化工过程节能原理与技术 第1章绪论课件

化工过程节能原理与技术12026/10/2716:53课程主要内容绪论节能基本原理及评价方法节能的热力学基础化工过程火用分析化工单元过程与设备节能夹点技术的基础理论新型节能设备及方法22026/10/2716:53第1章绪论1.1能源基本概念1.2能源与发展1.3石化工业用能特点及潜力1.4节能概述32026/10/2716:53化工过程化工过程是研究化学工业和其它过程工业(processindustry)生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。这些工业从石油、煤、天然气、盐、石灰石、其它矿石和粮食、木材、水、空气等基本的原料出发，借助化学过程或物理过程，改变物质的组成、性质和状态，使之成为多种价值较高的产品。原料--->各种前处理(粉碎，除杂，混合)--->化学、物理加工---->各种后处理(提取)--

产品2026/10/2716:534化工过程化工生产过程中经历的传递过程(1)动量传递过程（单相或多相流动）(2)热量传递过程——传热(3)质量传递过程——传质过程需要由设备来完成，过程设备必须满足过程的要求。前处理：粉碎设备，混合设备，压力设备，制冷设备加工：反应设备，压力设备，制冷设备，传热设备后处理：分离设备，浓缩结晶，干燥设备，环保设备产品：储运设备，成型设备，包装设备，朔料工业专用，橡胶工业2026/10/2716:5356能：物体或物质系统作功的能力或作功的本领能量：能的大小能的分类：能的形态与物质的运动形式相对应，可归纳为6类：机械能：物体或物质系统因作机械运动而具有的能。最常见的是动能和势能内能：物体因内部微观粒子的热运动而具有的能称为内能或称“热能”（改变内能的途径：传递热量和作功）。1.1能源基本概念电磁能：彼此相联系的交变电场和磁场所具有的能。包括电能、电磁能、磁能等。电磁能与其它形式能的转换可通过发电机、电动机等来实现。辐射能：包括电磁波、声波、弹性波、核放射线等所传递的能量。太阳能是典型的辐射能，具有温度的物体均能发出热辐射。化学能：物质系统的分子结构发生改变时释放的物质结构能。核能：原子核在转变过程中或反应过程中释放出来的能。2026/10/2716:537能的性质：能量转换的普通性：当物质运动的形式发生转变时，能的形态同时发生转变

能量守恒：能量转换时，总量守恒不变，既不创造，也不消失

能量转换的限制性：由于能在品质上存在差异，各种形态的能不可能无条件地相互转化。如机械能可以全部转换为热能，而热能却不可能无条件地全部转换为机械能；高温热能可以转换为低温热能，低温热能却不能自动转换为高温热能等。能量的传递性：能量的传递性是指在系统经历状态变化过程中，系统通过边界可以由作功或传热的方式向外界传递能量1.1能源基本概念2026/10/2716:538能源：是指可能为人类提供能量的自然资源。能源资源：是指已探明或估计的富集能源能源储量：已探明或估计可经济开采的能源资源1.1能源基本概念煤石油天然气水能太阳能生物能地热能风能海洋能核能2026/10/2716:53根据能量来源:第一类来自地球外天体的能源,如宇宙射线及太阳能，以及由太阳能引起的水能、风能、波浪能、海洋温差能、生物质能、化石燃料(如煤、石油、天然气等，它们是一亿年前由积存下来的有机物质转化而来的)；第二类地球本身蕴藏的能源，如核能、地热能等；第三类地球与其他天体相互作用的能源，如潮汐能。91.1.2能源分类2026/10/2716:53按能源转换和利用层次：一次能源，即可供直接利用的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、海洋能、薪柴等；二次能源，即由一次能源直接或间接转换而来的能源，如电、蒸汽、焦炭、煤气、氢等，它们使用方便，易于利用，是高品质的能源。终端能源，即通过用能设备供消费者使用的能源。终端能源通常分为5类：固体燃料（煤、焦炭、型煤等）、液体燃料、气体燃料（天然气、煤制气等）、电力和热力。101.1.2能源分类2026/10/2716:53按能否再生（一次能源）:可再生能源，即不会随它本身的转化或人类的利用而日益减少，如水能、风能、潮汐能、太阳能等；非再生能源，它随人类的利用而越来越少，如石油、煤、天然气等。111.1.2能源分类2026/10/2716:53按使用状况:常规能源：开发技术较成熟、生产成本较低、已经大规模生产和广泛利用的能源。如煤炭、石油、天然气、薪柴燃料，水能等；新能源：尚未得到广泛利用、有待科技发展以更经济有效开发的能源。如太阳能、地热能、潮汐能、风能、生物质能等。以上分类具有相对性：核能：通常被看作新能源，但利用核裂变发电，技术已经成熟，可称为常规能源。风能、沼气、磁流体发电（利用煤、石油、天然气，把气体加热成高温等离子体，通过强磁场时直接发电）已利用多年；目前又在研究新的利用技术，也作为新能源。121.1.2能源分类2026/10/2716:53按对环境的污染程度:清洁能源：即对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能、海洋能等；非清洁能源：即对环境污染较大的能源，如煤、石油等。131.1.2能源分类2026/10/2716:5314能源类别第一类第二类第三类一次能源可再生能源太阳能地热能潮汐能风能水能生物质能海洋能不可再生能源煤炭核能石油天然气油页岩1.1.2能源分类2026/10/2716:5315能源类别第一类第二类第三类二次能源焦炭注：可再生能源和不可再生能源都是指一次能源而言，比如有人把“电”也称为可再生能源，是不对的煤气电力蒸汽酒精汽油柴油重油液化气1.1.2能源分类2026/10/2716:5316

焦耳(J)：为1牛顿（N）的力作用于质点，使它沿力的方向移动1米（m）距离所做的功。

焦耳是《中华人民共和国法定计量单位》规定的表示能、功和热量的基本单位，用国际制单位表示的关系式为N·m；用国际制基本单位表示的关系式为kg·m2/s2。由于焦耳的数值很小，通常采用焦耳的倍数来表示，如千焦（kJ，103J），兆焦（MJ，106J），吉焦（GJ，109J）。1.1.3能量的计量单位2026/10/2716:5317千瓦小时（kW·h）：电量的计量单位

与焦耳的换算关系为:

1kW·h=3.6×106J

由于千瓦小时单位较小，通常采用兆瓦小时(MW·h)，万千瓦时(104kW·h)、吉瓦小时(GW·h)、亿千瓦时(108kW·h)、10亿千小瓦时(TW·h)。1.1.3能量的计量单位2026/10/2716:5318卡(cal)：卡是热量单位，定义为1克(g)纯水在标准气压下，温度升高1摄氏度(℃)所需的热量

我国现行单位卡有20℃卡、国际蒸汽表卡及热化学卡。

20℃卡（cal20

）是指1克纯水温度从19.5℃升高至20.5℃所需要的热量，与焦耳的换算关系为：1cal20=4.1816焦耳1.1.3能量的计量单位2026/10/2716:5319

能源的实物量单位能源形式

单位使用国家和地区

固液体能源

吨(t)

世界各地

原油

吨(t)

中国、前独联体、东欧各国

桶(bbl)

西方各国

成品油

公升(L)

中国、前独联体、东欧各国

加仑(gal)

西方各国

气体能源

标准立方米(STm3)

中国、前独联体

标准立方英尺(scf)

西方各国

电力

千瓦时(kW·h)

世界各地1.1.4能源的计量单位2026/10/2716:5320

能源的当量单位为了便于对各种能源进行计算、对比和分析，首先选定某种统一的标准燃料作为计算依据；然后用能源折算系数，（即各种能源实际热值与标准燃料热值的比值）计算出各种能源折算成标准燃料的数量。国际上习惯采用的标准燃料有两种：

一种是标准煤，另一种是标准油

由于我国能源结构是以煤为主，煤炭在全国的使用比较普遍和广泛，最常用的单位是标准煤。1.1.4能源的计量单位2026/10/2716:5321

标准煤与标准油标准煤（又称煤当量）：我国的GB2589—1990《综合能耗计算通则》规定，应用基低位发热量等于29.3076MJ（7000kcal）的燃料，称为1kg标准煤。常用单位有tce、kgce等。标准油（又称油当量）：中国采用的标准油热值为41.87MJ/kg（10000kcal/kg）。常用单位有吨油当量（toe）和桶油当量（boe）1.1.4能源的计量单位2026/10/2716:5322

当量热值与等价热值当量热值：是指某种能源本身所含的热量。具有一定品位的某种能源，其当量热值是固定不变的，如汽油的当量热值是42054kJ/kg，电的当量热值即是电本身的热功当量3600kJ/（kW·h）等价热值：指为了获得一个度量单位的某种二次能源（如汽油、柴油、电力、蒸汽等）或耗能工质（如压缩空气、氧气、各种水等）所消耗的以热值表示的一次能源量。

等价热值=当量热值÷转化效率1.1.4能源的计量单位2026/10/2716:5323能源名称 平均低位发热量折标准煤系数

原煤 20934kJ/kg 0.7143（kgce/kg） 焦碳 28470kJ/kg 0.9714（kgce/kg）

原油 41868kJ/kg 1.4286（kgce/kg） 汽油 43124kJ/kg 1.4714（kgce/kg） 煤油 43124kJ/kg 1.4714（kgce/kg） 柴油 42705kJ/kg 1.4571（kgce/kg） 重油 41868kJ/kg 1.4286（kgce/kg） 天然气

38979kJ/kg 1.3300（kgce/m3）炼厂干气

46055kJ/kg 1.5714（kgce/kg） 液化石油气

50160kJ/kg 1.7143（kgce/kg） 电力

3600kJ/kW·h0.1229kgce/kW·h(当量)

1.1.4能源的计量单位2026/10/2716:53

从日常生活中必需的电、煤、气、自来水等的供应，到交通运输、通信等现代社会的一切活动都离不开能源。能源为人类的生产和生活提供各种能力和动力的物质资源，是国民经济的重要物质基础。

能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志。能源、材料、信息是人类发展的三大支柱产业。1.2能源与发展2026/10/2716:5324瓦特(JamesWatt1736~1819年)发明蒸汽机(1769年专利)蒸汽机作为动力的纺织机械诞生于18世纪，但蒸汽机作为船舶和机车的动力而普及直至19世纪。19世纪中叶雷诺(EtienneLenoirl822—1900年)发明了燃气发动机19世纪中叶又发明了内燃机，从而开发出了汽车在1903年由汽车工人莱特兄弟制造的发动机动力飞机试飞成功20世纪初，通过火力发电和水力发电生产的大量电能，再通过输配电网络，使各种各样的用电产业获得惊人的进步和发展

在20世纪50年代到70年代间，从煤炭文明到石油文明的能源革命

20世纪90年代，开始使用使用液化天然气和液化石油气作为汽车用燃料

1.2.1人类文明与能源利用2026/10/2716:5325全球能源危机

有关资料显示：目前在世界初级能源的产量和消费中，居第一位的是石油，其次是煤炭、天然气。

有关资料还显示：石油、煤炭、天然气等常规化石能源的储量日益减少，在可预见的不长时间内将被消耗殆尽，全球面临着严重的能源危机。1.2.2能源形势如果新的替代能源届时没有被发现，人类的生存面临严重挑战！2026/10/2716:5326能源竞争能源是国民经济的命脉，是影响各国战略决策的重要因素，是许多国家制定全球战略的首要问题。近20年来，世界上发生的许多危机、冲突都是围绕争夺能源引发的（如两伊战争，前苏联出兵阿富汗，海湾战争，科索沃战争，美国推翻塔利班，伊拉克战争等）。美国、俄罗斯、日本、欧盟、中国等许多国家针对中东、里海等石油资源展开了激烈的较量和错综复杂的斗争：叙利亚战争南海争端2026/10/2716:5327中国面临“贫血”的威胁我国煤炭储量居世界第3位，人均为世界平均水平的50%；我国石油储量居世界第6位，人均为世界平均水平的17%；人均石油产量与消费量占世界平均水平的21%~22%；我国天然气储量居世界第16位，人均为世界平均水平的10%。目前我国人年均能源消耗是1000公斤标准煤，美国是11000公斤，英、德、法等国家为5000~6000公斤；2030年以后，我国人年均能源消耗是2000~3000公斤标准煤，人口达15亿以上。2026/10/2716:53281949年新中国成立时，全国一次能源的生产总量仅为2374万t标准煤，居世界第10位。2004年中国一次能源生产量达到18.45亿吨标准煤，全年能源消费总量19.7亿吨标准煤，是世界上第二大能源消费国和能源生产国。煤炭：2004年煤炭产量达到19.56亿吨（第一），同比增长17.3%，其中用于发电9.8亿吨左右；从1996年开始，我国由原油出口国变成原油进口国；2000年我国进口石油占消耗量的20%；美日等发达国家都建立了战略石油储备制度，可提供3~6个月的石油供应；2015年我国开始战略石油储备。1.2.3中国能源现状2026/10/2716:5329

2009年以来，我国已成为世界能源生产和消费最大的国家。据国家统计局统计数据分析，我国2012年能源消费总量为36.2亿tce，其中煤炭占67.4％，石油19.0％，天然气5.3％。水能、核能、风能等非化石能源约占8％。另据BP统计数据显示，2012年我国除水能以外的可再生能源(如风能、太阳能、生物质能等)消费总量只占1.7％。近年来，虽然可再生能源得到了较快的发展，但我国的能源消费结构几乎没有改变。2014年中国一次能源消费为2972.1百万吨油当量，比2013年增加2.6%，占世界一次能源消费的23%，和全球净增长的61%。中国仍然是世界最大的能源消费国。2026/10/2716:5330（1）人均能耗低（2）人均能源资源不足（3）能源效率低（4）以煤为主的能源结构亟待调整

1）大量燃煤严重污染环境

2）大量用煤导致能源效率低下

3）交通运输压力巨大

4）能源供应安全问题严重1.2.4中国能源存在的问题2026/10/2716:5331中国化石能源结构特点是富煤缺油少气，其中煤炭资源储量占94.11%，天然气占3.07%，而需求量巨大的石油资源仅占2.82%。能源系统总效率约9.3%，90％以上的能源损失在开采、加工转换、储运和终端过程。单位GDP能耗高，约为日本的15倍，法国的9倍，韩国的4倍。“三高”（高投资、高能耗、高污染）、“两低”（低质量、低效益）“三荒”（煤荒、电荒、油荒）环境污染严重；能源建设周期长，耗能多；能源价格未能反映其经济成本和能源资源的稀缺性；能源工业装备落后。2026/10/2716:53321.2.5中国能源工业面临的问题努力改善能源结构；提高能源利用率；加速实施洁净煤技术；合理利用石油和天然气；

加快电力发展速度；

积极开发利用新能源；

建立合理的农村能源结构，扭转农村严重缺能局面；

改善城市民用能源结构，提高居民生活质量；

重视能源的环境保护。2026/10/2716:53331.2.6解决我国能源问题的措施节流：节约使用能源开源：发展新能源技术3434国家《十一五规划纲要》明确提出必须加快转变经济增长方式，要把节约资源作为基本国策，坚持节约发展、清洁发展、安全发展，实现可持续发展。《十二五规划纲要》到2015年，全国万元国内生产总值能耗比2010年降低16%；主要污染物排放总量减少17%。“十二五”期间，实现节约能源6.7亿吨标准煤。国际承诺：2020年单位GDP能耗比2005年下降40%-45%，2030年单位GDP碳排放比2005年下降60%-65%。（1）节约资源已成为基本国策1.2.7面临的形势-国家要求35351997年《中华人民共和国节约能源法》。国家正在修订《节约能源法》、《节约石油管理办法》，将对石油石化等重点行业实行“产品能耗限额制度”。国家有关部门制定出台了《石化和化学工业节能减排的指导意见》、《产业结构调整指导目录(2011年本、2013年本)》等一系列产业政策，强化了规划、标准和相关法律法规的约束。自2012年起中国石油和化学工业联合会建立了能效领跑者发布制度，连续多年向社会发布了相关重点产品能耗情况。国家标准化委员会先后发布了36项涉及烧碱、尿素、聚氯乙烯等产品能耗限额的强制性国家标准。（2）政府监管日益严格1.2.7面临的形势-国家要求36石油石化。鼓励符合条件的新建炼油项目发展炼化一体化。原油加工行业重点推广高效换热器并优化换热流程、优化中段回流取热比例、降低汽化率、塔顶循环回流换热等节能技术。化工。合成氨行业重点推广先进煤气化技术、节能高效脱硫脱碳、低位能余热吸收制冷等技术，实施综合节能改造。烧碱行业提高离子膜法烧碱比例，加快零极距、氧阴极等先进节能技术的开发应用。纯碱行业重点推广蒸汽多级利用、变换气制碱、新型盐析结晶器及高效节能循环泵等节能技术。电石行业加快采用密闭式电石炉，全面推行电石炉炉气综合利用，积极推进新型电石生产技术研发和应用。1.2.7面临的形势-国家要求372015年，新《环境保护法》正式上岗。新法因规定了按日计罚、查封扣押、区域限批、公益诉讼、黑名单制度、行政拘留等处罚措施，被称为史上最严的环境保护法。其中的按日连续处罚制度，使“罚无上限”。能耗和环保水平已经深刻影响着企业的生存发展，并左右着市场的走势，这在未来会表现得更加明显。石油和化工规划院院长顾宗勤在预判石化行业“十三五”发展形势时表示，面临资源与环境约束问题是石化行业发展的重大挑战。经济发展方式粗放、污染物减排、二氧化碳减排、自然生态环境脆弱等是行业必须直面的问题。节能环保生态化将成为石化行业发展路径。1.2.7面临的形势-行业发展需要石油和化学工业是能源工业和基本原材料工业，是生产农用化学品、有机和无机基本原料、合成材料、精细与专用化学品等多类产品的重要行业，为国民经济各部门提供能源和基础原材料及配套产品，在经济建设、国防事业和人民生活中发挥着极其重要的作用。石油和化学工业是中国国民经济的重要支柱产业之一，产值约占国内总产值30%，占国内GDP12%。石油和化学工业是耗能大户，高能耗（占全国工业能源消费总量的17%）、高污染（废水排放量占工业废水总量的16%，全国第一）。

1.3石化工业用能特点及潜力石油和化学工业是节能工作的重点领域！2026/10/2716:53381.3.1用能量大,占加工成本比例大

以乙烯装置为例，国内装置能耗大部分在750kg标准油/t，2003年国内乙烯总产量约600万吨，总能耗450万吨标准油，能耗费用近60亿元（2007年国内乙烯总产量将达1100万吨，总能耗达825万吨标准油）。以炼油工业为例，综合能耗量占原油加工量的8%~10%。2001年全国原油加工量达1.98亿吨，耗能量约1700万吨标油，费用约220亿元。平均能耗成本(包括自产燃料等)占总加工成本的50%~60%。

1.3石化工业用能特点及潜力2026/10/2716:53391.3.2加热冷却过程多

石化工业加工过程中，有非常多的冷、热物流（过程物流、公用工程物流等）需要换热。

如乙烯装置、炼油过程主要是通过物理的办法，按照各油品沸点的差别进行分离，即通过冷却加热，就完成了加工过程。1.3石化工业用能特点及潜力2026/10/2716:53401.3.3节能涉及全过程石化生产是连续、多工序、多层次的加工过程，从全厂发展规划、设计、生产运行、维护等过程均涉及能量的利用，可以说，加工全过程就是能量流的过程,节能绝不是一个部门或几个部门的事情。能耗指标是一个高度综合性的指标，如果一个石化企业的能耗指标是先进的，则必然意味着规划、设计、运行、维护、管理等所有环节的高水平，缺一不可。

1.3石化工业用能特点及潜力2026/10/2716:53411.3.4本质上存在用能三环节过程（1）过程用能的主要形式是热、流动功和蒸汽，它们一般是通过转换设备（如炉、机泵）等转换过来的；（2）转换设备提供的热、功、蒸汽等形式的能量进入工艺核心环节（塔、反应器），连同回收循环能量一起推动工艺过程完成后，除部分能量转入到产品中外，其余均进入能量回收系统；（3）能量在工艺核心环节完成其使命后，质量下降，但仍具有较高的压力和温度，可以通过换热设备、换功设备（液力透平）等回收利用。但受工程和经济条件约束，回收不能到底，最终通过冷却、散热等排弃到环境中。1.3石化工业用能特点及潜力依据三环节理论的节能：首先应选用或改进工艺过程，减少工艺用能；再考虑经济合理地回收；其不足部分再由转换设备提供。2026/10/2716:534243石油化工过程（HC装置）用能三环节分析模式加热炉及各类机泵等设备转换反应、分馏及相关系统燃料化学能、电能、蒸汽供能换热器、冷却器、蒸汽发生器传热过程；功的回收；能量的升级利用散热冷却物流排弃2026/10/2716:531.3.5目前还存在较大的节能潜力1.3石化工业用能特点及潜力装置的节能潜力：先进装置与落后装置的差距。2026/10/2716:5344

中国石油和化学工业联合会节能与低碳发展处处长李永亮说：“通过原油加工、乙烯、合成氨、甲醇等15个重点耗能产品的能效领跑者水平和行业平均水平的对比可以看出，如果在今后几年内，这15个品种的行业平均能效水平达到2014年度能效领跑者的水平，则可以实现每年约3000万吨标煤的节能潜力，这将是实实在在可以实现的节能潜力，而且这还没有考虑能效领跑者水平不断进步的情况。”

“另外，我国化工行业的工业增加值率为27%左右，而美国和日本则分别为52%和41%，导致我国化工行业单位工业增加值能耗高于美国和日本。这说明我国在结构节能方面还有较大的空间。”李永亮说。

系统存在更大的节能潜力

相对来说，过程组合即系统节能的潜力更大。热联合蒸汽动力系统储运系统低温余热的回收和利用。

1.3石化工业用能特点及潜力

据中石化节能中心资料：目前对于30万吨/年的乙烯装置或500万吨／年的炼油厂，设定投资回收期为２年时，年节能效益一般在5000万元以上。对某300万吨/年炼油厂所做的节能规划，仅气体分馏装置和储运系统用低温余热代替1.0MPa蒸汽就达40t/h,年效益2500万元。2026/10/2716:5345世界主要国家能源利用经济效率世界平均水平是中国的2.6倍日本是中国的6.1倍2．石化行业用能特点及潜力1.3.5目前还存在较大的节能潜力1.3石化工业用能特点及潜力47

节能的定义节能是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以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中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源。节能的一般定义：同等需要或同等目的条件下少用的能源，不是简单限制使用而是合理利用。1.4节能概述2026/10/2716:5348

节能的分类狭义节能：指节约煤、油、电等能源。广义节能：指除狭义节能内容之外，还包括节约原材料、运力、人力、资金、提高作业效率等各个方面利用。直接节能是指通过加强能源的科学管理和推动技术进步，降低在生产和生活中直接消耗的能源量。间接节能主要通过调整经济结构（包括产业结构、企业结构、产品结构和能源消费结构），调整工业布局，提高产品质量和资源综合利用等取得的节能效果。1.4.1节能基本概念2026/10/2716:5349

节能的分类纯节能型：功能不变，能耗降低（普遍采用）增值节能：功能提高，能耗不变（值得提倡）理想节能：功能提高，能耗降低（改革工艺方法）相对节能：功能大量提高，能耗略有提高简单节能：功能略有降低，能耗大量降低（不得已采用）零点节能：功能或提高或不变或降低，能耗为零（超理想）1.4.1节能基本概念2026/10/2716:5350

能源效率从物理观点而论，能源效率是指在利用能源资源的各项活动（从开采到终端利用）中，所得到的起作用的能源量与实际消费的能源量之比。从消费的观点而论，能源效率是指为终端用户提供的能源服务与所消费的能源量之比。

1.4.1节能基本概念能源经济效率：单位GDP能耗，万元GDP/标准煤。能源技术效率：能源转换过程中有效利用的能源与实际输入能源之比。能源系统效率：能源生产效率、中间环节（加工、转换、储运）效率、终端利用效率的乘积。中国30%左右，发达国家40%以上。提高能量传递和转换效率最经济最合理地利用能源2026/10/2716:5351四大类：热力学指标、物理－热力学指标、经济－热力学指标、经济指标单位产品能耗指标属于第二类，有4种形式：

单位产品/产量综合能耗单位产品/产量单项能耗单位产品/产量可比能耗单位产品/产量能量因数能耗

能源效率常用指标1.4.1节能基本概念2026/10/2716:5352石油石化常用能源效率指标1.4.1节能基本概念2026/10/2716:53油气田指标单位炼油化工指标单位1万元产值综合能耗吨标煤/万元1加工吨原油综合能耗千克标油/吨2万元增加值综合能耗吨标煤/万元2炼油单因耗能千克标油/吨因数3原油(气)生产综合能耗千克标煤/吨3乙烯综合能耗千克标油/吨4原油(气)液量生产综合能耗千克标煤/吨4合成氨综合能耗千克标油/吨5油（气）生产用电单耗千瓦时/吨6注水用电单耗千瓦时/吨7集输吨油自耗气千瓦时/吨53

能耗：指规定的体系在一段时间内能源消耗的数量，简称能耗。如设备（或装置）能耗，车间能耗，企业能耗实物能耗：指规定的耗能体系在一段时间内实际所消耗的各种能源实物量，简称实物能耗。综合能耗：指规定的耗能体系在一段时间内实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算为一次能源后的总和。有企业综合能耗、企业单位产值综合能耗、产品单位产量综合能耗等。

能耗（实际能耗，主要用于单厂比较）1.4.1节能基本概念2026/10/2716:5354

能源弹性系数：是研究能源消费增长同国民经济之间关系的指标

能源消费量年均增长速度能源消费弹性系数=————————————

国民经济年均增长速度能源弹性系数－反映能源生产（或消费量）增长与国民生产总值（GDP）增长之间关系，是衡量能源与环境匹配关系的一项指标，衡量能源与环境和谐程度、和谐水平的一项指标，也是反映能源与大气环境污染宏观控制的一项指标。

能源效率常用指标1.4.1节能基本概念如：2001年，能源消费年均增长5.66%,经济年均增长10.09%，能源消费弹性指数为0.56。2026/10/2716:5355

节能量：指一定时期内节约和少用的能源数量，也就是在完成相同的工作量（产品、产值、投资），达到相同目的的前提下所少消耗的能源量。节能量构成：节能量包括由于提高管理水平和技术水平，使单位产品（或产值）能源消耗量下降而直接节约的能源数量，以及由于调整产业结构、产品结构等，使单位产值能源消耗量下降，而少用的间接节约的能源数量。

节能量1.4.1节能基本概念2026/10/2716:5356

节能率：指统计报告期比基期的单位产品（或产值）综合能耗降低率，是反映能源节约程度的综合指标，一般按年计算。节能率=（报告期单耗-基期单耗）÷基期单耗×100%节能率－衡量经济增长方式转变方向和速度的指标

节能率1.4.1节能基本概念2026/10/2716:5357节能潜力：①节能总潜力，②可以实现的节能潜力。节能总潜力：为一技术极限值，取决于热力学计算的极限值和现有的技术水平。可以实现的节能潜力：指技术成熟、经济合理、预计在一定时期内可以实现的节能量,取决于技术、投资、社会、环境和其他政策等因素。通常所说的节能潜力是指的后一种说法。1.4.1节能基本概念2026/10/2716:53581.4.2节能主要领域工业节能建筑节能交通节能城市与民用节能农业及农村节能可再生能源利用循环经济节能2026/10/2716:5359能源资源优化开发利用技术单项节能改造技术与节能技术的系统集成节能型的生产工艺高性能用能设备直接或间接减少能源消耗的新材料技术节约能源、提高用能效率的管理技术工业节能建筑节能交通节能城市与民用节能农业及农村节能可再生能源利用循环经济节能1.4.2节能主要领域2026/10/2716:5360能源资源优化开发利用与合理配置技术重点生产工艺节能技术生产过程余热、余压、余能利用技术高效节能设备节能新技术节能新材料1.4.2节能主要领域-工业节能2026/10/2716:5361能源资源优化开发利用与合理配置技术能源资源优化开发与优化利用技术多种能源发电与合理配置技术水电资源综合优化开发、利用技术煤炭资源高效开采利用技术低热值矿物燃料综合利用技术褐煤利用技术油气资源综合开发利用技术油页岩资源开发和综合利用技术资源再生循环利用技术1.4.2节能主要领域-工业节能2026/10/2716:5362

重点生产工艺节能技术

煤炭生产节能技术电力生产节能技术钢铁生产节能技术有色金属生产节能技术黄金生产节能技术建筑材料生产节能技术化工生产节能技术石油天然气开采节能技术石油化工生产节能技术轻工生产节能技术纺织工业生产节能技术1.4.2节能主要领域-工业节能2026/10/2716:5363生产过程余热、余压、余能利用技术工业窑炉余热、余能利用技术钢铁生产过程余热回收利用技术钢铁生产过程副产煤气等余压回收利用及发电技术有色金属生产过程余热和副产煤气的回收利用技术干法水泥窑纯低温余热发电技术玻璃窑低温余热利用技术1.4.2节能主要领域-工业节能焦炉废气生产石灰工艺技术利用可燃气体作燃料或原料技术石油化工生产过程能量回收利用技术燃气轮机—加热炉（裂解炉）联合供热供电合成纤维原料丙烯腈回收系统的余热回收利用卫生陶瓷梭式窑余热利用技术2026/10/2716:5364高效节能设备高效和清洁燃料工业锅炉高效工业窑炉高效、强化换热设备高效机电设备节能新材料新型保温、隔热、高温、密封材料特殊高性能金属和金属基复合材料化工、石化新型催化剂、添加剂、乳化剂高效节能的新型材料1.4.2节能主要领域-工业节能2026/10/2716:5365

节能新技术高红外、远红外、等离子、感应加热等高效加热新技术微波能高温技术，如微波烧结、微波高温合成工艺及设备膜技术在气体分离、污水处理、电解等领域的应用新型煤粘结剂、助燃剂和工业型煤中小型高效清洁煤燃烧技术及装备机械、电子和信息技术相结合的机电一体化技术装备微生物选矿、微生物化肥等微生物技术1.4.2节能主要领域-工业节能环保及高能效比制冷剂、冰（水）蓄冷技术、动态蓄冰技术新型传热传质技术以及纳米、超导等在节能领域中的应用减磨与润滑、新型密封、防腐蚀、除锈除垢、添加剂等技术高温超导技术在大电流传输、电能储存和高效电动机的应用天然气水合物等新型能源开采技术电子技术、模糊控制技术在用电设备和家电产品中的应用2026/10/2716:531.4.2节能主要领域-新能源开发

新能源（NewEnergyResources）又称非常规能源。是传统能源之外的各种能源形式，指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能，包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。相对于传统能源，新能源具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源枯竭问题具有重要意义。2026/10/2716:5366新能源太阳能生物能地热能风能海洋能核能2026/10/2716:5367太阳能能量巨大。真正到达地球表面的太阳能大约相当于目前全世界所有电站发电能力总和的20万倍。地球每天接收的太阳能，相当于全球一年所消耗的总能量的200倍。

太阳能（太阳热辐射能）2026/10/2716:5368太阳能的优点：不产生有害气体和废渣，不污染环境。来源广泛，使用方便、安全。成本低廉，可以再生。2026/10/2716:5369太阳能的应用人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电、太阳能无线监控等方式。光热利用光电利用光热太阳能。如太阳灶、太阳供热系统。我国是太阳能热水器生产量与销售量最大的国家，发展潜力巨大。光—热—电转换光—电转换2026/10/2716:5370太阳能：光热利用2026/10/2716:5371太阳能：光热发电2026/10/2716:5372太阳能：光热发电当地时间2015年1月23日，位于美国加州沙漠中的世界最大规模太阳能发电场“艾文帕太阳能发电系统”（IvanpahSolarElectricGeneratingSystem）已经于近日正式投入使用。该太阳能发电场占地约14.2平方公里，其中设立的超过17.3万块太阳能板能够产生392兆瓦的电量占到美国现有太阳能发电总量的30%，可以满足附近14万户的美国家庭用电需求。2026/10/2716:5373太阳能：光电发电（光伏发电）2026/10/2716:5374太阳能：光电发电（光伏发电）薄膜太阳能电池

太阳能汽车航天器上的太阳能电板2026/10/2716:53

太阳能路灯

风能是地球表面大量空气流动所产生的动能。严格说来，他是间接形式的太阳能，占到达地面太阳能的2%左右。据估算，全世界的风能总量约1300亿千瓦，相当于10300亿吨煤蕴藏的能量。风能2026/10/2716:5375风能利用2026/10/2716:5376①动力利用利用风力作为动力，直接带动各类机械系统。例如，风帆，风力提水；

②发电利用利用风力带动发电机发电。例如,风力发电机。风力发电2026/10/2716:5377英国“伦敦阵列”近海风电场富龙富锦风电场

海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量。海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能和海水温差能。人类目前应用成熟的海洋能主要是潮汐能。

海洋潮汐能来源于月亮与太阳对地球海水的的吸引力以及地球的自转引起海水会周期性地作有节奏的垂直涨落的现象。据统计，全球海洋潮汐能的储藏量在27亿千瓦左右，每年的发电量可达33480亿千瓦。海洋能2026/10/2716:5378海洋能2026/10/2716:5379福建平潭幸福洋潮汐发电站，潮差平均为4.54米，最大7.16米。该站年发电量可达31.5亿瓦·小时海洋能2026/10/2716:5380海洋温差能利用海洋中受太阳能加热的温度较高的表层水与温度较低的深层水之间的温差进行发电而获得的能量。海洋温差发电技术，是以海洋受太阳能加热的表层海水（25℃～28℃）作高温热源，而以500米～l000米深处的海水（4℃～7℃）作低温热源，用热机组成的热力循环海洋温差能系统进行发电的技术。海洋能2026/10/2716:5381海流能源海流能是指海水流动的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量，是另一种以动能形态出现的海洋能。

海流发电与潮汐动能发电(潮流能发电)原理相同，不同的是海流发电装置工作位置的海水较深。浮筒水下风车水下发电风筝浮动水车海洋能2026/10/2716:5382波浪能源波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的，它实质上是吸收了风能而形成的。波浪能发电是以波浪的能量为动力生产电能

。大规模波浪能发电的成本还难与常规能源发电竞争，但特殊用途的小功率波浪能发电，已在导航灯浮标、灯桩、灯塔等上获得推广应用。振荡水柱式波浪能采集地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地热能用途：地热发电、地热供暖、地热农业

地热能2026/10/2716:5383羊八井地热发电厂西藏古堆地热田生物质能（就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。

生物质能特点：

可再生性、

低污染性、广泛分布性、总量十分丰富、

广泛应用性生物质能2026/10/2716:5384直接燃烧液体生物燃料技术：由生物质制成的液体燃料叫做生物燃料。生物燃料主要包括生物乙醇、生物丁醇、生物柴油、生物甲醇等。生物质汽化技术：生物质气化技术是将固体生物质置于气化炉内加热，同时通入空气、氧气或水蒸气，来产生品位较高的可燃气体，可用于合成、取暖、发电等不同用途。生物质发电技术：生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电等。沼气技术：沼气是各种有机物质在隔绝空气（还原）并且在适宜的温度、湿度条件下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气的主要成分甲烷类似于天然气，是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。生物质能2026/10/2716:5385生物质能2026/10/2716:5386生物质气化发电系统图沼气利用生物乙醇核能核能（或称原子能）是通过核反应从原子核释放的能量核能主要包括核裂变，核聚变，核衰变三种。目前正常运行的核电站都是属于裂变核电站。

2026/10/2716:5387优点1．核能发电不会造成空气污染，不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。2．核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便。3．核能发电实际上是最安全的电力生产方式。缺点1．核能电厂会产生放射性废料，因具有放射线，故必须慎重处理。2．核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境中，故核能电厂的热污染较严重。3．核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。核能2026/10/2716:5388浙江省嘉兴市海盐县秦山核电站2013年日本福岛核电站爆炸结构节能产业结构产品结构企业结构地区结构管理节能宏观调控企业经营技术节能工艺节能化工单元操作设备节能化工过程系统节能控制节能892026/10/2716:531.4.3节能的途径结构节能调整产业结构：增加省能型工业（仪表、电子），减少耗能型工业（钢铁、化肥）的比重，产业结构向省能方向发展。调整产品结构：向高附加值、低能耗方向发展。如化学工业应向精细化工、生物化工、医药工业、化工新材料等行业发展。调整企业结构：调整生产规模结构是节能降耗的重要途经。调整地区结构：资源的优化配置，将部分耗能型工业转移到能源富裕地区。如，乙烯生产基地应靠近油田或大型炼油厂；东部集中主要油田且便于进口石油，应发展石油化工；中部煤炭产地，应发展煤化工基地。902026/10/2716:531.4.3节能的途径山东华鲁恒升集团有限公司超额完成了“十二五”的节能目标，主要是通过结构节能来实现的：他们利用原有煤气化平台所产的合成气上马了耗能少的醋酸、己二酸、多元醇等产品，通过调整产品结构，在向下游延伸产业链的同时，减少了能源的消耗。企业的产品能耗成本由原来单一尿素时的70%下降到现在的34%左右；万元产值综合能耗由原来的7吨标煤下降到现在的3.88吨标煤。每年投入1亿元左右的节能技改资金，不断优化装置的煤、电、蒸汽的平衡利用，合成氨单位产品综合能耗达到了1381千克标煤/吨的全国最好水平，能源利用效率有了大幅度提高。

912026/10/2716:533.3结构节能1.4.3节能的途径-结构节能“要实现大规模的节能，必须有技术创新。不过在没有产生重大的技术突破之前，企业的节能工作也不能干等，日常的管理节能还是必须做的，毕竟革命性节能技术的出现可遇不可求。”河南金山化工有限公司副总经理霍小永说。

河南金山化工是纯碱行业连续几年的能效领跑者，他们在管理节能上最有效的做法是推行内部“节能技改投资多元化”管理体系，相当于在企业里搞合同能源管理。以公司某车间实际为例，车间针对原工艺运行的不足提出了优化方案，车间主任组织员工对项目的预期效果、投资风险、具体实施等环节进行了客观分析，达成共识后，由员工自愿参与该项目投资，并与公司签订项目投资与实施协议。该项目投资仅60万元，半年节约成本242万元，员工投资收益率高达50%。

“河南金山的这个管理机制很有特色，极大激发了员工的主动性，既让员工得到了实惠，公司的生产成本也明显降低。”中国纯碱工业协会技术咨询部部长齐玉娥评价说。

922026/10/2716:531.