开题报告热泵节能技术在炼厂的应用国云明

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1、热泵节能技术在炼厂的应用国云明选题的背景（1）现实困境在国际能源形势日趋严峻的大背景下， 随着中国工业化与城市化进程的不断加快，对能源的依赖程度也日趋加剧， “能源瓶颈”成为困扰中国经济可持续发展的“老大难”问题，主要表现在以下两个方面。1）供给层面能源产量高，人均量少建国以来，中国一次能源生产总量从1949 年的 2334 万吨标准煤，增长到2008 年的 26 亿吨标准煤，增长 110 倍，成为世界上第一大能源生产国，能源自给率始终保持在 90%以上。中国远景一次能源资源总储量估计为 4 万亿吨标准煤，居世界前列。但是，人均能源资源占有量和消费量远低于世界平均水平。中国能源生产以煤炭为主，

2、中国探明的煤炭资源占煤炭、石油、天然气、水能和核能等一次能源总量的 90%以上。随着传统高碳的化石能源的逐渐枯竭，开发新的诸如太阳能、风能、水能、核能、生物质能等低碳或无碳能源越发重要， 能源消费结构低碳化也显得越来越重要。中国以高碳化为特征的能源禀赋和产业结构等因素使这个问题更加严峻和重要。据世界能源委员会 (WEC)等权威机构预测， 全球化石燃料最终可采储量只能维持大约 100 年时间，能源消费结构升级换代， 大力发展非化石燃料的低碳新能源是当今世界各国面临的急切任务和严峻挑战。2）消费层面总量攀升，效率偏低目前，中国能源消费总量位居世界第二。 中国正处在加速工业化和城市化进程之中，高耗能

3、的重化工业处于扩张状态， 经济总规模也在不断扩大， 能源消费总量仍将在较长时期内处于上升通道。 发达国家的经济发展已进入到后工业化阶段，经济向低能耗、高产出的产业结构发展，其能源消费总量得到有效控制，其能源消费结构正在加速优化。 这也构成了对中国的严峻挑战， 成为摆在中国面前的一个迫切又棘手的问题。在目前世界能源由煤炭为主向油气为主的结构转变过程中， 中国仍是世界上极少数几个能源消费以煤为主的国家之一。 中国的能源消费结构长期过分依赖于高碳低效的煤炭等化石燃料，不具有可持续性。受资金、技术、能源价格等因素的影响，中国能源利用效率比发达国家低很多。 随着能源消费量的持续上升， 以煤炭为主的能源结

4、构造成城市大气污染， 过度消耗生物质能引起生态破坏， 生态环境压力越来越大。1（2）出路与选题进入 21 世纪，随着能源形势的恶化和低碳经济的兴起，能源问题备受世界各国的重视。 为了提高能源效率， 发展新的清洁能源， 各国都在不断加大力度降低能源消耗、提高能源效率、改善能源消费结构。解决中国能源问题的出路必须在能源生产和消费两方面双管齐下。 生产方面要挖潜革新，大力发展新能源。消费方面要节能减排，提高能源使用效率，降低能源强度，升级能源消费结构。 能源消费结构直接关系着国民经济增长的速度和质量，同时也关系着生态环境建设和人类生活质量。 能源消费结构问题涉及到资源禀赋、经济发展水平、能源消费总量

5、、能源强度、产业结构、能源技术、能源生产成本、能源价格、投资等方面。 能源消费结构是否合理是衡量一个国家发展的重要指标之一， 中国能源消费结构亟待优化。 改革开放以来， 我国经济发展取得了长足进步。 然而，随着我国工业化和城市化的推进， 诸如能源消费结构不合理等“能源瓶颈” 问题正在变得日益严峻。 必须改变过于依赖石油和煤炭的能源消费结构现状， 加大对天然气、 核电和其他低碳能源的开发使用力度， 这是中国经济实现可持续发展的战略选择。中国和美国是能源消费量最大的两个国家， 都面临着严峻的能源形势。 虽然中美两国处于不同的经济发展阶段， 能源消费形势和消费构成明显不同， 但美国在能源消费结构方面

6、成功的经验和失败的教训仍对中国有相当的借鉴价值。 中国目前所面临的能源消费结构等问题与美国在上世纪 60 年代与 70年代有许多相似之处，美国目前的能源消费结构处在世界先进行列，中美又都是能源消费大国。美国能源消费结构总体上优于中国， 应当在立足国情的基础上， 积极反思美国的教训，借鉴美国的经验。 由于美国早已完成工业化， 其工业行业能源消费强度较低。研究中美能源消费行业结构时， 应当把重点放在重化工业行业方面， 以有助于克服中国工业化正面临的焦点问题。如何在保证中国经济持续快速增长的前提下提升能源消费结构是一个大问题，需要做全面深入的研究。 从中美比较的视角研究如何优化我国的能源消费结构是保

7、障我国经济健康持续快速发展的重要课题。 本论文是一个基于“问题驱动”的实证分析， 即：以研究中国能源消费结构这一现实问题为出发点， 在能源经济革命论和能源低碳化理论等基础上，借助于聚类、灰色关联、回归等实证方法，对中美能源消费的品种结构、 产业结构、 行业结构等方面进行比较研究， 以寻求解决中国能源消费结构现实问题的良方。选题的目的及意义1. 选题目的：220 世纪 70年代，世界能源结构已经经历了三次大转变，即从木柴转向煤炭由煤炭转向石油和天然气 继而又从以油、气为主的能源系统转向以可再生能源为基础的持久能源系统 ! 据资料，目前全世界已经探明的煤炭、石油、天然气、油页岩等石化燃料资源的总量

8、，大约只够人类使用 100年。目前在我国的能源构成中煤占 70%以上，石油及天然气占 25%，但能源利用率仅在 30%以下。针对我国的能源紧缺、能源利用率低、能源浪费严重的现状，建设部于 1996年下发建筑节能技术政策 ，明确今后我国建筑节能的任务是在保证使用功能、建筑质量和室内环境符合小康目标的前提下， 采取各种有效的节能技术与管理措施降低新建房屋单位建筑面积能耗。 同时对既有的建筑物进行有计划的节能改造，达到提高居住热舒适性、节约能源和改善环境的目的。环境保护工作是摆在我们面前刻不容缓的一项重要工作 ! 据资料估计全世界每年燃烧后排放到大气中的二氧化硫 20万t, 二氧化碳排放增长率达 1

9、.55ppm.资料表明：大气中二氧化碳每增长一倍就会使低层大气层年平均温度升 1.5-3C 。在我国，每年仅建筑用能采暖燃煤就要排放二氧化碳达 1.9t, 排放二氧化硫达 300t, 排放烟尘 300t 左右。随着改革开放不断向纵深发展 , 传统的供热方式受到不同程度的冲击 ! 由于旧的供热体制受计划经济的约束 , 在国家能源政策、管理体制、收费体制、供热质量、物业管理等方面尚存在一些弊端， 不适市场经济发展的要求， 制约了经济的发展，同时也带来了一些社会问题 ! 综上所述 由于节能、环境保护的需要及供热空调逐步走向市场化 #商业化 供热空调方式向多元化发展， 出现了诸如油炉采暖、燃气采暖、电

10、采暖及水源热泵技术的开发研制、 应用这一百花齐放的局面 。水源热泵机组以水为载体，冬季采集来自湖水、河水、地下水及地热尾水，甚至工业废水、污水的低品位热能，借助热泵系统，通过消耗部分电能，将所取得的能量供给室内取暖 . 在夏季，把室内的热量取出，释放到水中，以达到夏季空调的目的。该机组具有设计标准、选择优良、操作简便、安全可靠等优点。但是，由于水源热泵机组是近些年不断应用于工程的供热、供冷方式 . 尚存在一些问题有待进一步解决。2选题意义（1）深化低碳能源理论的研究作为一种新兴理论， 低碳能源理论还不够成熟， 其研究的广度和深度还需要各方人士努力去挖掘。 低碳经济实质上是对现代经济运行与发展进

11、行一场深刻的能源经济革命， 是能源消费结构由高碳型黑色结构， 向低碳与无碳型绿色结构的3根本转变。当前，国内外有关低碳能源理论研究的主要内容有：能源消费与碳排放，包括与碳减排有关的能源消费结构的转换和低碳排放能源系统的建立； 经济发展与碳排放，主要探讨不同经济发展模式、阶段、速度与碳排放的关系；农业生产与碳排放， 包括土地利用变化、 农业土地整治、 农业生产水平与结构的变化等；碳减排的经济风险分析与减排对策研究等， 从能源消费结构视角对低碳能源的研究明显不足。国内外文献对能源消费结构问题的研究较多地就事论事或从某个角度进行实证分析，较少地涉及到指导性理论的研究，相关的理论比较散乱。本文将从能源

12、经济革命论、 能源低碳化理论、 替代与互补效应等方面寻找能源消费结构研究的理论支撑， 有助于把目前散见于各种文献中有关能源消费结构的理论加以整合，促进能源消费结构理论体系的早日成型。（2）对我国能源消费结构的升级和节能减排实践有一定的指导意义与经济发达、能源消费结构较合理的国家相比， 我国能源消费结构到底存在哪些问题？产生问题的原因何在？如何解决这些问题？上述问题都是我国必须面对的迫切问题， 但国内外相关文献对上述问题研究的全面性、 系统性和研究深度都不够充分， 未能充分发挥理论对实践的指导作用。 中国作为最大的发展中国家，正在快速推进城市化和工业化， 中国的能源生产和能源消费都在世界上举足轻

13、重，中国能源消费结构的升级问题是一个重大的实际问题， 没有适合的先例可循。这就需要加强相关理论的研究和指导工作。研究的主要内容与拟解决的主要问题主要内容 :1 输气总工艺流程：气井油气田矿场集输管网天然气增压及净化输气干线城镇或工业区配气管网用户。2 输气站的工艺参数、流程、数量、站间距。3 输气管道的直径、设计压力及压气站的站压比。4 压缩机组选型及布置5 辅助生产设施布置。拟解决的主要问题 ：通过对输气管道系统的优化研究，寻求管径、壁厚、压缩机站数目、压缩机站间距、 以及压缩机站进、 出口压力等主要技术经济参数最佳组合，得到经济合理的设计方案和运行参数， 使得系统在最佳状态下工作， 达到节

14、约能源、少投入、多产出的目的。基本参数的选择项目简介：西气东输二线泰安至平顶山联络线由西气东输二线干线的鲁山分输压气站分输，经河南省平顶山、许昌、郑州、开封和山东省菏泽、济宁、泰安等7 市，与位于山东省泰安市境内冀宁联络线泰安分输站相联络。管道全长约为 556 千米。年输量 30 亿标准立方米。沿线平均地温 15 天然气组分表：4组分摩尔成分（ mol/% ）分子量CH497.05816.043C2H60.15128530.07C3H80.01011344.097CH3SH甲硫醇0.00049249.107C2H5SH乙硫醇0.000036962.134CO22.0290944.011H20.

15、0254672.016H2S0.00008971 （ 6mg/m3 ）34.08COS 氧硫化碳0.00255960.075N20.70568528.014H2O0.0035818.016He0.0127954.003（以上为西气东输一号线天然气组分）研究步骤、方法和研究措施1 选择输气工艺2 由设计基础资料及工艺参数进行工艺计算3 各种数据的初算 : 水力计算，设计压力，压缩因子，压比，压缩机组选型，压气站数量，站间距，壁厚，管径，管材，布站计算，末端长度管径，耗钢材量，燃气量等4 对各个可行输气管线方案进行技术分析和经济比较及效益评价， 最终确定一种技术先进、经济合理的输气工艺方案。5 绘制各种设计图纸：