了得網工業技術_中國高能耗機械裝備運行現狀及節能對策研究

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該書內容為中國工程院咨詢研究項目：“中國高能耗機械裝備運行現狀及節能對策研究”研究成果，對國內石油、煤炭、石化、鋼鐵、鋁業、火電及工業鍋爐七個行業高能耗裝備狀況、運行現狀等方面進行介紹，並提出相應節能對策。

內容簡介

《中國高能耗機械裝備運行現狀及節能對策研究》是中國工程院“中國高能耗機械裝備運行現狀及節能對策研究”咨詢項目的研究成果，彙編了項目綜合報告和七個專業課題的研究報告。項目選取我國石油、煤炭、石化、鋼鐵、鋁業、火電及工業鍋爐七個行業，對高能耗機械裝備概況、運行現狀進行調研；從設計、制造、工藝、控制、操作、管理等多方面出發，圍繞高能耗機械裝備運行現狀、能耗水平評價、節能潛力發掘、節能對策導向、節能技術創新和基於能效診斷的裝備技術升級等方面進行研討，分析了高能耗機械裝備低效運行的諸方面原因，提出若干節能減排措施和政策建議。

作者簡介

高金吉：中國工程院院士

序前言篇中國高能耗機械裝備運行現狀及節能對策研究
第1章中國高能耗機械裝備應用概況
1.1高能耗機械裝備及本報告研究領域
1.2中國高能耗機械裝備應用情況
1.3高能耗機械裝備在國民經濟中的地位
1.4小結
參考文獻
第2章中國高能耗機械裝備運行現狀
2.1中國高能耗機械裝備取得的節能突出成果
2.2中國高能耗機械裝備基本運行狀況
2.3國內外高能耗機械裝備能耗水平對比
2.4存在的問題及原因分析
2.5中國高能耗機械裝備節能的迫切性
2.6小結序前言篇中國高能耗機械裝備運行現狀及節能對策研究
第1章中國高能耗機械裝備應用概況
1.1高能耗機械裝備及本報告研究領域
1.2中國高能耗機械裝備應用情況
1.3高能耗機械裝備在國民經濟中的地位
1.4小結
參考文獻
第2章中國高能耗機械裝備運行現狀
2.1中國高能耗機械裝備取得的節能突出成果
2.2中國高能耗機械裝備基本運行狀況
2.3國內外高能耗機械裝備能耗水平對比
2.4存在的問題及原因分析
2.5中國高能耗機械裝備節能的迫切性
2.6小結
參考文獻
第3章中國高能耗機械裝備的節能潛力及目標
3.1國內外高能耗機械裝備節能技術發展趨勢
3.2中國高能耗機械裝備節能潛力分析
3.3中國高能耗機械裝備中長期節能目標建議
3.4小結
參考文獻
第4章中國高能耗機械裝備的節能對策研究
4.1政策調控引導
4.2科技創新節能
4.3依法節能
4.4構建節能專業隊伍與體繫
4.5節能技術創新及推廣應用
4.6建議開展的研究課題
4.7小結
第5章結論和建議
5.1主要結論
5.2主要建議
第二篇中國高能耗機械裝備運行現狀及節能對策專業研究報告
第6章中國石油行業高能耗機械裝備運行現狀及節能對策研究
6.1引言
6.2中國石油行業高能耗機械裝備運行現狀
6.3油田生產環節耗能狀況和節能對策調查
6.4油田鑽井、作業與增產措施環節耗能狀況分析與節能對策
6.5石油裝備制造業能耗狀況調研分析
6.6總結
參考文獻
中國高能耗機械裝備運行現狀及節能對策研究目錄第7章中國煤炭行業高能耗機械裝備運行現狀及節能對策研究
7.1引言
7.2國內外煤礦裝備的現狀研究
7.3國內外煤礦機械裝備的能耗現狀研究
7.4國內外煤礦裝備的節能技術及經驗
7.5煤礦裝備的節能對策與建議
7.6總結
參考文獻
第8章中國石化行業高能耗機械裝備運行現狀及節能對策研究
8.1引言
8.2國內外石化高能耗裝備整體概況
8.3國內石化裝備能耗特點及所存在的問題
8.4國內石化裝備節能經驗與前景
8.5石化機械裝備節能對策與建議
8.6總結
參考文獻
第9章中國鋼鐵行業高能耗機械裝備運行現狀及節能對策研究
9.1引言
9.2中國鋼鐵工業發展現狀
9.3鋼鐵工業高能耗工序與裝備
9.4鋼鐵工業節能減排對策與建議
9.5總結
參考文獻
第10章中國鋁業高能耗機械裝備運行現狀及節能對策研究
10.1引言
10.2鋁業高能耗裝備總體概況
10.3國內鋁業技術裝備能耗特點與存在問題
10.4鋁業技術裝備節能管理經驗及節能前景
10.5鋁業技術裝備節能對策與建議
10.6總結
參考文獻
第11章中國火電行業高能耗機械裝備運行現狀及節能對策研究
11.1引言
11.2中國火力發電狀況
11.3國內火電機組能耗狀況
11.4國內火力發電節能降耗存在的主要問題
11.5火力發電節能技術及對策
11.6總結
參考文獻
第12章中國工業鍋爐行業高能耗機械裝備運行現狀及節能對策研究
12.1引言
12.2中國工業鍋爐行業狀況及運行情況
12.3國內工業鍋爐運行存在問題及分析
12.4國內外工業鍋爐節能情況對比
12.5國內工業鍋爐行業節能潛力分析及推進節能減排的措施
12.6中國工業鍋爐未來技術發展
12.7結論及展望
參考文獻

在線試讀

第1 章中國高能耗機械裝備應用概況
1. 1 高能耗機械裝備及本報告研究領域
工業是國民經濟支柱.工業現代化是強國的重要標志.也是綜合國力的重要體現.在工業生產過程中必然消耗諸如電力、汽油、柴油等能源.這些能源被作為原料或動力燃料.各種工業裝備所消耗的能源不盡相同.可用能耗衡量指標將工業能耗裝備分為高、中、低三類分別管理.便於有關部門對工業能耗更有效地監督與控制.
所謂高能耗工業裝備.通常是指工業流程中為了獲得產出而必須輸入較高能量的裝備.如冶金與軋制、煤炭開采、火力發電、石油探采與煉制、有色金屬冶煉等.這些裝備在流程工業和整個工業體繫中占有支柱地位.是事關國計民生的關鍵工業裝備.這些裝備耗能高.並非低效.具有高輸入高產出的明顯特征.在國民經濟和國家能耗指標中具有舉足輕重的地位.
但因設計、操作、管理等多方面因素導致其偏離設計期望值運行.
其能耗將會高出正常範圍.對能耗結構影響極其巨大.給國民經濟和能
耗比例構成極大壓力.引起國家和相關部門高度重視.
造成這些高能耗裝備運行現狀的原因繁多.有不同經濟和技術發展過程中遺留的問題.也有計劃經濟與市場經濟轉型中尚未解決的問題.有政策導向和宏觀調控方面的問題.也有市場經濟利益驅動企業取向的問題.可謂錯綜復雜.對這些裝備運行現狀進行調研.分析其運行中存在的問題.探求尚存的節能潛力與對策.以提升這些高能耗設備運行效益.對於推動國民經濟向節約化方向發展和完成節能減排目標都具有重要意義.
本報告的研究領域:高能耗裝備廣泛存在於工業、農業、交通、軍事、航天等各領域.但在典型工業領域內高能耗設備所消耗的能量為可觀.也存在巨大節能潛力.對這些高能耗裝備進行節能研究.將會帶來明顯的經濟和社會效益.
這些典型工業領域又以石油、煤炭、石化、鋼鐵、鋁業、火電和工業鍋爐七大行業對國民經濟影響為突出.調查發現這七大行業產值占到國民生產總值的65%以上.能源生產占到全國能源總生產量的85%以上.能耗量也在國民經濟總能耗中占很大比重.所以選擇這些行業進行高能耗裝備運行狀態調研分析.對推動中國節能工作進展和建設節約型社會具有重要的代表意義.
因行業性質和生產過程不同.這些行業中主要高能耗裝備運行方式也不盡相同.進而導致其高能耗原因也有較大差異.主要體現在以下幾個方面.第1 章中國高能耗機械裝備應用概況

1. 1 高能耗機械裝備及本報告研究領域

工業是國民經濟支柱.工業現代化是強國的重要標志.也是綜合國力的重要體現.在工業生產過程中必然消耗諸如電力、汽油、柴油等能源.這些能源被作為原料或動力燃料.各種工業裝備所消耗的能源不盡相同.可用能耗衡量指標將工業能耗裝備分為高、中、低三類分別管理.便於有關部門對工業能耗更有效地監督與控制.

所謂高能耗工業裝備.通常是指工業流程中為了獲得產出而必須輸入較高能量的裝備.如冶金與軋制、煤炭開采、火力發電、石油探采與煉制、有色金屬冶煉等.這些裝備在流程工業和整個工業體繫中占有支柱地位.是事關國計民生的關鍵工業裝備.這些裝備耗能高.並非低效.具有高輸入高產出的明顯特征.在國民經濟和國家能耗指標中具有舉足輕重的地位.

但因設計、操作、管理等多方面因素導致其偏離設計期望值運行.

其能耗將會高出正常範圍.對能耗結構影響極其巨大.給國民經濟和能

耗比例構成極大壓力.引起國家和相關部門高度重視.

造成這些高能耗裝備運行現狀的原因繁多.有不同經濟和技術發展過程中遺留的問題.也有計劃經濟與市場經濟轉型中尚未解決的問題.有政策導向和宏觀調控方面的問題.也有市場經濟利益驅動企業取向的問題.可謂錯綜復雜.對這些裝備運行現狀進行調研.分析其運行中存在的問題.探求尚存的節能潛力與對策.以提升這些高能耗設備運行效益.對於推動國民經濟向節約化方向發展和完成節能減排目標都具有重要意義.

本報告的研究領域:高能耗裝備廣泛存在於工業、農業、交通、軍事、航天等各領域.但在典型工業領域內高能耗設備所消耗的能量為可觀.也存在巨大節能潛力.對這些高能耗裝備進行節能研究.將會帶來明顯的經濟和社會效益.

這些典型工業領域又以石油、煤炭、石化、鋼鐵、鋁業、火電和工業鍋爐七大行業對國民經濟影響為突出.調查發現這七大行業產值占到國民生產總值的65%以上.能源生產占到全國能源總生產量的85%以上.能耗量也在國民經濟總能耗中占很大比重.所以選擇這些行業進行高能耗裝備運行狀態調研分析.對推動中國節能工作進展和建設節約型社會具有重要的代表意義.

因行業性質和生產過程不同.這些行業中主要高能耗裝備運行方式也不盡相同.進而導致其高能耗原因也有較大差異.主要體現在以下幾個方面.

石油裝備:地質生成條件決定國內油田大多為斷塊控藏油田.采用注水開采工藝.裝備為驅動機械采油設備小型電動機、注水用大型電動機等.消耗電力.開發生產環節是鑽井與增產措施使用的柴、汽油機等.消耗柴油(汽油).稠油開采及低溫輸運.需要對原油進行加熱.主要加熱裝置是各種加熱爐.燃料就地取材為原油或天然氣等.開發模式和地質構造方面的差異是造成中國油田開發能耗較高的主要原因.而裝備技術、管理水平和開發環境也是不容忽視的因素.

煤炭裝備:煤礦開采提供原煤給其他行業.經多年發展.國內煤礦開采已自成體繫.開采能力迅速擴大.裝備也趨向大型化.能耗總量也大幅度提升.主要耗能集中於掘進、開采、提升、運輸、通風、排水等各個生產環節.有代表性的能耗裝備是掘進機、采煤機、刮板運輸機、皮帶輸送機、帶式傳送機、提升機、壓風機和排水泵等.以消耗電能為主.

火電裝備:電力繫統既消耗能源.又為其他行業提供電力等二次能源.國內電力以火力發電為主.在整個火力發電繫統的各環節中.作為發電繫統主要設備的鍋爐、汽輪機既是動力裝置.也是發電的主要能耗裝備.同時.火力發電熱力繫統及輔機設備在運行過程中要消耗電力.也是火力發電能耗的重要組成部分.

石化裝備:石化行業是典型流程工業.為滿足煉制和其他工藝流程需要.各種裝置運行的流通與交換提取過程都離不開泵、風機、壓縮機、換熱等設備.有些工藝流程還要加熱和降溫.所以還要有加熱爐和制冷機等設備.這些也是石化行業主要耗能設備.

鋼鐵裝備:國內鋼鐵生產以高爐―轉爐―熱軋長流程工藝過程為主.高爐煉鐵、焦化、燒結、電爐、熱軋與冷軋機等都是鋼鐵工業的主要耗能設備.

鋁業裝備:隨著現代工業對材料的需求.國內有色金屬發展較快.其中鋁的產量居首位.在鋁生產冶煉環節中.氫氧化鋁焙燒爐、溶出器、蒸發器、電解槽等是鋁業的主要耗能設備.

工業鍋爐:工業鍋爐被廣泛應用於工廠動力、建築采暖、人民生活等各方面.為工業生產與社會大眾提供蒸汽和熱水.是工業生產和社會生活的必需品.在國民經濟和人民生活中起到十分重要的作用.

根據不同行業的特點.對影響行業能耗和發展水平的主要裝備進行調研分析.尋找與國際先進水平之間的差距.分析和挖掘節能潛力.提出節能對策.有助於提升這些行業乃至中國工業整體水平.

1. 2 中國高能耗機械裝備應用情況

各國能耗資源類別不盡相同.不同發展階段能耗構成與節能水平是節約型社會的標志.各行業或領域的主要能源消耗形式和水平差異很大.2006～2009年國內能耗情況對比如表1￣1所示[1] .

表1￣12006～2009年國內能源消耗情況

年份能源消費總量/(Gt標煤) 煤炭占能源消費總量的比重/%石油天然氣水電、核電、風電

2006 2. 58 71. 1 19. 3 2. 9 6. 7

2007 2. 80 71. 1 18. 8 3. 3 6. 8

2008 2. 91 70. 3 18. 3 3. 7 7. 7

2009 3. 06 70. 4 17. 9 3. 9 7. 8

由表1￣1可見.國內能源消耗一直呈上升趨勢.而煤炭和石油為主要一次能源.這顯示中國經濟發展對能源依賴程度增大.與發達國家形成明顯反差.

發人深思的是.消耗如此多能量資源對國民經濟增長和環境質量會起到何種影響?面對全球能源危機.本土能提供多少能源?從世界範圍能獲得多少資源?這些資源總和能維繫中國可持續發展多少年?中國要生存、要發展.能源問題亟待解決!

本項目發起人和參與者都清楚地意識到這一問題的嚴重性.為了中華民族的未來.實行節能減排與轉變經濟增長方式屬重中之重.這不僅涉及政府的引導調控、市場調劑.還涉及企業自身利益和民計民生等多個層次交錯復雜的問題.

但項目組認為.節能減排是國家經濟和民族發展之大計.組員以匹夫有責之古訓.不畏其難.從基礎的調研工作做起.力求得到有價值的基礎數據和結論.以供有關部門領導參考.

各行業基本概況:項目組歷經一年多調查和研究.深入基層並調用以往積累的工作數據.對本課題所涉及的行業與領域高能耗裝備運行狀態進行了歸納和總結.具體細節可參考各專業組分報告獲得更詳細的資料.

2009年國內產油204Mt.天然氣102.5Gm3.占全國能源的17%～20%.在生產能源的同時也是耗能大戶.總能耗折合95Mt標煤.占全國總能耗的3.54%.能耗結構中電力約占40%[2] .

2010年國內煤炭產能達3.2Gt.占全世界總產量的42%.開采能源結構主要為電力.總體裝備技術水平落後.生產管理方式粗放.產量0.3Mt/a以下小型煤礦有1.2萬處.占煤礦總數80%以上.產地過度分散.行業經濟效益增長主要源於產量增加和價格上漲.經濟發展質量有待根本性的改變[3] .

2009年國內鋁冶煉占有色金屬生產能耗的58.1%.鋁電解電耗為18.242×103GW.h.約占有色金屬行業電力消耗的67.2%.占全國電力總耗的4.93%.預焙鋁電解槽為鋁電解工業主要耗能裝備.占鋁電解生產總能耗的90%以上.也是整個有色金屬行業的耗能裝備.

石化行業所消耗能源中40%用作原料.其他作為燃料和動力.2009年石化行業能耗為471.925Mt標煤.約占全國總能耗的15.2%.為工業能耗總量的22.6%.是節能減排重點領域[4] .

2009年年底全國電力裝機容量達874GW.僅次於美國而位居世界第二.裝機容量同比增長11.03%.增速居世界前列.全國一次性能源消費中煤炭比重超過75%.其中約一半被用於火力發電.火力發電中.燃煤發電比例為92.8%.燃氣發電為3.7%.燃油發電為1.28%.餘能餘壓發電為1.81%.

2009年年底全國在用鍋爐為59.52萬臺.其中工業鍋爐58.48萬臺.燃煤鍋爐占總容量的80%以上.平均容量低於3t/h.容量小於35t/h的鍋爐約占總容量的98.9%.容量2～10t/h的占75%.小容量鍋爐居多.造成工業鍋爐能耗指標偏高.

鋼鐵工業產值占全國GDP的8%.能耗約占全國總能耗的11%.占工業總能耗的16%.鋼鐵生產在相當長時期內仍以高爐―轉爐―熱軋長流程為主.盡管電爐鋼產量不斷提高.但產能仍在低位徘徊.2010年重點鋼鐵企業總能耗為260Mt標煤.噸鋼綜合能耗為604.6kg標煤/t鋼.

高爐煉鐵和焦化工序占噸鋼綜合能耗的80%以上.鋼鐵工業用能結構中煤炭和電力占比例.煤炭在能源轉化率和使用效率方面明顯低於石油和天然氣.僅此項噸鋼能耗要比世界發達國家高15～20kg標煤/t鋼[5] .

雖然在節能降耗方面做了大量的工作.但國內主要工業部門尚存在能耗偏高、設備運行效率偏低的問題.具體問題癥結十分復雜.涉及歷史遺留、規劃設計、裝備水平、運行操作、監控監管等多方面.

1. 3 高能耗機械裝備在國民經濟中的地位

高能耗機械裝備大多集中在原材料和國家重要基礎物質生產的重工業部門.這些部門是國家整個工業體繫中的基礎和支柱產業.不僅為其他工業部門提供動力和原材料.而且對整個國民經濟發展做出了突出的貢獻.有著不可替代的地位.

這些高能耗機械裝備所處的工業部門一般都是工業能耗大戶.也是國家的產能大戶.其消耗掉國內絕大多數工業能源.同時為國民經濟其他部門提供了能源和生產原料.

高能耗機械裝備運行情況.決定了這些部門主要流程工業運行情況.而這些流程工業又是整個國民經濟的支柱工業.其運行狀態對國民經濟有舉足輕重的影響.這些高能耗機械裝備運行消耗僅降低一個百分點.就將下來驚人的資源.這本身對國民經濟發展就具有十分重大的意義.

中國經濟正經歷著由粗放型向精細管理、集約發展轉化階段.隻有向節約型經濟社會轉型纔能保證國家長期而穩定的可持續發展.高能耗裝備特點在整個國民經濟發展中的地位已經體現出目前國內經濟對資源需求增長的高度依賴.極大地制約了經濟結構向節約型社會的轉型.對於人口眾多且人均資源相對匱乏的中國而言.節能降耗必須先從這些高能耗機械裝備入手.由此可見本次調研對於國民經濟發展具有更加深遠的意義.

1. 4 小結

高能耗機械裝備是工業流程中為獲得產出而必須輸入較高能量的裝備.雖然其耗能較高.但並非一定是低效設備.具有明顯的高輸入高產出特征.

石油、煤炭、石化、火電、工業鍋爐、鋁業和鋼鐵是對國民經濟影響突出的七大行業.調查發現這七大行業產值占國民生產總值的65%以上.能源生產占全國能源總產量的85%以上.其中各行業能源結構不盡相同.能耗水平也有很大差距.

這七大行業在國民經濟和國家能耗指標中具有舉足輕重的地位.今後的工作重點在於如何加強運營管理.縮短與先進國家之間的差距.積極調整產業布局.發揮具有中國特色的能源利用技術和科學管理水平.以少的資源投入獲得更大的經濟效益.

本報告將提供有關具體研究內容與論證依據.相關的對策與建議將在後續報告與專業組內容中展開.

參考文獻

[1]中華人民共和國國家統計局.中國統計年鋻2010[M].北京:中國統計出版社.2010

[2].石油與化工節能.記者.中石化提前完成“十一五”節能目標[J].石油和化工節能.2009.(3):46

[3]王顯政.中國煤炭工業發展面臨的機遇與挑戰[J].能源政策研究.2010.(4):5￣8

[4]中國化工節能技術協會.中國石油和化工行業節能進展報告[M].北京:化學工業出版社.2012

[5]王維興.科學評價中國鋼鐵工業嫩黃現狀與國內外對比[J].四川冶金.2009.(4):1￣6

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