低温热利用潜力分析与建议
２０１０年第２期 总第１８２期17
胡惠芳
（中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司，浙江宁波315207）
低温热利用潜力分析与建议
摘 要：从分析某公司低温热潜力与热阱入手，探讨了低温热利用的可能性，提出了通过热
联合、原油罐区维温、伴热等低温热利用的建议。
关键词：低温热 潜力 利用
收稿日期：2010-01-27。
作者简介：胡惠芳，1987年毕业于华东化工学院，现在中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司生产处从事节能工作。
1 概况
由于面临着热值低、找热阱难等困难，尽管出现热泵、低温热发电等诸多新技术，炼厂低温热的回收与利用进展依旧难度较大。但低温热由于其总量可观，其回收与利用必将成为炼厂降低能耗的主要努力方向。
某公司以加工含硫原油为主，现炼油部分运行的主要装置有800万吨/年Ⅰ套常减压装置、600万吨/年Ⅱ套常减压装置、900万吨/年Ⅲ套常减压装置，200万吨/年的Ⅲ套加氢和300万吨/年的Ⅳ套加氢装置，120万吨/年的加氢裂化蜡油精制系列与200万吨/年的Ⅴ套蜡油精制，160万吨/年的重油催化装置与300万吨/年的催化裂化联合装置，150万吨/年及100万吨/年Ⅰ、Ⅱ套焦化装置，以及重整、PX、歧化、Ⅱ电站等装置，工艺流程复杂，装置、系统间联系密切，低温热潜力很大。近年来，通过设计优化与不断的改造完善，在低温热利用方面取得了较大的成效，该公司近几年实施的低温热利用项目如炼油新区PX与催化低温热联合、老区焦化与电站低温热联合、重油催化与气体分馏低温热再次联合改造等，使大部分装置的低温热得到了利用，五大类装置（常减压、催化、加氢、加氢裂化、焦化）120℃以低温热利用的潜力从2006年的40 323吨标油降至2008年的16 075吨标油（折合炼油能耗0.82千克标油/吨），相当于降低炼油能耗约1.2千克标油/吨，但由于是250万吨/年炼油改扩建而来，工艺流程复杂，装置、系统间联系密切，低温热利用潜力仍很大。
2 低温热利用的主要潜力分析
低温热回收如有成效，一方面是双倍节能，另一方面可节约大量冷却设备投资。更重要的是可在能级合理使用上获得重大效益，节约燃料油、蒸汽等高品位能量。2.1?物料直供方面的差距
低温热最好最高效的利用途径是热料直供（不冷却实现直供）。热供方面做得好的如九江石化减压渣油以170℃热出料供焦化装置、减压蜡油以165℃左右热出料供催化装置、减一线直馏柴油以75℃热出料供加氢装置、焦化汽油80℃热出料供加氢装置、焦化柴油130℃热出料供加氢装置。茂名石化已实现航煤加氢料直供。某公司虽然目前直供量平均达到了60%以上，但是这60%中还有部分装置直供料没有实现热联合，如柴油加氢料，主要是因为出装置与下游装置设计是低温管线、低温泵，上游装置仍需开空冷、水冷进行冷却降温，且出装置管线未保温，热料出装置管线温降大；另外航煤原料、焦化汽油等尚未实现直供，Ⅰ加氢裂化原料油仍由低温罐区供，部分蜡油与渣油仍由高温罐区转供，冬天需消耗大量的维温蒸汽。2.2?部分装置低温热潜力仍较大
某公司除两套催化、Ⅱ焦化的低温热利用相对较好外，
常减压、
加氢、加氢裂化、PX装置、溶剂脱
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18沥青装置等均有程度不等的低温利用潜力，80℃以上的低温热分别有35 894吨标油、12 008吨标油、15 314吨标油、43 630吨标油、6 918吨标油以上。2.2.1?常减压
常减压主要低温热有35 894吨标油，其中柴油加氢料占28.87%，蜡油占29.82%，其余是常顶油气与减顶油气，占24.21%，常一线与渣油各占8.6%左右。从低温热构成来看，主要可利用的潜力是常一线（主要是航煤）、柴油加氢料馏分，其中常一线全部冷却后时进罐区，再由罐区经航煤加氢精制，柴油馏分大部分直供加氢精制，但均是冷后直供，无法实现冷前直供的主要问题是输送管线、设备的安全问题与管线保温问题（冷后管线均无保温）。蜡油未利用的低温热主要是Ⅱ常产催化原料时进低温罐，约有6 000余吨低温热；初常顶油气、减顶油油气余热利用潜力不大，主要是做好与轻烃回收装置的热联合。
2.2.2?加氢装置
加氢装置主要低温热潜力是精制后柴油馏分。其中Ⅲ加氢最多，柴油冷后温度140℃，运行后期可达到180℃以上，80℃以上低温热有6 204吨油，Ⅳ加氢柴油冷后温度100℃，80℃以上低温热3 057吨标油。2.2.3?焦化装置
某公司结合2007年Ⅱ焦化200万吨/年扩能改造，Ⅰ、Ⅱ焦化装置的低温热利用也进行了改造调整，原Ⅰ焦化与Ⅱ电站低温联合改由Ⅱ焦化与Ⅱ电站低温联合，Ⅰ焦化热量改与MTBE进行联合，大部分低温热已考虑利用。
但是，Ⅰ焦化的低温热利用改输出MTBE后，由于现生产工况基本不需开T324，使低温热需求少，低温热利用量大幅降低，从原先的5千克标油/吨焦化料下降至1~3千克标油/吨焦化料左右，目前近一半以上的热输出量浪费（原输出Ⅱ电站约200吨/小时，105℃，返回35℃，现在返回65℃左右，量约170吨/小时）。
另外，Ⅱ焦化的低温热利用改输出Ⅱ电站后，虽然利用相对较好，但会出现阶段性的不平衡。冬季、Ⅱ电站外供汽大于190吨/小时基本不用开空冷，但夏季或外供汽量小于170吨/小时需开空冷冷却（60～70℃冷却至45℃，210吨/小时）。
2.2.4?加氢裂化装置
目前，某公司两套加氢裂化装置的低温热利用潜力比较大。其中Ⅰ加氢裂化装置有8 869吨标油，主要是250℃的减二线与160℃反应馏出物，各1 963吨标油与4 650吨标油。Ⅱ加氢裂化装置据统计有低温热8 701吨标油，主要是120℃柴油、180℃尾油与150℃反应馏出物，各846吨标油、831吨标油与5 793吨标油。
2.2.5?PX联合装置
PX装置低温热资源比较丰富。目前已实施了甲苯塔顶油气加热除盐水后供气分装置做热源、重整油分馏塔顶油气加热除盐水产除氧水、脱庚烷塔顶油气加热除氧水、年回收低温余热折合标油分别有2 125吨、2 772吨、2 326吨（8 400小时计算）。
但是，大量的低温热资源如460吨/小时、154℃的抽余液与210吨/小时、168℃抽出液等尚未利用。抽出液塔、抽余液塔有56.5MW （43 630吨标油/年）的余热资源油尚未利用，按80℃算有106.17MW （91 300吨标油/年），主要是利用风险较大。2.2.6?其他装置
溶剂脱沥青的低温热较多，共有6 918吨标油，主要是溶剂冷却热，需要寻找低温热用户。芳烃抽提装置共有3 497吨标油，主要集中在T503顶C 7馏分、T803顶。重整装置3 426吨标油与3 942吨标油主要集中在预加氢分馏塔与重整反应产物。2.3?凝结水低温热利用潜力
一般的凝结水处理工艺均在70~90℃进行运行，待处理的凝结水来自两部分，一部分如污水汽提、芳烃抽提等相当多装置重沸器凝结水及炼厂重油装置工艺伴热蒸汽，是高温凝结水，排出温度达到170℃左右；另一部分为低温凝结水如重催解析塔、气体脱硫溶剂再生塔重沸器凝结水以及伴热凝结水，排出温度仅为110℃，因此将凝结水按高低温进行分级回收能量是相当可行的，特别适用建立两级闪蒸工艺，依次产生低压蒸汽和次低压蒸汽和高温水，为能量利用提供不同等级的热源。而罐区部分凝结水因点多分散一直未回收利用。2.4?乏汽利用潜力
目前，某公司除2009年电站新上一台除氧器乏
汽回收装置外，装置内除氧器均未回收，按每台乏汽量0.5吨/小时计算，回收乏汽超过10吨/小时。
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2.5?热阱分析
目前，某公司尚有许多低温余热，而另一方面仍有许多热阱：如冬季采暖用的蒸汽有20～30吨/小时，原油罐区仍有2~5吨/小时的1.0 MPa蒸汽用于原油维温，脱硫再生系统有20吨/小时左右的1.0 MPa 蒸汽降温降压至0.4 MPa左右使用，等等。
用低温热作伴热走在前列的如天津炼油西区部分装置汽伴热改水伴热，每年节约1.0 MPa蒸汽约3万吨；原油罐区低温热维温比较好的如九江焦化低温热用于原油罐区维温，减少1.0 MPa蒸汽消耗7万吨。3?低温热利用建议
3.1?提高热直供量与提高直供比例
利用装置大修或改造机会对不适应热料直供的低温管线和机泵进行改造如常减压装置的柴油加氢料直供系统，提高热料直供量；对航煤加氢原料的热直供开展攻关，先考虑Ⅰ常航煤加氢料的直供，并逐步实现提高直供量的比例；另外，要结合Ⅰ加氢裂化改造，考虑用热蜡油直供，要完善焦化汽、柴油直供设施，实现焦化汽柴油直供，同时要减少蜡油、渣油罐区转供量。3.2?合理利用工艺重沸器
炼油工艺中有不少装置如气分、脱硫装置等使用1.0 MPa 蒸汽减温减压至3.5 MPa使用，浪费了能级。完全可以用低温热直接加热或低压蒸汽加热。如Ⅰ加氢裂化精制尾油发生的饱和蒸汽直接加热脱硫系统重沸器，基本替代了蒸汽加热。
目前应用的前景是焦化脱硫系统与二联合精制系统的蒸汽用量。主要利用热源是常减压与溶剂脱沥青的低温热。3.3?装置之间低温热联合
某公司在2008年底实施重油催化顶循直接加热气分脱丙烯塔底重沸器等，基本取消了蒸汽。而Ⅰ加氢裂化目前拥有较丰富的低温热，减二线油温位高达250℃，考虑与MTBE塔T301底重沸器进行热联合，降低MTBE装置的塔底蒸汽消耗。 3.4?低温热装置内的合理利用，减少输出
Ⅳ重整预加氢分馏塔顶挥发线物料现用空冷冷却，可增加一台换热器将该股物料与预加氢高压分离器底出口物料（50℃温度、178吨/小时汽油）先
换热，然后再与E602、E605换热，这样既降低A603负荷，又可提高重整进料温度（E602与重整进料换热）、同时也提高T602进料温度（E605与T602进料换热）。
Ⅱ加氢裂化增加尾油/低分油换热器E1027A/B 及航煤/重石换热器E1028A/B ，节能达500吨以上。3.5?合理利用高温凝结水热量
如目前炼油老区新建一套200吨/小时的凝结水站，一级闪蒸罐将高温位凝结水闪蒸产生0.35 MPa低压蒸汽约3吨/小时，闪蒸后的凝结水与其他装置来低温凝结水混合后二次闪蒸可产生0.15 MPa 低压蒸汽3吨/小时。一次闪蒸蒸汽供附近的脱硫装置再生塔重沸器利用。二次闪蒸后的0.15 MPa 低压蒸汽用于软化水换热。二次闪蒸的能级利用相对合理，但目前输出的凝结水只有65℃左右，主要送CO锅炉除氧器，凝结水热量损失较大。改进措施：一是通过改造与调节提高凝结水温度至90℃左右；二是提高供高温凝结水进CO锅炉除氧器的流量，从50%到80%。 3.6?热水伴热系统的应用
对于一个千万吨级规模的炼厂，冬季因伴热增加的蒸汽消耗约在40~50吨/小时左右。其实对相当多的工艺过程如常压侧线、催化轻柴以上的组分、脱硫和脱硫醇装置、气体综合利用系统、化水除氧系统、轻质原油储运系统等而言，用热水伴热也足够了。而热水资源正是炼厂最丰富的资源，特别是以1.0 MPa蒸汽为热源的重沸器能提供压力、温位和热量均合适的伴热热源。如应用得当，应能降低20%左右的伴热蒸汽量。已对伴热系统进行合理的清理，确定伴热的需求，计划优化考虑利用芳烃系统用凝结水进行伴热。3.7?低温热替代蒸汽取暖与罐区维温
目前芳烃罐区与新区原油罐维温用蒸汽由低温热替代改造已在实施中，但老区原油罐未实施。考虑用焦化等输出的热水进行维温。另外冬季尚有10吨/小时左右的生产与办公取暖，考虑就近利用低温热。
3.8?对低温热的综合利用情况进行可行性研究
立项对全公司的低温热利用进行全面优化，
特别是对于80℃以上的低温热利用的改造方案进行立
（下转第28页）
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依据。4 结语
通过开发原油采购优化的PIMS模型,解决了不同原油在原油加工企业的保本价格计算问题，为不同原油加工利润的计算提供了基础，为原油采购选择的优化排序提供了依据。
以测算原油的保本价格为核心的原油加工利润测算与排序，首先为原油的优选与采购提供了科学的依据，而且可以从其计算结果看出，原油加工效益的整体水平、不同类别原油加工效益情况、原油在不同企业的优化分配原则等。
项研究，优化能量利用特别是优化换热流程，优化低温热源与热阱如罐区维温、取暖、伴热、脱硫系统溶剂再生用能等的匹配，优化4个热水媒系统的运行，综合考虑多余的低温热输出利用，如Ⅰ焦化与MTBE气分、PX装置与气分等热联合的热水媒富余热量的利用，提高能量利用效率。
3.9?研究应用溴化锂制冷回收低温热或用低温热发电的可行性
在缺少低温热阱时，建议考虑借鉴广州分公司采用溴化锂制冷回收炼油厂低温热的技术，用低温余热作为热动力，驱动溴化锂吸收式制冷系统提供冷量，建立10℃的冷冻水系统，取代重整装置等部分冷却水，或用低温热直接发电。
（上接第19页）
面对气候变化，世界各大城市为减少二氧化碳排放行动起来。
法国里尔市将家庭、停车场、公园等场所的食品废料转化为甲烷气体，为该市1/3的公交车提供动力。许多气候相对阴暗的城市效仿里法国里尔市，从人类排泄物、餐馆废物和超市过期的三明治中产生能源。
美国旧金山出台法律，规定食品废物和垃圾必须堆肥，从而减少垃圾填埋用地。瑞典的马尔默市使用废物为建筑物供暖和提供电力，该市每年50%的热量来自55万吨垃圾。在芬兰首都赫尔辛基，电力公司准备建设一座地下数据中心，将电脑产生的热量通过管道输送到地区供暖网络，供家庭使用。
生物气可以利用现有基础设施，还可广泛用于污水处理厂发电，但生物气送入管道在家庭中燃烧的效率更高。在德国、法国、奥地利和美国纽约，生物甲烷气已注入天然气管道进行使用。
分析家认为，2010年太阳能市场的价值将达到2 000亿美元。随着价格下降，太阳能与化石燃料相比具有竞争力，有望成为未来主要的清洁能源来源。
阿联酋首都阿布扎比的Masdar城，出租车和
未来城市能源“新动力”：太阳能、垃圾和污水
有轨电车不仅利用太阳能驱动，而且太阳能还将淡化的海水送往居民家中。
法国、瑞典、澳大利亚和美国的城市正在研究新式能源结构。例如，澳大利亚政府计划建设7座开拓性的“太阳能城市”，投资15亿澳元建设4座大型太阳能发电厂。但温带城市澳大利亚第二大城市墨尔本与阳光充足的该国第三大城市布里斯班相比，利用太阳能的方式存在差异。
澳大利亚联邦科工组织（CSIRO）专家指出，即使同一座城市，太阳能发电密度也会随着土地价值的不同而变化。由于规模经济的发展，太阳能发电的成本将会下降，因此在某些地区将可以实行。
欧洲光伏工业协会主席范安德·霍夫曼表示，在西班牙、意大利南部和希腊，太阳能发电的成本已经或将要与电网电价持平。德国光照时间较少，所以需要更长时间，但最晚不超过2016年。
大多数城市使用混合能源来源。美国旧金山计划在2012年前，其5%的电力依靠太阳能。该市刚刚结束了小型风力发电机的研究，下一个计划是波浪能，近期还宣布建设一座小型水电站。旧金山的二氧化碳排放已经比1990年降低5%，还将推行强制堆肥等措施。
Abstracts of Selected Articles （Ⅰ）
Petroleum & Petrochemical Enterprises’ Development Environment and Strategy in the
Post-Crisis Times
Jin Sanlin
(Information Center, Development Research Center of the State Council, Beijing 100010, China)
Abstract: The article analyzes the new characteristics emerging in the development environment of petroleum & petrochemical industry. It also points out that, faced with the new situation of the post-crisis times, petroleum & petrochemical enterprises should take advantage of the opportunity, have the initiative in their hands and promote themselves to develop well and fast.
K eywords: post-crisis times, petroleum & petrochemical enterprises, development environment, strategy
The Economy of China’s Petroleum and Chemical Industry Rose Again towards Better Situation in 2009
Feng Shiliang
(China Petroleum and Chemical Industry Association, Beijing 100726, China)
Abstract: The article analyzes the economic operation situation and characteristics of China’s petroleum and chemical industry in 2009 and forecasts its development prospect in 2010.
Keywords: petroleum, chemical industry, economic situation, review
The Design Thinking of Technical Integration Ap plications in Modern Refineries
Sun Lili
(Sinopec Engineering Incorporation, Beijing 100101)
Abstract: The article researches the technical integration applications aiming at large-scale modern refineries’ adaptation to the development of crude oil diversification trends as well as the needs of rational utilization of resources, energy saving and environmental protection and provides some design thinking to solve the contradictions and difficulties such as resources utilization and energy consumption level, environmental protection and economic benefit.
Keywords: modernization, refinery, technology, integration, design thinking
The Estimation and Analysis of Carbon Dioxide Emissions in Refineries
Meng Xianling
(China Petrochemical Consulting Corporation, Beijing 100029, China)
Abstract: The article introduces the classification and distribution of carbon dioxide emission sources in refineries and main calculation methods, gives the estimation and analysis of emission situation in refineries and puts forward relevant suggestions.
Keywords: refinery, carbon dioxide emissions, estimation, analysis, suggestion The Potential Analysis of Low Temperature Heat Utilization and Some Suggestions
Hu Huifang
(Sinopec Zhenhai Refining & Chemical Company, Ningbo, Zhejiang Province 315207, China)
Abstract: Starting from the analysis of a company’s low temperature heat potential and heat
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（Ⅱ）sink, the article probes into the possibility of low temperature heat utilization and puts forward some suggestions for low temperature utilization such as passing-by heat integration, tank area temperature keeping and heat tracing.
Keywords: low temperature heat, potential, utilization
MES in Production Management
Xia Zhiguo and Han Guanghui
(CNPC Daqing Petrochemical Company, Daqing, Heilongjiang Province 163711, China) Abstract: With the implementation of MES in a refinery plant, requirements for accurate and real-time management in production operation processes, scheduling optimization as well as lean production management are realized. Resource integration by incorporating a MES approach, not only enables seamless combination of modern management methods and the automatic production system, but also helps the enterprise solve problems resulted from complexities in production management.
Keywords: MES, ERP, material balance, scheduling optimization, production operation
Realizing Crude Oil Spot Procurement Optimization on the Basis of Breakeven Price
Liu Zhiling
(China International United Petroleum & Chemicals Co., Ltd., Beijing 100728, China) Abstract: The article expounds on the importance of crude oil procurement optimization to Sinopec and introduces the thinking and methods of Sinopec’s crude oil spot procurement optimization on the basis of breakeven price as well as the characteristics of its model. It also introduces the course of work in Sinopec’s crude oil procurement optimization by case study.
Keywords: breakeven price, crude oil, spot procurement, optimization
Visualization Techniques Applied in the Petroleum Industry
Zhou Dingzhao, Liu Jin, Luo Qiang and Wen Tao
(Yangtze University, Jingzhou, Hubei Province 434023, China)
Huang Chaobin
(SJ Petroleum Machinery Company of Sinopec Jianghan Petroleum Administration, Jingzhou, Hubei Province 434024,
China)
Liu Zhongjun
(Guangxing Technology Ltd., Jingzhou, Hubei Province 434000, China)
Abstract: Visualization is quite developed and is in a hot research area in the last few years which applies the technology of computer graphics, image processing, computer vision etc. into the field of scientific calculation. It has a wide application in all kinds of subjects. This paper mainly discusses the concepts, development, system configuration of the visualization techniques as well as its applications and development prospects in the petroleum industry.
Keywords: visualization techniques, petroleum industry, development prospects
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Abstracts of Selected Articles
太阳能的开发和利用
太阳能开发利用概述 ——39055217 王占鳌摘要：能源是人类生存和发展的物质基础，随着矿物能源的逐渐匮乏和环境污染的日益严重，新能源的开发利用越来越引起人们的重视。太阳能是一种清洁的自然再生能源，取之不尽，用之不竭。开发和利用太阳能，既不会出现大气的污染，也不会影响自然界的生态平衡，而且只要阳光所及的地方，都有太阳能可以利用，太阳能以其长久性、再生性、无污染等优点备受人们的青睐。可以预见，在未来的发展中，太阳能将会成为最重要的能源之一。本文将介绍太阳能的特点及其利用技术当前的现状，以及我国对太阳能的开发和利用。 关键词：太阳能；利用；发展前景；社会意义 一．引言 新能源是21世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术之一，人类将面临现实社会经济和社会可持续发展的重大挑战。世界经济的快速发展，对能源需求逐年增长，而地球上以石油和煤炭为主的矿物资源日渐枯竭，能源已成为制约各国经济社会发展的瓶颈。因为能源争抢，本世纪已爆发多次地区冲突或大规模战争。同时，化石燃料的燃烧，致使每年有数十万吨硫的碳、氮、硫及其化合物的有害气体排放到大气环境中，使部分地区的环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；形成的酸雨对土地资源和水资源都造成了极大的破坏。矿石燃料燃烧所产生的二氧化碳排放至大气中，造成温室效应，引起全球气候变化，致使臭氧层出现大面积的空洞。随着人类社会的发展，人类对生活品质的要求日益增高，改善生态环境的呼声也越来越高，开发利用无污染的新能源，对促进社会文明与进步，发展经济以及改善人民生活具有重大的意义。由此不难看出，太阳能作为一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，如何实现其全面利用正必将成为世界各国可持续发展战略的重要内容。 二．太阳能的特点 第一，总量巨大。据估算，地球每年接收的太阳能总量为18 1010
低温余热资源的利用方式和技术
低温余热资源的利用方式和技术 随着节能工作的不断深入，低温余热资源的利用日益成为节能工作的一个热点和难点，本文分析了低品味余热资源的特点，总结了目前的利用方式和技术进展。 1、余热资源等级划分 工业余热主要指工业企业热能转换设备及用能设备在生产过程中排放的废热、废水、废气等低品位能源。利用余热回收技术将这些低品位能源加以回收利用，是节能的重要手段之一。按照余热资源载体的温度高低，可把余热资源按品味进行划分，温度高则代表余热资源的可做功能力高，即是所谓“高品位余热资源”。温度低，则代表该余热资源品味较低。 2、低品位余热资源的来源及利用难点 余热资源的主要来源为：①烟气的余热；②高温产品和炉渣的余热；③冷却介质的余热；④可燃废气、废液和废料的余热；⑤废汽、废水余热；⑥化学反应余热。 比较典型的低品位余热资源有：①锅炉（加热炉）等排放的烟气，一般在140~180℃；②高炉渣、炼钢渣的冲渣水，温度在60~9 0℃；③循环冷却水，大部分在30~50℃；油田采出水，在30~60℃。 低品位余热资源的利用难点在于：①大部分低品位余热资源含有腐蚀性的物质，对设备长期安全运行构成不小的影响；②有的低品位余热资源具有间歇性的特点，难于连续运行；③由于品味较低，难以在现场附近寻找到合适的供热（冷）负荷；④用于发电，效率较低，技术还有待成熟，经济效益偏低。 3、低品位余热资源的利用方式探讨 低品位余热资源的利用可以分为直接热利用、制冷制热和热功转换三种方式。 3.1直接热利用 热交换技术设备对低温余热的利用是通过换热设备将余热能量直接传给自身工艺的耗能过程，是余热回收直接高效的方法之一。由于低温余热资源温度较低，需要找到合适的利用场合，还要考虑输送过程中的损耗因素。
太阳能发展前景及利用
太阳能发展前景及利用 选题背景 目前能源危机已成为影响人类继续发展的一项重要因素，太阳能作为一种新型的清洁能源，被人类给予了厚望，太阳能的能否有效利用关系着人类的未来。 项目条件 太阳光线太阳能 研究目的 太阳能已逐渐走进我们的生活，对于太阳能或许我们还有一点陌生，借此机会我们 来讨论一下“太阳能”。 主要研究方法 上网查阅资料查阅相关书籍请教相关人士 研究的基本思路 在本次研究中，通过各种渠道获得相关知识，并加以分析，从中获取自己需要的，加入自己的认识，再编写论文。 研究的先进性 广泛获取信息，具有科学性，真实性。 研究的基本过程 先选取题材，制定学习过程，再通过各种渠道获取相关信息，最后编写论文。论文分为以下步骤：背景及目的，研究过程，研究心得，中英文摘要，太阳能的认识，太阳能的利用范围，太阳能在国内外的利用程度，太阳能的前景，总结。 研究心得 通过此次研究学习我对太阳能有了进一步认识，对资源节约及开发也有了新的理解。通过本次学习提高了我的综合能力，拓宽了我的知识面。
中文摘要 太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为3.75×1026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。下图是地球上的能流图。从图上可以看出，地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。 英文摘要 Thesolarenergyisanenergy,andiscanrenewableenergy.Itsresourcesisabund ant,freetouse,anddidn'tneedtobetransported,totheenvironmentiswithoutthep ollution.Butthesolarenergyalsohastwomainweakness:Oneisflowdensitylow;Two isitsstrengthundertheinfluenceofvariousfactor(season,location,andweather ...etc.)cannotmaintainquantityoften.Thesetwogreatestweaknessesconsumedly limitedsolarenergyeffectivelytomakeuseof. 关键词 太阳能环境资源清洁 太阳能的认识 太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367kw/m2。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h 的年平均辐射强度为0.20kw/m2，相当于有102,000TW的能量，人类依赖这些能量维
低温热的利用
低温热的利用 热泵概况： 第一类吸收式热泵（R H P ）：也称增热型热泵，是利用少量的高温热源，产生大量 能被利用的中温热能。即利用高温热能驱动, 把低温热源的热能提高到中温，从而提高 了热能的利用效率。 1）可利用的废热：使用温度在40℃左右的废热水 2）可提供的热媒：可获得比废热源温度高50℃左右，即90℃左右的热媒。 3）驱动热源：0. 2～0. 8M P a 蒸汽 4）制热C O P 为1. 7左右：就是利用1M W 的驱动热源可以得到1. 7M W 的生产生活需要的热量。 吸收式热泵原理图 ： 热泵典型用户-石景山热电： 4x200MW ，全部为供热机组，承担北京地区3200万平方米的供热任务。据2019-2019年供热季节运行数据显示，四台机组整个采暖季平均抽气量已接近额定抽汽量。在严寒期已达到甚至超过额定抽汽量，说明电厂供热能力已经受限，现在由于热负荷增加，必须增加新热源。 31.5℃- 27℃ ）。热水用途：供暖。 节能分析：实施循环水余热利用，从循环水中提取了热量83MW ，解决了电厂供热能力不足问题，由于回收凝气余热用于供热，整个采暖 285.6吨/年、减少NOx 排放248.6 季节约标煤约3.4万吨。减少SO2排放 吨/年、减少CO2排放8.8万吨/年、灰渣排放8227吨/年。此外由于吸收式热泵机 组采用闭式循环冷却水直接冷却汽机凝汽，采暖季可减少冷 却水塔冷却水损失约21.6万吨。 机组选型：单机制热量：20MW 。台数：8台 流程图： 评价能源的价值时，既要看其数量，又要看其质量。能量按其质量可划分为高位能和 低位能两种。同样，热源也可分为高位热源和低位热两种。合理地使用高位能的问题是十 分重要的。实际的能量利用过程有两个特性：量的守恒性和质的贬值性。任何用能过程实
太阳能的利用及发展前景
太阳能的利用及发展前景 (广东工业大学机电工程学院广州) 摘要：：介绍了太阳能的特点、利用的方式、利用优缺点及当前的发展状况，讨论了太阳能利用的发展趋势，及太阳能的利用及发展给人类的生产、生活和社会发展带来的意义。 关键词：太阳能资源；光电转换；利用方式；优缺点 0引言 能源是人类社会活动的物质基础。新能源的开发利用是人类的共识。随着世界经济的飞速发展，对能源需求逐年增长。而地球上以石油和煤为主的矿物资源日渐枯竭-能源已成为制约各国经济发展的瓶颈。同时，随着化石燃料的燃烧，所产生的二氧化碳在大气中的浓度急剧增加，生态环境逐渐恶化．使地球逐渐变暖．酸雨同样是由化石燃料燃烧废气中所含的So 、No 等造成的。随着人类社会的发展，改善生态环境的呼声越来越高，开发利用无污染的新能源，对促进社会文明与进步，发展经济，改善人民生活具有重大的意义。 太阳能是一种清洁的自然再生能源，取之不尽，用之不竭。开发和利用太阳能，既不会出现大气的污染，亦不会影响自然界的生态平衡，而且阳光所及的地方，都有太阳能可以利用，太阳能以其长久性、再生性、无污染等优点备受人们的青睐。 同时，在当今世界，常规能源逐渐减少，而世界人口却逐年增长，科学技术迅速发展，不久的将来．现有的能源转换系统，不可避免地会发生巨大变革，无疑，将会利用一些新能源，这里，太阳能会起重要作用。可以预见，在本世纪末，下世纪初，太阳能将会成为较为重要的动力源。开发利用太阳能是人类社会长期追求的目标。 1太阳能的利用 1.1太阳能的特点 现在，太阳能的利用还不是很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨轨道上的平均太阳辐射强度为1369w/㎡。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102000TW 的能量。 人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外），虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。 1.2太阳能的利用方式 太阳能利用主要包括光一热转换、光一电转换和光一化学转换三种方式。
低温热的利用
热泵概况： 第一类吸收式热泵（R H P）：也称增热型热泵，是利用少量的高温热源，产生大量能被利用的中温热能。即利用高温热能驱动,把低温热源的热能提高到中温，从而提高了热能的利用效率。 1）可利用的废热：使用温度在40℃左右的废热水 2）可提供的热媒：可获得比废热源温度高50℃左右，即90℃左右的热媒。 3）驱动热源：0.2～0.8M P a蒸汽 4）制热C O P为1.7左右：就是利用1M W的驱动热源可以得到1.7M W的生产生活需要的热量。 吸收式热泵原理图： 吸收式热泵电厂采暖原理图：
热泵典型用户-石景山热电：
用户介绍：北京京能石景山热电厂现装机4x200MW，全部为供热机组，承担北京地区3200万平方米的供热任务。据2009-2010年供热季节运行数据显示，四台机组整个采暖季平均抽气量已接近额定抽汽量。在严寒期已达到甚至超过额定抽汽量，说明电厂供热能力已经受限，现在由于热负荷增加，必须增加新热源。 废热来源：凝汽器循环冷却水（31.5℃- 27℃）。 热水用途：供暖。 节能分析：实施循环水余热利用，从循环水中提取了热量83MW，解决了电厂供热能力不足问题，由于回收凝气余热用于供热，整个采暖季节约标煤约3.4万吨。减少SO2排放285.6吨/年、减少NOx排放248.6吨/年、减少CO2排放8.8万吨/年、灰渣排放8227吨/年。此外由于吸收式热泵机组采用闭式循环冷却水直接冷却汽机凝汽，采暖季可减少冷却水塔冷却水损失约21.6万吨。 机组选型：单机制热量：20MW。 台数：8台 流程图：
评价能源的价值时，既要看其数量，又要看其质量。能量按其质量可划分为高位能和低位能两种。同样，热源也可分为高位热源和低位热两种。合理地使用高位能的问题是十分重要的。实际的能量利用过程有两个特性：量的守恒性和质的贬值性。任何用能过程实质上也可以说成能的量与质的利用过程。要使热能得到合理利用，必须合理使用高位能，必须做到按质用能。 节约能量的途径，过去认为不用能即节能，实际上应该提高能量的利用率， 热泵”定义为“靠高位能拖动，低位热源流向高位热源的装置。热泵：是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。顾名思义，热泵也就是像泵那样，可以把不能直接利用的低位热能(如空气、土壤、水中所含的热能、太阳能、的低位热能(如空气、土壤、水中所含的热能、太阳能、工业废热等)转换为可以利用的高位热能，工业废热等)转换为可以利用的高位热能，从而达到节约部分高位能（如煤、燃气、电能等）的目的。约部分高位能（如煤、燃气、油、电能等）的目的。热泵定义内涵的理解：热泵虽然需要消耗一定量的高位能，热泵虽然需要消耗一定量的高位能，但所供给用户的热量却是消耗的高位热能与吸取的低位热能的总和。因此，热泵是一种节能装置。热泵是靠高位能拖动，迫使热量由低温物体传递给高温物体。 热泵的工作原理与制冷的原理相同，但它们工作的温度范围不同。机械压缩式热泵；吸收式热泵；蒸汽喷射式热泵；帖尔帖热泵。国外研制的热泵装置，其制热性能系数一般为3—6之间。
太阳能的技术发展与应用
课程名称：现代科技导论主讲教师：黄致新院系：物理科学与技术学号：2010211044 姓名：张齐班级：一班 太阳能的技术发展与应用 摘要：目前常规能源的大量使用，造成了全球环境的污染，同时也使人类面临能源资源的短缺甚至枯竭的挑战，因此，太阳能作为一种洁净能源，受到了大家的广泛关注，本文主要介绍了太阳能在当今各方面的应用，以及中外各国对于能源利用的各种政策，同时也提出了太阳能在今后各个领域的发展空间及利用空间的建议。 关键词：太阳能能源利用电能转换可再生光伏 引言：能源是人类生存、发展以及各种社会活动不可缺少的物质基础，也是人类生活质量的重要保障，能源问题已成为21世纪人类发展迫切需要解决的重大问题，各种不可再生能源已面临枯竭，可再生能源的开发与利用成为了当前能源问题研究的重要方向，作为人类最理想、潜能最大的能源——太阳能，无疑受到了各国的广泛关注。 太阳能指的是太阳辐射的光能，它是太阳内部不断进行核聚变反应产生热能，通过其表面以辐射方式向宇宙空间发射出来的一种巨大且对环境污染的能源，尽管太阳射向地球的能量只占它辐射总能量的二十二万亿分之一，但每年地球表面所能接受到的太阳能至少为七乘以十的十七次方千瓦时，这相当于目前地球上总发电能量的8万倍。因此，太阳能是人类最理想、潜能最大的能源。太阳能的利用与开发，始终是当前能源问题研究中受到关注的重要研究方向。 太阳能既是一次能源，又是可再生能能源。它既可以免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；而是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响，不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。 人类对太阳能的利用有悠久的历史。太阳能利用主要包括太阳能热利用和太阳能光利用。太阳能热利用应用很广，如太阳能热水、供暖和制冷，太阳能干燥农副产品、药材和木材，太阳能淡化海水，太阳能热动力发电等。太阳能光利用主要是太阳能发电和太阳能制氢。由于常规能源的日渐短缺，在世界各国政府的大力支持下，作为可再生能源主力的太阳能将在全球能源供应中扮演越来越重要的角色。
浅谈热分析技术及其应用
浅谈热分析技术及其应用 （学号：0908321083姓名：吕夏燕） 热分析是在程序控制温度的条件下，测量物质的物理性质与温度关系的一种技术。在加热或冷却的过程中，随着物质的结构、相态、化学性质的变化都会伴随相应的物理性质变化。这些物理性质包括质量、温度、尺寸等性质。根据测量物质的物理性质的不同，热分析方法的种类是多种多样的。如：差热分析(DTA) 、热重分析(TG) 、差示扫描量热(DSC) 和热机械分析( TMA、DMA) 等。在热分析技术中，应用得最为广泛的是热重法、差热分析与差示扫描量热法。 DSC（DSC - Differential Scanning calorimeters），DSC 全称差示扫描量法，分为功率补偿式（Power Compensation ）和热流式（Heatflow ）。其中功率补尝式DSC的测量原理是给被测样品和参比物样品放在同一环境中同时加温。加温过程中，当被测物由于发生物理性变，产生吸热或放热反应引起两个样品温度有差别时，通过及时给较低温度的样品加热，补偿功率的方法达到两样品时时保持相同温度。功率补偿式DSC 在定量测量热量方面比差热分析法好得多，能够直接从曲线峰面积中得到试样放热量（或吸热量），而且分辨率高，测得的化学反应动力学参数与纯度比差热分析法更精确。 TG(Thermogravimetric Analyzers) 热重分析法，热重分析法是在程序控制温度下，测量温度的质量与温度的关系的技术。用来进行热重分析的仪器一般称为热天平。它的测量原理是在给被测物加温过程中，由于物质的物理或化学特性改变，引起质量的变化，通过记录质量变化时程序所走出的曲线，分析引起物质特性改变的温度点，以及被测物在物理特性改变过程中吸收或者放出的能量，从而来研究物质的热特性。 DTA（Microcumputer Differential Thermal Analyzers）差热分析法，差热分析法是应用最广泛的一种热分析技术，它是在程序控制温度下，建立被测量物质和参比物的温度差与温度关系的技术。其测量原理是将被测样品与参考样品同时放在相同的环境中同时升温，其中参考样品往往选择热稳定性很好的物质，同时给两种样品升温过程中，由于被测样品受热发生特性改变，产生吸、放热反应，引起自身温度变化，使得被测样品和参考样品的温度发生差异。用计算机软件描图的方法记录升温过程和升温过程中温度差的变化曲线，最后获取温度
《太阳能的开发与利用》教案
第五课时：《太阳能的开发与利用》教案 一、教学目标： 1、知道太阳能成为“绿色”能源的优点。 2、了解太阳能不会对环境造成污染；培养学生环保意识。 3、了解太阳能利用的三种主要方式。 4、培养学生运用各种图片、表格、网络等手段获得信息的能力。 5、通过对选择燃料时应考虑的因素的学习，培养学生比较、分类、归纳、概括等信息加工能力，养成良好的思维品质。 6、增强学生环保意识，保护赖以生存的地球，增强社会责任感和使命感。 二、教学重点： 太阳能的三种利用方式 三、教学用品：多媒体 四、教学过程：
五、参考材料 太阳能光伏 光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。 太阳能光热 槽式太阳能光热现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。 太阳光合能 植物利用太阳光进行光合作用，合成有机物。因此，可以人为模拟植物光合作用，大量合成人类需要的有机物，提高太阳能利用效率。 太阳能发电 太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。利用太阳能的方法主要有：太阳能电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等。太阳能清洁环保，无任何污染，利用价值高，太阳能更没有能源短缺这一说法，其种种优点决定了其在能源更替中的不可取代的地位。
热分析方法的多种联用
热分析方法的多种联用 热分析是表征材料的基本方法之一，多年以来一直广泛应用于科研和工业中。近年来在各个领域，都有了长足发展。根据DIN EN ISO 9000 标准，热分析仪器已经成为QA/QC、工业实验室和研究开发中不可缺少的设备。 热分析是测量物质的物理或化学参数对温度的依赖关系的一种分析方法。热分析可应用于成分分析（如无机物、有机物、药物和高聚物的鉴别和分析以及它们的相图研究），稳定性测定（如物质的热稳定性、抗氧化性能的测定等），化学反应的研究（如固-气反应研究、催化性能测定、反应动力学研究、反应热测定、相变和结晶过程研究），材料质量测定（如纯度测定、物质的玻璃化转变和居里点、材料的使用寿命测定）以及环境监测（研究蒸汽压、沸点、易燃性等）。热分析方法的种类是多种多样的，根据国际热分析协会(ICTA)的归纳和分类，目前的热分析方法共分为九类十七种，在这些热分析技术中，热重法、差热分析、差示扫描量热法和热机械分析应用得最为广泛。差热分析、热重分析、差示扫描量热分析、热机械分析可用于研究物质的晶型转变、融化、升华、吸附等物理现象以及脱水、分解、氧化、还原等化学现象。快速提供被研究物质的热稳定性、热分解产物、热变化过程的焓变、各种类型的相变点、玻璃化温度、软化点、比热、纯度、爆破温度和高聚物的表征及结构性能等。 目前，热分析仪器发展的一个趋势是将不同仪器的特长和功能相结合，实现联用分析，扩大分析范围。一般来说，每种热分析技术只能了解物质性质及其变化的某些方面，而一种热分析手段与别的热分析段或其它分析手段联合使用，都会收到互相补充，互相验证的效果，从而获得更全面更可靠的信息。如DTA-TG、DSC-TG、DSC-TG-DTG、DTA-TMA、DTA-TG-TMA等的综合以及TG与气相色谱（GC）、质谱（MS）、红外光谱（IR）等仪器的联用分析，热分析联用种类有很多，下面举几例加以简单说明。 热重分析法(Thermogravimetric Analysis.简称TG)是在程序控制温度下，测量物质质量与温度关系的一种技术。许多物质在加热过程中常伴随质量的变化，这种变化过程有助于研究晶体性质的变化，如熔化、蒸发、升华和吸附等物质的物理现象；也有助于研究物质的脱水、解离、氧化、还原等物质的化学现象。热重分析法通常可分为两大类：静态法和动态法。静态法是等压质量变化的测定，是指一物质的挥发性产物在恒定分压下，物质平衡与温度T的函数关系。以失重为纵坐标，温度T为横坐标作等压质量变化曲线图。等温质量变化的测定是指一物质在恒温下，物质质量变化与时间t的依赖关系，以质量变化为纵坐标，以时间为横坐标，获得等温质量变化曲线图。动态法是在程序升温的情况下，测量物质质量的变化对时间的函数关系。热重法实验得到的曲线称为热重曲线(TG曲线) 如图1曲线a所示。TG曲线以质量作纵坐标，从上向下表示质量减少；以温度(或时间)作横坐标，自左至右表示温度(或时间)增加。
第三章_热分析
1第三章热分析技术 2第一节：热分析的定义与分类 第二节：常用热分析基本原理第三节：热分析技术的应用 3 第一节热分析的定义与分类 1.定义： 在程序控制温度下，测量物质的物理性质与温度之间关系的一类技术，统称热分析技术。 有哪些物理性质？ 4 2.种类 （1）热重分析（TGA ） 在程序控制温度下，测量物质的质量随时间或温度变化的一种技术。 （2）差热分析（DTA ） 在程序控制温度下，测量物质与参比物的温度差随时间或温度变化的一种技术。 5 （3）差示扫描量热分析（DSC ） 在程序控制温度下，测量输入到试样和参比物的功率差与温度之间关系的一种技术。（4）热机械分析（TMA 、DMA ） 在程序控制温度下，测量物质的膨胀系数、弹性模量和粘性模量等与温度之间关系的一种技术。 Q:假如测金属熔点和物质的比热容分别用什么方法？ 6 1.热重分析（TGA ） TGA 的基本原理就是在程序温度控制下，采用热天平连续称量物质的重量(质量)，获得重量随温度（或时间）变化的关系曲线，并由此分析物质可能发生的物理或化学的变化。这条曲线就叫热重曲线。 第二节常用热分析基本原理
7Time min 26.00 24.0022.0020.0018.0016.0014.00 12.0010.008.006.00D T A u V 250.0 200.0 150.0100.0 50.0 0.0 T G % 0.0 -20.0 -40.0 -60.0 -80.0 -100.0 T e m p ℃ 900.0 800.0 700.0 600.0 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 TGA Weight % Curve Sample Thermocouple Signal DTA Signal 61.5% 8热重平台：在热重曲线中，质量保持不变的 台阶，叫热重平台。 失重阶梯：在热重曲线中，失重平台之间质量变化的部分叫失重阶梯，也叫失重台阶。 微分热重曲线(DTG)：对热重曲线进行一级微分，得到的曲线就叫微分热重曲线。 9 100100200300400500600700800 60 70 80 90 1000 150 300 450 405 252 194 DTG (ug/min) R e l a t i v e W e i g h t (%) Temperature (o C) CMA precursor DTG TG 11 失重一般都是由于分解、脱水、挥发、还原等引起的，但也有少数TG 过程是增重的，如金属Cu 粉的氧化过程。根据增重的多少可以判断上去多少氧，估算平均价态的升高。 12 (1) 实验条件的影响 a. 样品盘的影响 b. 挥发物冷凝的影响 c. 升温速率的影响 d. 气氛的影响(2) 样品的影响 a. 样品用量的影响 b. 样品粒度的影响 影响热重分析的因素
我国太阳能资源开发和利用现状
当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行"阳光计划"，开发太阳能资源，寻求经济发展的"新动力"。我国受地理位置的影响，蕴藏着丰富的太阳能资源，然而颇受"阳光"厚爱的中国，太阳能资源开发尚且滞后，如何把阳光留住，催生"阳光经济"，是我国科学发展面临的一个严峻课题。 有着"世界屋脊"之称的青藏高原，地广人稀，在许多农牧区，电网无法延伸、水利资源紧缺，过去牧民们大多靠"酥油灯"照明。近年来，青海省积极开发新能源，他们利用高原上日照时间长，辐射强度大，太阳能资源丰富的优势，开发太阳能资源，在偏远地区建成多个太阳能光伏电站和风光互补电站，成为我国开发太阳能资源的排头兵。 目前，青海农牧区的１１２个无电乡全部建成太阳能光伏电站，解决了９０８个无电村农牧民的生活用电，覆盖农牧民人口５０多万。青海全省人口５５０万，如今七分之一的人口靠太阳能告别无电时代。在推进太阳能光伏电站建设的同时，青海省政府制作太阳能灶６６０００台，全部免费发放给干旱山区的农牧民，使３０万农牧民用上了太阳能灶。 青海省农村牧区能源办公室主任李世民介绍，太阳能灶操作简易，使用方便，清洁卫生，没有污染，使用年限一般可达１５年。推广使用太阳能灶，大大减少了燃料短缺地区农牧民砍伐灌木林的数量，促进了环保工作。据测算，青海省利用太阳能发电所产生的电能相当于几个中型水电站的产量。太阳能的使用，为解决电网不能覆盖地区的农牧民用电问题开辟了新途径。 青海省新能源研究所所长、副研究员张治民说，太阳能产品最适合沟大山深的西部高原地区。青海一些地区从县到乡有５０－２００公里的远距，用常规电网建设供电，造价成本极高，运距长，电损大，加之使用用户少，很多高原地区多年来无法实现供电。海西州乌兰县赛什克乡托海村的９３户农民，２０多年尝尽了无电的苦头。２００３年，这个村建起了一个太阳能光伏电站，解决了全村农民和村小学、卫生院、党员活动室、青年文化室的用电。村民张明成高兴地说："我们点了２０多年的煤油灯，如今有了电，家家户户都能看上电视了！" 当前，我国甘肃、新疆、青海、西藏、云南等省区，还有２万多个村落的７００多万户农牧民过着无电生活。而大力推广实施的太阳能发电技术，则开始让无电的群众过上"光明"的日子。我国西部地区海拔高，光照丰富，有着利用太阳能进行光伏发电的优越条件，近年来，我国相继推行"光明工程"、"送电到乡工程"，许多地方选择光伏发电技术，解决用电难问题。一块２０瓦的太阳能电池板一天光照可供３个９瓦节能灯５个小时照明，采用太阳能发电是一种很有效的能源补充形式。用太阳能在边远地区分散供电，既环保又经济，比延伸电网或柴油发电有明显的优势。
太阳能资源的开发与利用 文档
太阳能的应用及开发潜能 随着经济的不断发展，人们对能源的需求也在不断的加强。人们为了争夺能源而进行着斗争，战争也随之而产生，使很多国家生灵涂炭。同时，大量煤炭、石油等不可再生资源的开发及使用，不仅破坏了地球的内在结构，还在破坏着地球外部的大气中各种元素的含量，使得原本保持平衡的大气含量失衡，各种问题也随之而来，人类的生存环境受到严重威胁。为了经济的可持续发展，能源的可持续应用，对新型可再生能源的开发及利用成为亟不可待的问题。 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它的资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染，是很有开发潜力的能源。 现在中部地区较为普及的太阳能利用设备是太阳能热水器。太阳能热水器方便了人们对热水的需求，节省了对电力及煤炭的经济消耗，尤其是在城镇农村较为普及。但是，太阳能热水器也有着其不便的方面。由于热水器无法把太阳能储存下来，所以只有在有阳光且阳光达到一定程度时才能使用，因此在阳光较为缺乏的季节及地区，太阳能热水器的利用受到限制，例如，在冬季，太阳能热水器基本上成了摆设品，另外，在阴天下雨的时候，热水器也无法使用。 在太阳能丰富的地区，也有一定的装备利用太阳能加热煮饭，这同样节省了对电能及其它能源的经济消耗，但这往往带来不便。首先是对太阳能多少的要求和对设备接受阳光面积的要求，因为太阳能越多，对阳光的接受面越大，太阳能转化的热能才会更多，要把饭煮熟必须达到很高的热度，所以，设备的面积往往很大，对做饭带来不便；其次还是因季节、天气造成的太阳能不足，使设备无法使用带来不便。因此这种设备并未推广。 以上都是太阳能转化为热能的应用，而且都存在着严重的局限性，就是无法对太阳能进行存储。如果能把太阳能储存下来，那即使没有太阳的情况下一样可以使用，这不是更好吗？把太阳能转化为电能就是现在政府、科学家对太阳能使用的努力的方向。太阳能电池就是一种把太阳能转化为固定的电能的一种设备。 太阳能电池有两种实现方式：晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。前者的转换效率高，最高能达到15％，但成本高，价格也相对较高。目前对这种技术的改进主要集中在提高转换效率上，包括汇聚光线、增加光在玻璃中的折射次数等等。后者的转换效率相对较低，一般不超过10％，但成本低、价格低。薄膜太阳能电池弱光性好，在早晚光线弱的情况下，发电效果优于晶硅电池，与建筑外墙相结合，未来的发展不可限量。业界一致认为，由于硅材料的限制，薄膜是发展方向。因此越来越多的企业聚集到薄膜太阳能电池的旗下。 其实利用太阳能电池发电只是太阳能发电的一种方法。通过汇集太阳辐射的能量加热水或空气从而产生动力推动叶轮机发电，这类技术虽然占地面积大、电力运输成本高，但技术含量较低、使用寿命长，转化率也能够令人满意，很适合在辐射强烈而人烟稀少的地方开展。而染料敏化电池，模拟植物叶绿体的光合作用，利用新型材料替代硅，其光电转化率最高达到11％，而成本仅为硅电池板的十分之一。 由于煤炭燃烧造成的大气污染以及煤炭资源的有限性，我国二十世纪70年代开始引进太阳电池生产线，目前主要应用于通信系统和边缘无电县、无电乡村、无电岛屿等边缘偏僻无电地区，成效显著。家用光伏电源在青海、内蒙古、新疆、甘肃、宁夏、西藏以及辽宁、吉林、河北、海南、四川等地广泛使用，据不完全
上海新能源的开发与利用
上海新能源的开发与利用 大纲 一、上海太阳能的开发与利用 1．上海的太阳能热水器产业 2．光伏产业与光伏发电 二、上海风力发电的开发情况 三、上海生物质能的开发情况 知识点汇总 原理 K01：发展新能源产业对上海的重要性 K02：上海太阳能热水器的推广状况 K03：上海推广应用太阳能热水器的障碍 K04：上海光伏产业发展的目标 K05：光伏发电在上海的应用 K06：上海风力发电的开发情况 K07：上海生物质能的开发情况 重要信息 I01：上海的太阳能资源 正文 开发利用新能源、发展新能源产业对上海也很重要，因为上海的能源消耗非常大，并且能源消耗增长迅猛。2005年，上海能源消耗总量8069万吨标准煤，与2000年相比，年均增幅达到8%。2007年，上海能源消耗9000多万吨标准煤，2008年消耗能源约1亿吨标准煤，约占全国的二十八分之一。2005年，上海用电量922亿千瓦时，2008年夏天电力消耗近2000万千瓦时。另外，2005年上海石油消费约2000万吨，年均增加9.6%；2005年上海天然气消费量达到18.7亿立方米，比2000年增长6倍。 上海市委和市政府一直都很重视推广节能减排、发展低碳经济，且上海有雄厚的工业基础，有技术和经济优势，有利于发展高新技术的新能源产业。上海是东方大港，得天独厚的地理位置使得进出口贸易很方便。新能源产业大多数产品的产值大，是发展新型经济的有效增长点。 因此，积极开发和利用新能源对上海未来的发展十分重要。
一、上海太阳能的开发与利用 上海的太阳能资源属于中等水平，与日本、德国等国差不多。下图展示了上海地区每月太阳能辐射量平均值。 上海每年日照时数约为1600～2000小时，太阳能平均年辐射量大约4729兆焦耳/平方米·年，大约相当于1300千瓦小时/平方米·年。上海的太阳能利用主要集中在太阳能热水器产业和光伏产业与光伏发电。 1．上海的太阳能热水器产业 太阳能热水器的节能效果很好，普及率不断增加，全世界不少国家（例如以色列）规定新建设的住房必须安装太阳能热水器。中国现在已经是太阳能热水器的第一生产大国和使用大国。根据统计，2007年我国太阳能热水器的年产量已经超过2千万平方米，累计保有量达到1亿2千万平方米，全国有比较大的太阳能热水器制造工厂30余家，年产值200余亿元。 上海人口众多，居民又比较讲究卫生，热水的消耗量很大，所以推广太阳能热水器的使用肯定可以节约很多能量。在太阳能热水器的使用方面，上海市政府为全市300余个养老院安装了太阳能热水器，效果非常好。2007年2月上海市发改委宣布今后全市的政府建设工程，在需要的地方都要安装热水器。 但是上海太阳能热水器的推广应用不及浙江和江苏等地区，主要是由两个方面的原因造成的，一是上海的高层建筑比较多，给热水器的安装使用带来了一些不便；二是上海现在没有大型太阳能热水器产业，只有一些小型装配工厂，并且现在的玻璃管热水器不适宜进行建筑一体化应用。上海要在太阳能热水器产业取得更大发展，建议建设一个适宜于建筑一体化应用的优质平板热水器工厂。 2．光伏产业与光伏发电 上海开展太阳能电池研究和生产的历史很早，具有一定的技术基础。在20世纪70年代，上海空间电源研究所的前身长宁蓄电池厂就开始研究和生产太阳能电池。进入21世
低温热能高效利用途径研究
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/8812794497.html, 低温热能高效利用途径研究 作者：李景 来源：《中国科技纵横》2015年第10期 【摘要】目前，国内外对于节能减排工作一直十分重视，这关系到国家持续稳定发展的 方针战略。有助于能源的循环利用。低温热能利用对环境保护和可持续发展战略的实施有很大的帮助作用，对其定义与发展进行了简单的论述，为提高效率，根据热力循环过程，对低温热能发电和热泵技术在几个方面进行了优化，希望能有益于热力行业的工作者。 【关键词】低温热能高效优化 1 低温热能高效利用 低温热能利用要做到“将合适的能源用在合适的地方”，进行供需匹配，提升整体效益，例如：根据工业废热的温度选择用户热源或供暖方式，上游装置直供下游避免浪费，等等。现将低温热能发电技术和热泵技术的高效利用作为此次分析的重点探讨。 1.1 低温热能发电技术 在热力学上，卡诺循环是理想过程，汽化和凝结是等温过程，膨胀和压缩为等熵过程，系统效率只与循环工质的吸热温度和放热温度有关，吸热温度越高、放热温度越低，其效率就越高。然而由于低温热能的热源温度不高，其系统效率不会很高，所以，提高系统效率是低温热能发电技术的重要问题。为提高系统效率，可改进工质、设备和循环三方面。 （1）优化工质；工质的热物性包括饱和温度、饱和压力、临界参数、导热系数和粘度等，它将影响循环系统的效率、传热效率和流动效率，另一方面，由于现代社会环境破坏严重，需要选择环境友好型的工质。又因工质的化学稳定性好、安全无害以及价廉易得等其它方面的要求，需要选择合理的工质，如在制冷循环中可以选择用共沸和非共沸制冷剂来代替氟利昂。（2）优化设备；换热器的效率是影响系统效率的重要因素，优化换热器也是一种提高系统效率的有效途径，其核心就是增强传热，可以选用导热系数高的材料生产换热器，增大换热面积，改变换热器结构来增强换热等等。工质在循环工程中的流动情况和换热情况，对低温热能发电技术有很大影响，掌握了这些情况，对设计换热器也有极大帮助。此外，对于其他设备的优化，如朗肯循环中的汽轮机，通过研究新型工质的物性参数及流动特性，进而改进透平，可以提高系统效率。（3）优化循环系统；低温热能发电系统中通常是变温热源，对应洛伦兹循环，为理想循环，吸热过程和热源温度变化配合紧密，如图1（a）所示。而实际上，纯工 质的热力过程为朗肯循环，等温蒸发吸热过程中和热源不是紧密配合，这就造成了换热温差大，增加了不可逆损失，使得效率降低，如图1（b）所示。为降低不可逆损失，对系统循环 有所优化，选用混合有机物循环或Kalina循环等。
热分析试题库(特选内容)
热分析是在程序控制温度下，测量物质的物理性质与温度关系一种技术。DTA是在程序控制温度下，测量物质和参比物之间的温度差与温度关系一种技术。 DSC是在程序控制温度下，测量输给物质与参比物的功率差与温度关系一种技术。 热重法是在程序控制温度下，测量物质的质量与温度关系一种技术。 根据试样与天平横梁支撑点之间的相对位置，热天平可分为上皿式、下皿式、水平式三种。 DTG曲线是TG曲线对温度（或时间）的一阶导数。 TG测定中，中间产物的检测与升温速率密切相关，升温速率大，不利于中间产物的检出，因为TG曲线上拐点变得不明显。 差热曲线的纵坐标是试样与参比物的温度差ΔT ，向上表示放热反应，向下表示吸热反应。 DSC曲线的纵坐标是试样与参比物的热流率，向上表示吸热，向下表示放热。DSC曲线峰包围的面积正比于热焓的变化。 升温速率Φ主要影响DSC曲线的峰温和峰形，一般Φ越大，峰温越高，峰形越大和越尖锐。 影响差热分析的因素有仪器因素、实验条件因素、试样因素三类。 差热分析中，升温速率影响峰的形状、位置和相邻峰的分辨率，当升温速率增大时，峰位向高温方向迁移，峰形变陡。 DTA曲线提供的信息有：峰的位置、峰的形状、峰的个数。 根据所用测量方法的不同，DSC可分为功率补偿型、热流型。 热分析联用技术分为同时联用技术、串接联用技术、间歇联用技术。 差热分析时试样用量不宜过多。试样用量多，会导致峰形扩大和分辨率下降。DSC是动态量热技术，对DSC仪器重要的校正就是温度校正和量热校正。 与TG相比，DTG具有哪些优点？（8分） ?能准确反映出起始反应温度Ti,最大反应速率温度和Tf。 ?更能清楚地区分相继发生的热重变化反应，DTG比TG分辨率更高。 ?DTG曲线峰的面积精确对应着变化了的样品重量，较TG能更精确地进行定量分析。 ?能方便地为反应动力学计算提供反应速率（dw/dt）数据。 ?DTG与DTA具有可比性，通过比较，能判断出是重量变化引起的峰还是热量变化引起的峰。TG对此无能为力。
热重分析及其在高分子材料方面的应用
热重分析方法在高分子材料领域的应用[摘要]热分析是研究物质的物理化学性质随温度变化的一类技术，随着计算机在线分析和反馈控制技术的发展及多种手段联用技术的发展，热分析技术也得到了显着的发展。热分析是高分子的常规表征手段，可用于表征结构相变，分析残余单体和溶剂含量，添加剂的检测，热降解的研究；同时被用于产品质量的检测，生产过程的优化及考察外因对高分子性质的影响等。热重法定量性强，能准确地测量物质的质量变化及变化的速率。根据这一特点，可以说，只要物质受热时发生质量的变化，都可以用热重法来研究。我们可以看出，这些物理变化和化学变化都是存在着质量变化的，如升华、汽化、吸附、解吸、吸收和气固反应等。热重法测定的结果与实验条件有关，为了得到准确性和重复性好的热重曲线，我们有必要对各种影响因素进行仔细分析。影响热重测试结果的因素，基本上可以分为三类：仪器因素、实验条件因素和样品因素。 [关键词]热重分析法；质谱；联用技术 根据热分析协会(ICTA)的归纳分类，目前热分析法共分为9 类 17 种，其中主要和常用的热分析方法是热重法(Thermogravimetry， TG)，差热分析法(Differential Thermal Analysis，DTA)，差示扫描热量法(Differential Scanning Calorimetry，DSC)。热重法是在程序控温下，测量物质的质量与温度的关系，通常热重法分为非等温热重法和等温热重法。它具有操作 简便、准确度高、灵敏快速以及试样微量化等优点。但热重分析法无法对体系在受热过程中逸出的挥发性组分加以检测，这严重阻碍了热分析技术的应用与发展。因此，将 TG 法与其它先进的检测系统联用，如 TG/MS、 TG/FTIR 等，是现代热分析仪器的一个发展趋势。 1 热分析技术发展简史