
能源利用监测、测试和审计
1. 节能监测工作的性质和主要任务
节能监测是执法性质的工作。随着国家对能源管理的法令和法规的建立和完善而必然地提上工作日程。其主要任务包括对能源的消耗量、耗能设备的效率、产品的能耗水平、供能质量和对固定资产投资的工程项目等是否符合国家节能规定进行监督性检查和测试。
2. 节能技术服务中心及其主要任务
节能技术服务中心是隶属于省、地、市各级节能主管部门领导下从事节能技术服务的一个事业单位。它的成立是国家经委、计委根据国务院(1981)51号文件关于建立健全节能机构的精神,参考国外节能工作经验,于81年底联合提出要求各省、自治区、直辖市以及50万以上人口的城市有条件的要建立节能技术服务中心(站)。
根据节能技术服务中心工作试行条例,其主要任务是:
(一)协助领导机关做好本地区能源消费普查和监测工作。
(二)指导或承担企业能量平衡和设备热工测试,协助企业配备能源计量仪器仪表并推行能源标准化。
(三)协助企、事业单位培训能源管理干部和技术人员。
(四)指导和协助企业进行节能技术改造。受理节能技术咨询。
(五)积极组织节能技术交流,大力推广节能技术、新设备、新工艺、新材料,开展节能技术情报工作。
(六)对重点节能技术措施项目的可行性和经济效益进行考察和论证,向领导机关提出分析、评价报告。
(七)领导机关下达的其它节能技术服务方面的任务。
目前全国除西藏、台湾以外,各省、自治区、直辖市及部分省的地、市部相继建立了节能技术服务中心,国家经委还建立了全国节能情报总网。
3. 能量平衡
能量平衡是对进入体系的能量与离开体系的能量在数量上的平衡关系进行考察。在体系内,能的移动,转换遵循能量守恒定律。
能量平衡包括各种能源的收入与支出的平衡,消耗与有效利用及损失之间的数量平衡。
4. 企业能量平衡的目的
(1) 掌握企业耗能状况,如能源消耗的数量与构成、分布与流向等。
(2) 了解企业用能水平,如能量利用损失情况、设备效率、能源利用率、综合能耗等。
(3) 找出企业费能问题,如管理、设备、工艺操作中的能源浪费问题。
(4) 查清节能潜力,如可进行余能和重能回收的数量、品种、参数、性质等。
(5) 核算企业节能效果,如技术改进、设备更新、工艺改革等的经济效益、节能量等。
(6) 明确节能方向,如怎样改造成省能结构、省能产品,怎样合理布局和制定技改方案、措施等。
5. 能量平衡的类型
能量平衡的类型分三种:
(一)供热能平衡
以能源供给体系的能量为基础的能量平衡称供入能平衡。它主要考察能源供给体系的能量之利用状况,典型的设备如锅炉、加热炉、干燥箱等。这是采用最多、最普遍的一种能量平衡。平衡方程式为:
E供入=(E出─E入)┿(E排─E化放)
E化放——化学反应放热
(二)全入能平衡
从全部进入体系的能量为基础的能量平衡成为全入能平衡。它主要考察所有进入体系的能量之总体应用状况。这种全入能平衡在石油化工等行业应用较多,这不但是由于石油化工行业化学反应热较多,能量回收多,而且在于它常常不是按设备而是按装置进行的单元操作能量平衡。平衡方程式为:
E全入= E入+ E进+ E回= E出+ E排+ E回
(三)净入能平衡
以实际进入体系的能量为基础的能量平衡称净入能平衡。它主要考察实际加进体系的能量(即净收入或纯收入)的利用程度,即有多少真正被利用。例如在换热器中,为了计算保温效率,以考察散热的大小,就采用了净入能平衡。平衡方程式为:
E净入= (E出─E入)+E损失
6. 热平衡计算的意义
为了进行全面和有效的热管理,首先就要研究工厂内各装置热的一般流向,供给的热量为多少,装置有效利用的热量是多少,热量损失在哪些方面,各有多少,如果把各项热量进行仔细计算,就能由此得到一系列热的数据。这样求得热数据的计算成为热平衡计算。
一台设备的热平衡计算完成后,如果依次对其他设备同样进行计算,则可进一步实行设备间的热平衡。而对设备相互间的热量进行取长补短才能完全实现工厂全面热管理。
因此,热平衡计算是热管理中有价值的参考资料。
7. 电能平衡及其分类
所谓电能平衡是在确定的用电体系(对象)的界内,对界外供给的电量在用电体系内的输送、转换、分布、流向方面进行考察、分析、测定和研究,并建立供给、有效和损耗电量之间的平衡关系的全过程。
根据能量守恒定律,用电体系内的生产关系为:
供给电量WG=有效电量Wy+损耗电量Ws°。
根据研究的对象不同,电能平衡分为企业电能平衡、车间电能平衡、用电装置电能平衡和用电设备电能平衡。
8. 正平衡与反平衡热工测试法的特点
说明能量利用程度的能量利用率可表示为:
有效利用能量(收益)
能量利用率= ......(1)
供入能量(代价)
由于能量守恒,上式也可表示为:
供入能量-损失能量
能量利用率=
供入能量
损失能量
=1- ......(2)
供入能量
如果直接测出有效利用能量,而按(1)式计算出能量利用率,这就是通常所说的正平衡法;又若直接测出损失量,而按(2)式计算出能量利用率,则称为反平衡法。
正反平衡法在理论上是一致的,但在实际运用中往往各有特点,可以互为补充和验证。例如对锅炉,要求两种方法都要作,而且强调搞好反平衡,因为只有反平衡才能摸清各项损失的大小和分布,才利于找出浪费的原因和处所。锅炉正反平衡测试的热效率数值,要求误差不超过5%时,测试才为合格。在误差范围内,以正平衡数据为准。
9. 企业能量平衡的步骤与方法
(1) 选择能量平衡对象;
(2) 明确能量平衡体系;
(3) 选好基准;
(4) 进行能量平衡测试;
(5) 整理能量平衡测试数据;
(6) 编制能量平衡表;
(7) 进行能量平衡计算;
(8) 绘制能量图;
(9) 能量平衡结果分析;
(10)提出节能规划;
10. 能源审计工作
能源审计是审计工作在能源管理方面的延伸和渗透。他是按照国家的能源法规、指令、标准,以规定的程序和方法对企业、地方或部门的能源生产、转换和消费进行全面检查和监督,以促进节能、制止浪费,不断提高能源利用率和经济效益。
审计的内容包括:审计等级、审计范围、审计程度、审计时间等。
11. 企业能源审计的特点
企业能源审计是一种宏观统计分析方法。主要内容是以企业的二级能源计量为基础,计算分析各种层次的能耗指标和节能量指标。
企业能源审计和企业能量平衡相比,前者是以统计计量数据为基础,不象后者要进行比较全面的测试。企业能源审计主要研究产品的耗能指标,不深入到工艺过程的内部去研究用能的有效、无效及各种效率指标。能源审计不仅要考察生产系统,更要重视整个企业范围内的考察。能源审计所取得的数据是一个统计期的实际数据,而不需用测试期的数据去推算计算期的数据,因此企业能源审计较为简便易行。
12. 企业开展能源审计工作的好处
许多企业的实践证明,在企业能源管理中开展能源审计,有以下一些好处。
(一)由于能源审计是按一套预定的程序来进行的,所以有利于节能管理向经常化和科学化转变。
(二)有利于促进微型计算机在能源管理中应用,减少企业能源管理的日常工作量。
(三)通过能源审计,可以计算出不同层次的耗能指标,有利于对企业的能源使用情况进行有效的监督和合理的考核。
(四)国家的能源方针、政策、法令、标准是进行能源审计的基本依据,通过能源审计可以了解其贯彻情况与实施的效果。
国家能源研究所已基本完成了企业能源审计计算及审计报表输出的微机软件系统,可为各级能源主管部门和企业加强能源管理服务。
二. 能源(节能)管理
三. 节能
四. 方法、措施
1. 对新建、改建、扩建的工程项目要进行能源评价
过去对于一般的基本建设项目和重大技改项目的编写可行性研究报告时没有关于能源合理使用与节约的论述,忽略了节约能源问题,尽管在技术上,经济上是可行的,但从能源利用上看,可能并不是最佳方案,甚至是不可取的方案。例如,某地啤酒厂要改造扩建锅炉房,仍采用低压锅炉单纯供汽的方案,不仅能源利用率低,而且浪费了“Ex”(Ex代表。)这个厂如采用中压锅炉或次中压锅炉,加上背压式汽轮机发电机组,实现热电联产,则不仅能提高能源利用率,还得到了电能。这个厂在技术决策上的失误,是因为在进行可行性研究时,没有对能源的利用问题进行论证。为了避免今后基建项目和重大技改项目不注重节能造成决策失误。
1992年制订了《关于基本建设和技术改造工程项目可行性研究报告增列节能篇(章)的暂行规定》。进一步明确了节能篇(章)内容和评审原则。1998年1月1日施行的《中华人民共和国节约能源法》“第十二条 固定资产投资工程项目的可行性研究报告,应当包括合理用能的专题论证。”
2. 集中供热的优越性
(一)提高能源利用率,节约能源,降低供热成本。集中供热大锅炉热效率可达90%以上,比分散的小锅炉热效率高20%;
(二)减少环境污染,改善居民生活;
(三)节省设备投资和运行费用;
(四)节省用地,便利运输;
(五)集中供热可实现热电联产,提高能源综合利用程度,增加效益;
(六)提高产品质量。因大锅炉给水品质好,蒸汽过热度高,对医药、轻纺工业有明显优越性。
3. 集中供热的几种方式
(一)中心锅炉房方式,它采用大容量、高效率的锅炉,通过联片的热网向周围多个热用户供热,以提供工业生产、人民生活用热的需要。
(二)热电厂方式,由于集中供热使锅炉容量增大后,蒸汽压力也相应提高,而工业、民用蒸汽参数都较低,要把高温、高压蒸汽降压使用势必造成品质的浪费。如将高温高压蒸汽先送入背压式发电机组发电,再用汽轮机排汽供热,实现热电联供,将更加提高集中供热的经济性
4. 热电联产的综合效益的主要表现
热电联产可达到同时大幅度地提高发电与供热效率的双重效果,还可改善环境污染,实属一举数得的好事。主要表现在:
(一)既解决了大容量锅炉高品位蒸汽的合理利用,又完全避免了大量的发电循环冷源损失,节约燃料显著。如用20吨/时中压锅炉代替数台小锅炉实行热电联产,每年可节标煤1万吨以上。
(二)有利实现机械化生产,改善劳动条件。
(三)取消了分散的锅炉房及煤灰场。
(四)减少了煤灰运输总量,减轻了运输负担。
(五)可燃用在小锅炉中难以燃烧的劣质煤和无烟煤。
(六)可采用现代消除烟尘设备,减轻环境污染。
(七)总的金属消耗量可下降。
(八)缓解电力供需紧张的矛盾。
5. 国家对热电联产实行优待、扶持的政策
由于热电联产是重大的节能措施并具有各方面综合效益,国家计委、经贸委都把发展热电联产列为节能技措项目第一位,予优先安排,在经济上、政策上给予最优惠待遇。对于5万千瓦以下热电厂,国家提供一定数额低息或无息贷款。
6. 如何选用锅炉
选用锅炉要注意以下三个方面:
(一)煤种的适用
锅炉的机组设计是以某一代表性煤种的成分为设计依据的,选用锅炉一定要注意适应本地区的煤种。另外还要选用新型、热效率高、自动化程度高的锅炉。
(二)参数选择
锅炉一般在额定负荷的80%-90%时效率最高,随着负荷的下降,效率也要下降。一般选用锅炉的容量比实际用汽量大10%就行了,如选择的参数不正好是系列标准,则选用较高一档参数的锅炉。锅炉辅机的选择也要参照上述原则,避免“大马拉小车”。
(三)数量的选择
原则是要考虑锅炉正常检修停炉,又要注意锅炉房里的锅炉台数不多于3-4台
7. 锅炉要装省煤器
为了减少排烟热损失,提高锅炉热效率,在锅炉尾部烟道设置省煤器受热面,利用烟气的热量加热锅炉给水,达到节能目的,加装省煤器后,提高给水温度,使炉水与给水温差减小,减少了锅炉给水产生的热效力。
国家规定:凡<4吨/时锅炉排烟温度不大于250℃;≥4吨/时锅炉排烟温度不大于200℃;≥10吨/时锅炉排烟温度不大于160℃,否则应安装省煤器。
8. 锅炉工操作与省煤
锅炉工应按如下方法操作,才能省煤:
(一)送入的煤块尽量均匀,大块要打碎;
(二)煤中适量加水,减少煤屑的飞扬;
(三)投煤快,拨火快,清炉块,以缩短炉门开启时间、减少漏凤,保持炉膛温度;
(四)煤层不要太厚,煤层要平,以利通风;
(五)根据负荷的变化,及时调整燃烧,做到均匀供汽。
9. 蒸汽按品位分级利用
蒸汽有一个特性,就是可以连续分级利用,用的次数愈多,能量的利用就愈充分,如果把品位高的蒸汽,现用来背压发电,再去带动工业汽轮机作功,然后在加热产品或物料,最后用于蒸煮或供暖、供热水等。这样才是做到了蒸汽合理分级利用
10. 热力管网、热设备的保温
(一)保温的范围
(1) 外表面温度大于50℃的各种设备管道及其附件。
(2) 工业生产中需要防止或减少设备、管道及其附件内介质凝固、冻结的部位;
(3) 工业生产中不宜保温的设备、管道及其附件,其外表温度超过60℃,而又需经常操作维修,能引起烫伤的部位;
(二)保温材料性能要求
(1) 导热系数:在≤650℃时,导热系数值不得大于0.12千卡/米·时·kWh,并有明确的随温度变化的导热系数方程式或图表;
(2) 抗压强度:成型制品的抗压强度≥3公斤/厘米2;
(3) 必须注明最高使用温度;
(4) 容重小、应标明数值;
(5) 耐火性、吸水率、耐腐蚀性等,必须注明其数值。
(三)保温工程设计的原则
(1) 保温后的设备管道及其附件的散热损失应小于国家规定的“允许最大散热值”;
(2) 在保温材料的物理、化学性能满足工艺要求的前提下,应优先选用导热系数低、密度小、价格低廉的保温材料;
(3) 保温材料和保温厚度的选择,应使由于保温所花的材料、安装、维修的成本和保温后的散热损失在整个寿命期内达到最低的费用。
(四)保温工程质量检查和验收
(1) 保温材料的容重、使用温度、导热系数及品种规格等应符合设计要求和有关规定;
(2) 保温结构不得有裂纹和凹陷的地方,表面不平度在3米以内不超过10毫米;
(3) 保温结构厚度偏差不得超过设计厚度的+10~-5%;
(4) 保护层搭缝应避开雨水冲刷方向,不应折皱和开裂。
11. 工厂配备蒸汽管道的应注意的事项
(1) 管径与蒸汽用量是否相适应,要根据使用目的来决定。对于热损失而言,一般蒸汽配管管径小时热损失小,较经济。但如果主管道用小管,管内蒸汽流速太高,会引起管道共振,所以蒸汽流速一般控制在50米/秒左右。随着所用蒸汽种类的不同,即用过热蒸汽还是饱和蒸汽,管内蒸汽的流速范围也不同。饱和蒸汽的流速范围较窄,以20~30米/秒为宜。因此,管径由管内蒸汽的流速范围决定。
(2) 到蒸汽使用地点的管路走向,如果能取最短距离时,就采用那一走向。若距离长时,必须考虑压力降,同时必须考虑蒸汽引起的管道热膨胀和使用膨胀节的注意事项,选择适当的弯管膨胀节和处理管内冷凝水的排出等等。
(3) 为了保持管内蒸汽压力的稳定,减压阀是否正常工作,安全阀能否准确启动,都要定期进行维护管理。另外,在长期使用中,管道接头及阀门等地方会产生蒸汽泄漏,因此要考虑及时和定期检修,努力改善泄漏状况。
为了自动排出混入蒸汽管道内的空气或冷凝水,要在适当的地点安装疏水器,并检查其工作情况,以提高蒸汽的使用效率。特别是蒸汽中混入的空气,会使蒸汽分压力下降,降低蒸汽温度,因此必须采用疏水器,以便排出空气并回收冷凝水。
12. 提高锅炉热效率
影响锅炉热效率的主要因素是排烟损失和不完全燃烧损失,所以应从这两方面对锅炉进行改造:
(一)强化燃烧,以减少不完全燃烧损失
(1) 合理设计,改造炉膛形状;
(2) 组织二次风,加强气流的混合和扰动;
(3) 要有足够的炉膛容积和炉排面积。
(二)减少排烟损失
(1) 控制适当的空气过剩系数;
(2) 强化对流传热
13. 工业锅炉改造的原则
(一)改造锅炉要能适用当地燃料,以提高热效率为主要目的。
(二)对没有改造价值,结构落后,效率很低,环境污染严重的旧式锅炉如兰开夏、康尼许及旧式铸铁锅炉要坚决淘汰。
(三)锅炉改造要符合安全监察规程有关条例,并根据本单位实际情况,不要盲目套搬别人经验。
14. 工业锅炉的技术改造的主要措施
工业锅炉的技术改造主要有以下措施:
(一)砌筑适当形状的炉拱,以提高预热段温度和合理组织炉内气流。
(二)改进燃烧设备。
(三)改进燃烧方式。
(四)鼓风、引风机采用变频调速技术。。
(五)加装省煤器。
(六)加装锅炉管束。
(七)改变炉膛辐射受热面。
(八)改进气流对受热面的冲刷。
(九)减少各门孔、墙缝的漏风。
(十)加强炉体保温。
15. 工业窑炉节能技术改造的主要途径
工业窑炉的技术改造有以下主要途径:
(一)正确选用燃烧装置
(1) 烧嘴的合理选用和使用
(2) 推广使用平焰、双火焰、高速、可调焰等新型烧嘴,可节能5~10%;
(3) 固体燃料要采用机械化加煤和煤粉燃烧。
(二)烟气余热的回收利用
(1) 利用烟气预热助燃空气,可获15~25%节能率;
(2) 选用合适的烟道换热器;
(3) 提高换热器的使用效果;
(4) 根据余热情况安装余热锅炉;
(5) 降低烟气离开炉膛温度。
(三)加强炉体绝热
(1) 将炉膛改造为由耐火砖或轻质耐火砖加耐火纤维和保温材料的复合结构;
(2) 采用复合浇注料吊挂炉顶,减少炉顶散热;
(3) 在中温间断式炉上采用全耐火纤维炉衬。
(四)提高炉子的密封性
(1) 减少开孔与安装炉门;
(2) 采用浇注料炉衬结构外加炉墙钢板。
(五)减少水冷件热损失
(1) 少用或不用水冷构件,减少热损失;
(2) 对必须设置的炉内水冷构件进行绝热包扎;
(3) 采用汽化冷却来回收水冷热损失,不仅可得到中压蒸汽,还可节约水源。
16. 提高工业窑炉热效率的途径
(1) 选择合理的炉型及炉膛结构,保证燃烧状态最佳,热损失最少。
(2) 改进燃烧工艺及燃烧装置,有利于控制调整空气过剩系数,提高燃烧效率,使不完全燃烧损失与排烟热损失最小。
(3) 采用优质耐火材料,减少炉体蓄热,散热及水冷件吸热等热损失。
(4) 加强余热回收利用。
(5) 加强炉窑热工管理、热工控制,提高操作水平。
(6) 采用先进热工技术及热工工艺。
17. 企业节约用电的主要途径
企业节约用电有以下主要途径:
(一)加强产品的单耗管理
(1) 制定合理的用电单耗定额;
(2) 建立健全用电单耗的考核分析制度与节电的奖惩办法。
(二)提高用电设备效率
(1) 采用新技术和新材料,如使用远红外加热干燥技术;半导体和电子技术应用与生产工艺控制;使用新的绝热温材料等;
(2) 对用电设备进行技术改造。如提高泵、风机、整流和电热设备的效率;减少电能的传输损耗;使用效率较高的电能转换形式等;
(3) 使用电焊机空载自停装置和交流接触器无声运行技术等。
(三)提高用电设备的经济运行水平
(1) 提高设备利用率(如提高变压器、电动机的负载率,提高电热设备的利用率等);
(2) 提高功率因素;
(3) 提高变压器、电动机、泵和风机经济运行水平。
(四)加强用电设备的维修,提高检修质量
(五)加强照明管理,采用节能灯,节约非生产用电。
18. 工业可回收的能量的内容
工业可回收的能量大体分为三类:
(一)可燃性余能
即可作为燃料利用的可燃物,包括排放的可燃废气、废液、废料等。例如,放散的高炉气、焦炉气、油田伴生气、炼油气、矿业瓦斯、焦黑尾气、纸浆黑液、甘蔗渣、木屑、可燃垃圾等。
(二)载热性余能(即余热)
余热包括排气、产品、物料、废物、工质所带走的高温热以及化学反应热等。例如,锅炉和窑炉的烟道气;燃汽轮机和内燃机的排气;焦炭、钢件、水泥、砖瓦、炉渣的高温热;冷凝水、冷却水、放散热风等带走的热以及排放的废气热等。
(三)有压性余能(即余压)
余压是指排气、排水等有压流体的能量。例如,水电站坝顶溢流,高炉炉顶有压排气,压力较高的蒸汽,管道中的高压水流等。
(四)可以重复利用的有效能量
有效能量是指为达到某工艺要求时必须消耗的能量。可是有些已经利用过的能量还可重复再次利用,如作为有效热量的高温钢材、赤焦、蒸汽、热水、物料等带出热的再利用都属于有效能量的再利用。
19. 余能回收的原则
余能回收要注意以下几个原则:
(一)余能的回收利用,应当建立在提高现有设备利用效率的基础上。如依靠回收损失能量来减少能源消耗是本末倒置的不合适的做法。
(二)余能的用途应优先考虑在本工序和本设备上就近利用。
(三)余能资源的选择和回收利用方式的确定要落实到余能回收利用的效果上。
(四)余能回收利用一定要讲究经济效果。即要考虑节能与附加投资的关系,煤节约一吨标煤的投资一般不要超过600元左右。另还要注意有利于改善和保护环境。
20. 城市节约用水的基本途径
(一)加强节水工作的组织领导
由于节水工作是一项长期性、经常性、量大面广的工作,因此国家规定城市应设计节水办公室,厂矿企业应设立节水小组,车间也要有专职或兼职极人员管理节水工作,形成节水管理网。
(二)实行计划供水
(1)用水定额管理;(2)装表计量考核;(3)严格奖惩制度;(4)加强基建节水管理。
(三)狠抓节水的技术措施
(1)冷却水循环使用;(2)工业废水回收利用;(3)一水多用;(4)大力推广使用水位及水温自动控制装置、汽化冷却、有机除垢剂等节水新技术和新工艺。
(四)节约生活用水
就是取消包费制和不合理的无偿用水制度,实行逐户装表计量,按实收费。
(五)开展企业水平衡测试
企业水平衡测试,即通过仪表对一定范围的供用水系统中供了多少,用了多少,损失(由于跑、冒、漏、滴、蒸发)了多少及其损失在哪里,其中还有多少可以回收利用等等进行计量测试,从而掌握本系统的用水情况,摸清系统的节水潜力所在,为采取节水措施,制定节水管理办法提供科学的依据。因而水平衡测试和热平衡测试一样是企业节能的重要基础工作。
五. 节能技术经济分析
1. 节能技术经济分析
节能技术经济分析是对各种节能技术、方案和政策从技术、经济、财务(资金来源)、和社会影响等各个方面进行综合的分析研究,从而为选择最佳的节能方案提供科学依据。
众所周知:各种节能技术,如对用能设备进行局部或全面改造,采用各种省能型设备、材料、或工艺都能使单位产品或产值能耗有所降低,获得节能经济效果。但同时采用任何节能技术又都必然要消耗各种物资和人力,因此就有一个投入与产出的比例关系。节能技术经济分析就是要寻求以最少的劳动消耗获得最大节能效果的途径。
2. 能源开发与节约的投资比较
能源的开发和节能的投资比较,据有关人员,按我国“七五”期,同是考虑物价递增指数匡算,1991-2000年每开发一吨标准煤所需综合投资约1000元,而节约一吨标准煤所需综合资金为768元。若考虑一吨标准煤还要相应的少建锅炉房等装备和减少环境污染治理费等,吨标准煤综合开发投资将比节能投资高出一倍以上。
3. 节约1千瓦小时电的用途
节约一千瓦小时电可使25瓦灯泡照明40小时;
12英寸黑白电视机工作25小时;
10英寸电扇运转10小时,可采煤93公斤;
炼钢1.5公斤,碾米36公斤。
4. 节约1吨标准煤的用途
发电2400千瓦小时
平炉炼钢3吨
炼焦0.75吨
城市五口之家烧用一年
生产碳铵1.90吨
烧开水70吨
液化合成汽油0.4吨
气化生成煤气1000立方米
烧制红砖10000块
火车运输80000吨/公里
生产合成氨7000公斤
生产水泥5000公斤
生产印染布4000米
生产纸2000公斤
生产日用玻璃2000公斤
生产白糖10吨
六. 能源和环保
1. 能源与环境保护
能源的使用除了应考虑经济效果,使能源得到合理充分利用外,还必须考虑环境保护和人民健康这个重要问题。
为了保障人民身体健康,除要求逐步提高优质、高效、无污染的第二次能源的消费比重,积极开展节能,减少能源浪费外,还要采取各种积极措施,严格按国家标准控制上述有害物的排放量,为生产和人民创造一个舒适、安宁、卫生的好环境。
2. 工业“三废”
工业“三废”是指废气、废水(废液)、废渣 。
3. 一吨煤直接燃烧放出废弃物及其对环境的污染
我国的能源消费75%以上靠煤炭。而煤炭由于在开采、燃烧过程中产生的矸石、灰渣,烟尘中的SO2、CO2、NOX等有害气体,对环境污染较其他能源更为严重,我国约有80%的煤用于直接燃烧,1吨煤要排放20公斤SO2,440公斤(以碳基计算)CO2及15公斤烟尘和260公斤的灰渣。我国南方一些地区已出现酸雨现象,如重庆、贵阳、柳州、长沙等地区,北方城市尤其在采暖季节,由于燃煤排放的烟尘,到大气中的总浮微粒年平均超过800微克/标准立方米,有些城市冬季超过1000微克/标准立方米,超过国家大气质量二级标准2倍多。此外,我国CO2的排放量已达6亿吨左右,约占全球的10%,由于CO2是产生温室效应的主要气体,因此,我国排放的CO2也影响全球的气候变化。
4. 烟气及其主要成分
烟气是燃料完全燃烧的生成物和不完全燃烧的生成物及送往烟囱的过剩空气的总称。其主要成分通常为水蒸汽H2O、二氧化碳CO2、一氧化碳CO和氮N2。含硫高的燃料,也不能忽视二氧化硫SO2或三氧化硫SO3的存在。
5. 煤炭与石油、天然气排出的CO2量比较
与煤炭比较,产生相同热值,石油和天然气所产生的CO2排放量要低得多,天然气排放量只相当于煤炭的一半,世界上能源消费中石油与天然气消费约占60%—70%左右,而中国的石油与天然气消费一直在19%处徘徊。
6. 颗粒物
大气中的一种主要污染物。按我国大气环境质量标准规定,100μm以下微粒为总悬浮微粒(TSP),小于10μm的微粒为飘尘。
大气中的颗粒物来自自然界和燃料的燃烧。前者包括暴风尘、火山活动、森林起火等。在燃烧化石燃料时,排出的烟气中的熔融的灰粒,在流动的气流中形成颗粒物,或者灰分蒸发后冷凝而生成,后者生成小于1μm的极细微粒,很难从烟气中脱除,进入人体肺部会造成健康危害。颗粒中所含的镉、镍、铊、铜、氟等微量元素对动、植物有破坏作用。烧煤排放的多环芳烃(PAH)能凝聚在微粒上,有致癌作用。
7. 二氧化硫
大气中的主要污染物。自然界排放的硫主要来自生物的腐烂、海雾和火山。人为的硫有90%以SO2的形式排放,其中约80%来自化石燃料的燃烧。我国1989年烧煤排放SO214.8Mt,占总排放量的93%。
煤炭燃烧时,煤中的硫氧化成SO2,并产生少量的SO2。一般有95%的硫排入大气中,5%留在炉灰中。电站烟道气中的SO2会转化成硫酸盐气溶胶,当外界空气混入烟气后,转化速率加快,因此高烟囱虽可降低SO2的地面浓度,但会形成硫酸盐的大面积散步。
大气中的SO2转化为硫酸或硫酸盐,会腐蚀许多物料,损害植物、土壤和水生物;长期暴露在100μg/标立方米的SO2和飘尘中,会产生呼吸道疾病。世界卫生组织确定的SO2年平均浓度限额为40—60μg/标立方米。
8. 酸雨
指PH值小于5.6的雨雪或其他形式的大气降水。酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理现象。酸雨中绝大部分是硫酸和硝酸,主要是人为排放的SO2和NOx转化而成的。
在欧洲和北美,酸雨已成为严重的区域性环境问题,造成巨大的经济损失,酸雨可导致湖泊和河流酸化,森林衰减,粮食减产,材料腐蚀等灾害。我国西南和华南已出现大面积酸雨区,并有扩大趋势。
9. 温室效应
在密闭的温室中,玻璃可使太阳辐射进入温室,而阻止温室内部的辐射热量散失到室外去,从而使室内温度升高,这就是温室效应。
地球大气也有类似的温室效应,包围地球的大气中,含有二氧化碳、氟里昂、甲烷、臭氧、一氧化二氮等微量气体,这些气体统称为“温室气体”,他们可以让大部分太阳辐射到达地面,而强烈吸收地面放出的红外辐射,只有很少一部分热辐射散失到宇宙空间去,从而形成大气的温室效应。
温室效应可能导致全球变暖,已成为举世瞩目的全球环境问题。目前,在各种温室气体中,CO2对温室效应的贡献约占50%,而大气中的CO2有70%是燃烧化石燃料排放的
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