水电工程节能降耗分析应用研究
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2.4 节能的方法及措施

2.4.1 节能的方法和措施划分

在工业、交通、建筑、人民日常生活中,需要因地制宜地采用适合各自应用领域的节能措施。如在建筑领域大量利用节能材料,合理安排照明系统及空调系统。

节能的方法和措施在不同层面和不同角度有不同的划分方法。如果从能源转换及回收利用的角度来看,节能工作的方法可分为:①燃料燃烧的合理化;②加热、冷却和传热的合理化;③防止辐射、传热等因素的热损失;④废热回收利用;⑤热能向动力转换的合理化;⑥防止电阻等造成的电力损失;⑦电力向动力和热转换的合理化。

以上7个方面涉及工业、建筑、交通等主要节能领域,如燃料燃烧的合理化方法既涉及工业领域的锅炉燃料燃烧也涉及交通领域的汽车发动机燃料燃烧,而防止电阻等造成的电力损失是电力部门在大电力输送以及在建筑物内电力输送时均应该注意的节能方法。

如果从节能工作的深浅程度及广度,节能工作的方法和措施可以分为:①管理节能方法;②技术节能方法;③产业结构调整节能方法;④需求侧节能管理方法;⑤合同管理节能方法。

2.4.2 节能的潜力与节能途径

我国是一个能源比较丰富的国家,能源生产总量居世界第二位,仅次于美国。我们的煤炭储量、水力资源等确实位居世界前列,但我们是一个有着13亿人口的大国,我国的人均能源储量远远低于世界平均水平且单位产值能耗偏高,另外我国整体的能源使用效率相对于发达国家也是严重偏低的,我国的能源整体利用率约为30%,只相当于节能水平最高国家的50%,与发达国家相比,我们的能源是严重浪费了。因此,我国的节能潜力非常大。

我国能源利用率不高的原因,主要有:①设备落后,技术陈旧;②管理水平较低;③结构不合理。

针对能源浪费的原因,节能途径可分为“技术途径”“管理途径”“结构途径”等。

1.技术途径

技术途径主要有以下几方面。

(1)改造落后的耗能设备。能量的转换和使用,都是通过设备来实现的,因而能量的有效利用水平,很大程度上取决于能源流程中每个生产环节所使用的设备的性能与质量。改造落后设备,制造高效节能设备,合理使用耗能设备,是节能技术途径的主要方面。

我国的设备技术装备较落后,许多设备能耗高效率低,急待更新改造。尤其是工业锅炉、工业窑炉、中低压发电机组、电动机、水泵、风机、空压机、工业电炉、电焊机及交通工具等用量大、涉及面广的主要耗能设备,更要抓紧更新改造。近年来,我国在工业锅炉大型化、火电机组近代化、工业炉窑高效化等投入了较大的技术力量,迈出了可喜的一步,取得了大量的科技成果。

除对落后的耗能设备进行改造外,合理使用耗能设备,也是节能的一个重要方面。即使设备设计得很先进、效率很高,但如果安排不好,运用不当,也要多耗能源,而在我国设备较落后的情况下,影响更大。

(2)改革落后工艺。连续生产流程中出现的冷冷热热、干干湿湿的现象,会造成能源的浪费。如果改进生产工艺,实行流水作业,避免“冷热病”“干湿病”,减少中间环节的热损失,就可大大节约能源。

(3)改进操作。技术操作水平的高低也是影响能源消耗的一个因素。

(4)改善资源质量。煤炭产品质量的高低,直接影响到煤炭的消耗量和运输的节能,以及热能利用效率的提高和煤炭资源的充分利用。如采用洁净煤技术便是提高煤炭产品质量的有效方法。

(5)能量的回收利用。回收的能量有两种利用方式:一种是热利用,如通过燃烧、换热器、加热等设备去预热燃料、空气、物料,以及干燥物品、生产蒸气、供应热水等;另一种是动力利用,即把回收能量通过动力机械转换为机械能输出,对外作功,主要是通过蒸汽、燃气、水力透平等设备,带动水泵、风机、压缩机等直接对外作功,或带动发电机转换为电力,如余热发电。

(6)能量的分级利用。能源在工业部门除用于发电和少量作原煤外,绝大部分用于直接燃烧和生产蒸汽。合理有效地使用蒸汽,是企业节能的重要方面。

(7)加强绝热保温。工矿企业的用热数量大,加强用热设备的绝热保温,减少散失热量,是节能的有效措施,也是改善车间环境的重要措施。

绝热保温的具体措施很多,最常用的办法有适当加厚保温材料、增加绝热层数、选用高质量的绝热材料等。

2.管理途径

管理途径主要有以下几方面。

(1)杜绝“跑、冒、滴、漏”。浪费往往从点滴开始,“跑、冒、滴、漏”不仅造成损失,而且污染严重。

(2)合理分配能源。能源使用不合理所带来的浪费,比起能源使用合理但未充分利用所带来的浪费更为严重,因而能源的合理利用是管理途径节能的一个重要问题。合理分配能源就是依据能源的品种、质量及生产工艺对能源的要求,来合理安排能源的使用。

(3)合理组织生产。生产组织不合理,造成生产环节不平衡是造成浪费的又一主要因素。例如,各工序之间的生产能力及其利用程度不平衡;供能与用能环节不协调;原料供应脱节,造成设备停机或空转等。

(4)减少物资积压。积压的原材料、半成品、超出实际需要的机器设备、厂房等都是能源的间接浪费,而且所占用物资的加工程度越深,生产这些物资所消耗的能源就越多,成品所含物化能源多于半成品,半成品所含物化能源又多于原材料。因而必须尽可能减少物质积压。

(5)合理安排运输。运输安排不当不仅直接浪费能源,而且还会影响生产与其他工作的进行,造成能源的间接浪费,合理安排运输是一项系统工程,包括时间问题、路线问题、效率问题、装运问题等。

3.结构途径

结构途径主要有以下几方面。

(1)产业结构的调整。为科学地、明确地反映产业结构变化对能源消耗的影响,可把单位产值能源高于工业平均能耗的工业称为耗能型工业,把低于工业能耗的工业称为省能型工业。当两者的比例发生变化时,必然对能源消耗产生影响。因而就存在一个优化组合问题,使产业结构在满足各方面需要的前提下达到最佳状态。

(2)产品结构调整。不同的产品对能源需要量差别很大,无论重工业产品或是轻工业产品都是如此。从单位产值能耗的综合能耗看,不同产品之间的能耗可能相差好几倍,甚至几十倍。如果产品结构不合理,会导致产品的品种规格不对路,需求不平衡,造成积压浪费,这也就等于积压了生产这些产品的能源。所以应通过产品结构调整,使所包含在产品中的能源都能发挥其社会效益。

(3)企业组织结构、技术结构和地区结构的调整。在企业组织结构调整方面,需要加强生产的专业化和连续化。根据不同的情况,采取各种有效的联合形式,组织更多的专业化公司。

在技术结构调整方面,主要是要大力采用节能的新技术和新工艺,淘汰旧技术、旧工艺。

在地区结构的调整方面,主要是把部分耗能型工业的工厂转移到能源富裕的地区或矿产资源就近地区,以改革不合理的工业布局。这样,可将调剂下来的用于运输的能源投放到省能型工业中,同时减轻运输压力,节省了能源。

总之,我国所面临的能源状况是严峻的,现实也是残酷的,要提高我国的能源利用率,达到或接近国际先进水平,仍需我们付出艰苦的努力。

节约能源,提高能源利用率,可在相同的GDP的情况下,降低能源消耗总量,减少二氧化碳的排放量,对保护地球环境、建立和谐社会也具有积极的社会意义。因此,节能工作是解决能源供需矛盾的重要途径,是从源头治理环境的有力措施,是经济可持续发展的重要保证。