工业节能技术的研究与应用

EMT工业节能技术的研究与应用长春工业大学长春工业大学张德江张德江2009.6EMT年，全世界一次能源供应中年，全世界一次能源供应中::••煤炭煤炭25.1%25.1%••石油石油34.3%34.3%••天然气天然气20.9%20.9%••核电核电6.5%6.5%••水电水电2.2%2.2%••可燃可再生能源可燃可再生能源10.6%10.6%••其他能源其他能源0.4%0.4%；；EMT全球能源结构与储量能源结构与储量同年全世界终端能源消费中同年全世界终端能源消费中::••煤炭煤炭8.4%8.4%••石油石油42.3%42.3%••天然气天然气16.0%16.0%••可燃可再生能源可燃可再生能源13.7%13.7%••电力电力16.2%16.2%••其他能源其他能源3.4%3.4%EMT年末，全世界探明能源储量：年末，全世界探明能源储量：••石油石油16361636亿吨亿吨••天然气天然气179.83179.83万亿立方米，万亿立方米，••煤炭煤炭9090.649090.64亿吨。亿吨。◆◆全球能源储采比分别为：全球能源储采比分别为：石油石油4242年年天然气天然气6464年年煤炭煤炭164164年。年。能源储采比：剩余储量除以当年采出量。能源储采比：剩余储量除以当年采出量。EMT我国的能源储量我国的能源储量我国常规能源探明经济剩余可采总储量为:1392亿吨标煤，约占世界总储量的10.1%。其结构为:原煤58.8%；原油3.4%；天然气1.3%；水能36.5%。EMT年底，探明保有储量10077吨，煤炭剩余可采储量1145亿吨，占世界的11.6%，储采比为114年。22石油总资源约石油总资源约10001000亿吨亿吨截至2004年下半年，石油探明保有储量150亿吨左右，仅占世界总量4.8%，石油探明剩余可采储量为32.736亿吨，储采比为20年左右。33天然气资源总量天然气资源总量5454万亿立方米万亿立方米截至2003年底，天然气探明保有储量3.9万亿立方米，截至2002年底，天然气探明剩余可采储量1.86万亿立方米，储采比为58年左右。EMT亿吨标煤，其中煤炭27亿吨，原油1.89亿吨，天然气780亿立方米，发电装机容量7.9亿千瓦；22能源消费2008年全国消费标煤27.49亿吨，其中煤炭26.6亿吨，折合标煤18.99亿吨，占69.1%；原油表观消费量3.85亿吨，折合标煤5.5亿吨，占20%；天然气720亿立方米,折合标煤0.96亿吨，占3.5%。全社会用电量3.43万亿千瓦时。EMT；人均石油、天然气资源仅为世界人均的1/15；人均水力资源仅为世界人均的1/2；人均耕地资源不足世界人均水平的30%，制约了生物质能源的开发。人均能源资源少11EMT年中，全球GDP平均增长2.74%，中国GDP平均增长9.54%；全球一次能源消费平均增长2.61%，中国一次能源消费平均增长11.39%，已明显高于全球平均值。我国能源消费增长过快的主要原因是重化工业和交通运输业增长过快。EMT个高耗能行业(石油石化、钢铁、电力、有色冶金、交通运输、化工、煤炭、建材)的单位产品能耗平均比世界先进水平高47%，而这8个高耗能行业的能源消耗占工业部门总能耗的73%。我国的单位GDP能耗如果是1，则世界平均水平是0.29，日本目前是0.1。3能耗水平高EMT能耗水平高与国际先进水平相比，中国吨钢能耗高出15%，火电能耗要高出20%，水泥的综合能耗要高出23.6%。主要耗能设备情况：2005年我国燃煤工业锅炉平均运行效率60%，比国际先进水平低15到20个百分点；风机、水泵平均设计效率为75%，均比国际先进水平低5个百分点，而实际运行效率则要低15到20个百分点；机动车燃油经济水平比欧洲高25%，比日本高20%，比美国整体水平高10%；从技术角度分析，我国每年的技术节能潜力为5.5亿吨标煤，技术上可行经济上合理的的节能潜力为4亿吨标煤。EMT能源消费以煤为主，占69%，比世界平均水平高42个百分点，环境污染严重。从1993年开始由石油净出口国变为净进口国，进口依存度逐年上升，目前所需石油的50%以上靠进口。EMT长春工业大学节能技术研发的情况长春工业大学节能技术研发的情况★长春工业大学开展节能技术研发已有十余年。●2006年创建了长春工业大学节能技术研发中心。●2007年被省科技厅批准为吉林省工业节能科技创新中心。●中心设有四个研究室，分别为电力节能技术研究室、过程控制节能研究室、冶炼节能工艺研究室和能耗监测与系统优化研究室。EMT工业节能工业节能工业、建筑业和交通运输业是我国能源消耗的三个主要领域。温家宝总理在今年的政府工作报告中明确要求“毫不松懈地加强节能减排和生态环保工作，突出抓好工业、交通、建筑三大领域节能。”在这三大节能领域中，工业节能占总能耗的70%左右，是节能的重中之重，其中高耗能行业和重点企业的节能更为重要。EMT面向重点耗能企业开展节能技术研发与应用面向重点耗能企业开展节能技术研发与应用我们按照“针对高耗能行业开展节能研究，选择高耗能企业开发节能技术”的指导思想，致力于冶金、化工、油田、电力行业的节能技术研发，先后与中钢集团吉林铁合金股份有限公司、鞍钢集团矿业公司、通化钢铁集团、吉化公司、吉林油田等大型高耗能企业开展合作，取得了一批研究成果，获得了明显的节能效益。EMT吉林铁合金氩氧精炼过程节能减排应用研究吉林铁合金氩氧精炼过程节能减排应用研究中钢集团吉林铁合金股份有限公司是我省的耗电大户，用电成本占生产成本大约40%，实现企业的节能降耗，无论对全省的节能工作，还是对企业自身的运行效益，都意义重大；从2007年开始合作承担科技部科技支撑计划项目“冶金企业氩氧精炼铁合金工艺及其综合节能系统的研究与实现”，项目总投资8033万元，其中科技部投入2024万元，企业投入6009万元，目前已取得阶段性成果。EMT面向重点耗能企业开展节能技术研发与应用面向重点耗能企业开展节能技术研发与应用本项目以中钢集团吉林铁合金股份有限公司的生产过程为具体研究对象，以氩氧精炼法节能降耗工艺技术应用研究为主体，与铁合金电炉综合节能控制技术应用研究、多尺度节能技术在空分装置中的应用研究和冶炼过程能耗监测与能耗系统优化相集成，创建高碳素铁水直接生产中低碳铬(锰)铁的新工艺，揭示CO火焰光谱与铁水含碳量的关系，研究冶炼终点控制技术，由此构建铁合金企业生产过程综合节能控制系统，开创氩氧精炼铁合金节能工艺产业化生产的先例。11吉林铁合金氩氧精炼过程节能减排应用研究吉林铁合金氩氧精炼过程节能减排应用研究EMT面向重点耗能企业开展节能技术研发与应用面向重点耗能企业开展节能技术研发与应用铁合金电炉生产的液态高碳铬铁(或高碳锰铁)直接兑入AOD炉，吹入不同比例的氧、氮和氩的混合气体，进行脱碳和精炼操作，生产中低碳铬铁和中低碳锰铁。采用基于AOD法由高碳素铁水直接生产中低碳铬(锰)铁的节能流程工艺，以氧代电，以连续流程的两步法取代硅热三步法，再配有多个过程参数优化的计算机控制，因而节能效果明显。电炉的生产状态直接影响到氩氧精炼过程，所以需要对电炉实施节能控制；在氩氧精炼过程中，需要大量的氧气、氮气和氩气，所以需要加大空分装置的输出能力，从而对空分装置的节能与优化控制提出了迫切要求；为了实现上述过程的节能控制，需要能耗信息的采集、分析、预测和能量流向与配置的优化，既保证能源供需平衡，又能够做到节能降耗。11吉林铁合金氩氧精炼过程节能减排应用研究吉林铁合金氩氧精炼过程节能减排应用研究EMT个点实施远程采集计量与电耗统计、分析及优化管理。初步统计每年节电350万度，被吉林省经济委员会确定为吉林省产业技术开发产学研联合项目。22吉林油田电能远程计量及控制系统开发应用吉林油田电能远程计量及控制系统开发应用EMT面向重点耗能企业开展节能技术研发与应用面向重点耗能企业开展节能技术研发与应用通过对能耗实时计量和智能化网络监控，及时了解能源系统运行状态，不仅可以解决跑、冒、滴、漏等能源浪费问题，而且通过建立生产过程能耗关系模型，实现能耗的分析、预测，优化，合理调节能量分配，达到能源供需平衡和节能降耗的目的。本课题2007年获鞍钢集团科技进步二