而降低加热产品单位的耗电量。（3）减轻装料盘箱或夹具的质量减轻装料盘箱或夹具的质量。装料盘箱或夹具在制品加热时，有时要一起入炉加热，其质量和尺寸必须尽可能减小。出料以后可以将装料盘箱及夹具立刻放进绝热室，保持温度以利再用。（4）减少电炉中热量的损失热量的损失。炉衬必须用绝热材料，不允许用炉渣、沙等来代替。电炉表面应涂银粉漆。4金属弧焊机节电金属弧焊机节电（1）设备利用方面，杜绝电焊变压器在空载杜绝

17、电焊变压器在空载。空载期间，应将电焊变压器的电路切断，或安装一个当电弧间断时能自动断开电路的开关。（2）减少阻抗线圈阻抗线圈的匝数，可以提高电焊机的工作效率。（3）工艺方法方面，工作之前应该熟悉焊接的工艺过程、焊缝尺寸和公差以及焊接规范。（4）采用高生产率的电焊方法，如埋弧焊法和加大焊接规范，提高焊接电流的电流量以提高生产率。5照明节电（1）照明系统方面节能包括：不需要照明时应随手关灯；采用自动光控制系统；（2）光源节能方面：采用节能灯代替白炽灯。（3）利用自然光：采光窗；光导纤维。（四）蒸汽管网系统节能（四）蒸汽管网系统节能 1、现状：年燃煤总量达36亿t标准煤，已占全国燃煤总量的1/3，而

18、整个系统的热能利用效率只有30左右，相当于蒸汽系统总能耗的1/2以上。2、主要问题：一是蒸汽泄漏严重；二是约有70的凝结水未被回收而直接排放到地下 3、任务：提高燃烧效率（包括提高锅炉效率、空气预热和排烟处理）；减少蒸汽泄漏（包括疏水阀、阀门管件、填料垫片、遥控监测和堵漏维护）；增加凝结水回收（包括系统设计、产品优选、集中控制和安装维护）；减少散热损失（包括保温设计、保温材料、保温施工、维护管理）；提高用热效率（包括提高换热效率、余热回收利用、温度控制、压力调节、二次蒸汽利用和空气排放等）。（五）水泥工业节能（五）水泥工业节能 1、现状：我国水泥总产量达6亿t（2000年），居世界首位。生产各类建材需要消耗能2亿多t标准煤，并排放可观的粉尘和废气，仅水泥、石灰生产每年就排放27亿 t。2、能耗：熟料烧成的热耗和粉磨过程的电耗 改进：炉窑；工艺；设备；原材料