上游节能技术介绍

1. 上游节能技术介绍 报告人：陈由旺 股份公司节能技术研究中心 2007年4月

2. 前 言 资源节约已经成为我国的一项基本国策，能耗指标首次与经济增长、物价、就业和国际收支并列成为我国的宏观调控目标。 建设资源节约型企业是中国石油落实科学发展观，提高综合竞争力，实现可持续发展的必然选择。 油气田和管道生产是中国石油的主营业务，油气生产在国内占据主导地位，在生产能源的同时也消耗大量的能源。因此，深入开展节能工作，对于落实科学发展观，实现油气田持续有效发展，意义重大。

3. 主要内容 一、面临的形势 二、节能基础知识 三、国外节能经验介绍 四、节能新技术、新设备

4. 一、面临的形势 1、国家要求 2、中国石油节能发展思路

5. 1、国家要求 （1）节约资源已成为基本国策 • 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。 • 单位GDP能源消耗降低20%，已成为“十一五”我国经济社会发展应实现的主要指标（8个约束性指标之一）。 • 温总理2006年3月5日政府工作报告中，首次将能耗指标与经济增长、物价等并列作为国家宏观调控目标。

6. 1、国家要求 （2）政府监管日趋严格 • 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” 。 • 2006年7月发改委召开全国节能工作会议，贯彻落实”国务院关于加强节能工作的决定”精神，部署下一步节能工作。 • 国家开展“千家企业节能行动”，突出抓好高耗能行业中高耗能企业的节能工作，强化政府对重点耗能企业节能的监督管理 。

7. 1、国家要求 （3）千家企业节能工作要求 • 加强组织领导，落实节能目标责任制。主要负责人挂帅 ，节能目标层层分解 。 • 建立健全能源计量统计制度，定期报送能源利用状况报告。 • 开展能源审计，编制节能规划。在实施方案下发后的半年内，将能源审计报告和节能规划报所在地省级节能主管部门审核。 • 加大投入，加快节能降耗技术改造。 • 建立节能激励机制。安排节能奖励资金 ，将节能目标纳入各级员工的业绩考核 。 • 加强节能宣传与培训。

8. 1、国家要求 （4）国家将全面促进实施十大重点节能工程 • 节约和替代石油 • 燃煤工业锅炉改造 • 区域热电联产 • 余热余压利用 • 电机系统节能 • 能量系统优化 • 建筑节能 • 绿色照明 • 政府机构节能 • 节能监测和技术服务体系建设工程

9. 2、中国石油节能发展思路 创建节约型企业是中国石油的必然选择！ • 2005年8月，在人民大会堂举行的“全民节约，共同行动” 大型宣传活动现场，蒋洁敏总裁代表石油集团等17家中央企业郑重宣读 “中央企业资源节约承诺书”。 • 2006年6月，曾副总理批示要求中石油、中石化等大型国有企业要强化资源综合利用，带头创建资源节约型企业。 • 2006年7月陈耕代表中国石油与国家签订了“十一五”期间589万吨标煤节能量目标责任书。股份公司所属34家企业与地方政府签定了“企业节能目标责任书” 。大庆油田有限责任公司为100万吨标煤节能量。

10. 2、中国石油节能发展思路 • 集团公司“十一五”期间八大任务目标之一：到2010年率先建成资源节约型企业。 • 下发《中国石油天然气集团公司关于加强资源节约工作的意见》。 • 制订《中国石油天然气股份有限公司节能节水“十一五”计划》 • 制订《中国石油天然气集团公司节能节水“十一五”计划》。 • 制订集团公司《企业能源审计报告编制要点》

11. 2、中国石油节能发展思路 指 导 思 想 用科学发展观统领节能节水工作，把节约优先作为公司发展战略的重要组成部分，通过大力推进 、 、 与 ，努力率先创建资源节约型企业，走出一条“低投入、低消耗、低排放和高效率”的可持续发展之路。 理念节能 管理节能 技术节能 机制节能

12. 2、中国石油节能发展思路 发 展 目 标 到2010年，股份公司所属地区公司全部达到节能节水型企业考核标准的要求。实现节能量 万吨标准煤以上，节水量亿立方米以上。主要用能用水技术指标达到国内先进水平，重点企业达到或接近国际先进水平。 600 2.2

13. 实现一个确保 2、中国石油节能发展思路 确保完成规划目标： 节能量600万吨标准煤节水量2.2亿立方米

14. 节能节水专项投资机制 完善两个机制 节能节水指标考核机制 2、中国石油节能发展思路

15. 组织管理体系建设 加强三个建设 技术保障体系建设 规章制度体系建设 2、中国石油节能发展思路

16. 节能节水目标纳入公司战略规划 节能节水任务纳入生产经营计划 落实五个纳入 节能节水指标纳入KPI业绩考核 节能节水绩效纳入先进评选体系 节能节水理念纳入企业文化建设 2、中国石油节能发展思路

17. 统计信息管理 设计审查管理 能源计量管理 标准定额管理 能源审计管理 节能监测管理 2、中国石油节能发展思路 强化六项管理

18. 提高设 备能效 伴生气 回收利用 降低油 气损耗 能量系 统优化 实现能效 持续改进 水资源 综合利用 自用油 替代 新能源 和可再生 能源利用 能源计量 与监控 2、中国石油节能发展思路 实 施 八 大 重 点 工 程

19. 项目筛选和安排原则 专款专用 效益优先 突出重点 成熟先行 2、中国石油节能发展思路 “十一五”期间设立节能专项资金，实施一批以“八大重点工程”为主的节能节水项目

20. 技术攻关 安排前沿性科研，储备技术 技术示范 实施重大示范工程，以点带面推动发展 技术推广 大力推广效果显著的成熟技术，获得整体效益 2、中国石油节能发展思路 按三个层面有计划分步骤地推进节能节水技术进步

21. 油气田与管道节能技术发展方向 伴生气回收利用 油气集输与处理节能增效 替代自用燃料油 地面注水系统运行优化 抽油机系统运行优化 油田水资源综合利用 电力系统节能优化 输油管道替代自用原油 锅炉加热炉优化改造 输油泵变频调速 地热、余热、余压能量回收利用 输油输气管线节能技术改造 2、中国石油节能发展思路

22. 强制淘汰一批：强制淘汰一批高耗能设备 全面推广一批：全面推广一批单项成熟技术 集成示范一批：集成示范一批集成技术项目 系统优化一批：系统优化一批全厂一体化项目 2、中国石油节能发展思路 最终实现：

23. 主要内容 一、面临的形势 二、节能基础知识 三、国外节能经验介绍 四、节能新技术、新设备

24. 二、节能基础知识 1、能源基本概念 2、节能基本概念 3、节能基本原理和方法

25. 1、能源基本概念 • 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）。做机械运动的宏观物体总能量实际上是机械能和内能的总和。

26. 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。（重核裂变，轻核聚变）

27. 1、能源基本概念 • 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

28. 1、能源基本概念 • 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 • 第一类是来自地球以外与太阳能有关的能源 • 第二类是以热能形式储藏于地球内部的能源 • 第三类是与核反应有关的能源，如核裂变、核聚变 • 第四类是与地球－月球－太阳相互联系有关的能源

29. 能源的分类

30. 能源的分类

31. 能源的分类 一次能源：从自然界取提的未经任何改变或转换的能源 二次能源：由一次能源经过加工转换成另一种形态的能源产品 常规能源（又称传统能源）：在现有经济和技术条件下，已经大规模生产和广泛使用的能源 新能源：在新技术基础上系统地开发利用的能源，是正在开发利用但尚未普遍使用的能源 可再生能源：指自然界中可不断再生并有规律得到补充的能源 非再生能源：指经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源

32. 1、能源基本概念 • 能量的计量单位 • 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）。

33. 1、能源基本概念 • 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）。

34. 1、能源基本概念 • 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： • 1 cal20 = 4.1816 焦耳

35. 1、能源基本概念 • 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

36. 1、能源基本概念 • 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。

37. 1、能源基本概念 • 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

38. 1、能源基本概念 • 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29.3076 MJ（7000kcal）的燃料，称为1 kg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41.87 MJ/kg（10000kcal/kg）。常用单位有吨油当量（toe）和桶油当量（boe）

39. 1、能源基本概念 能源名称 平均低位发热量 折标准煤系数 原煤 20934 kJ/kg 0.7143 （kgce/kg） 焦碳 28470 kJ/kg 0.9714 （kgce/kg） 原油 41868 kJ/kg 1.4286 （kgce/kg） 汽油 43124 kJ/kg 1.4714 （kgce/kg） 煤油 43124 kJ/kg 1.4714 （kgce/kg） 柴油 42705 kJ/kg 1.4571 （kgce/kg） 重油 41868 kJ/kg 1.4286 （kgce/kg） 天然气 38979 kJ/kg 1.3300 （kgce/m3） 炼厂干气 46055 kJ/kg 1.5714 （kgce/kg） 液化石油气 50160 kJ/kg 1.7143 （kgce/kg） 电力 3600 kJ/kW·h 0.1229 kgce/kW·h (当量) 118403600 kJ/kW·h 0.4040 kgce/kW·h (等价)

40. 1、能源基本概念 • 说明 • 电力的热值：我国一般有两种计算方法：一种是按理论（等价）热值计算，另一种是按火力发电煤耗（等价）计算。每种方法各有各的用途。理论热值是按每度电本身的热功当量860千卡即0.1229千克标准煤计算的。按火力发电煤耗计算，每年各不相同，为便于对比，以国家统计局每度电折0.404千克标准煤，作为电力折算标准煤系数。

41. 1、能源基本概念 • 热力的热值：计算方法是根据锅炉出口蒸汽或热水的温度压力在焓熵图(表)内查得每千克的热焓减去给水(或回水)热焓。 • 参考算法： • (1)热水：在闭路循环供应的情况下，每千克20千卡，开路供应时，每千克70千卡 (均系考虑出口温度90℃，回水温度20℃)。 • (2)饱和蒸汽：压力0.1-0.25MPa，温度127℃以上的按620千卡；压力0.3-0.7MPa，温度135℃-165℃的按630千卡；压力0.8MPa，温度170℃以上每千克蒸汽按640千卡计算。 • (3)过热蒸汽：压力15MPa，每千克热焓：200℃以下按650千卡计算，220℃-260℃按680千卡计算，280℃-320℃按700千卡，350℃-500℃按700千卡计算。 • (4)无上述条件时，按0.03412吨标煤／百万千焦折算

42. 2、节能基本概念 • 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。

43. 2、节能基本概念 • 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。

44. 2、节能基本概念 • 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。 上式倒数通常称为“能源强度”（Energy Intensity）

45. 2、节能基本概念 • 对于国家或者区域而言，能源效率分为开采效率、加工和转换效率、储运效率以及终端利用效率。 4个环节的效率的乘积是“能源系统总效率” ，即为终端用户提供服务的效率 • 对于工业生产而样，通常所说的“能源效率”指后3个环节的总效率。 • 研究节能问题应从能源系统的全过程，系统地分析“能源系统效率”

46. 2、节能基本概念 • 能源效率常用指标 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

47. 2、节能基本概念 石油石化常用能源效率指标

48. 2、节能基本概念 • 能耗 • 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

49. 2、节能基本概念 • 节能量 • 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 节约量－衡量经济增长方式转变带来多少财富的指标

50. 2、节能基本概念 • 节能率 • 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 单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低20％左右， 相当于年均节能率4.36%