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搞好農村能源綜合建設:一是建立建全組織機構;二是加強對農村能源綜合建設的領導;三是加大對農村能源建設的資金投入;四是充分依靠科技進步;五是加強農村能源產業和服務體系建設,適應市場經濟的需求;六是加大對科技、管理和服務人才的培訓;七是不斷地深化改革,端正指導思想,加強法制建設方向;八是抓點帶面不斷開拓新領域,使新能源和農村能源的建設工作向高層次發展。
1 農村能源環境保護與農村能源建設
農村環境問題,是當今農村發展面臨的重大問題,環境質量的惡化,對農業生物、農業生產和農村居民構成了嚴重的威脅。環境問題可分為生態破壞和環境污染兩大類,農村地區能源的開發利用與這兩類環境問題都有密切的關系。能源不但給農村提供了動力,而且帶來了生活的文明和社會的進步,但也影響了農村的環境。如新柴的消耗量方面,19世紀以前,由于需求量不大,砍伐情況并不嚴重,保持了生態的平衡,沒有產生污染現象。而在最近的百多年來,由于人口的急劇增加,使得生物質能源供不應求,使生態和污染方面都出現了問題。由于礦物能源的大量開發和使用,也為農村帶來了嚴重的能源環境問題。由于能源廢棄物的大量排放,對農村和能源經濟的發展以及人們的健康等都造成嚴重的危害和重大的損失。
2 礦物能源的開發利用對農村環境的重要影響
礦物能源的開發,包含了開采、貯運、加工、轉換到消費。在這全過程中,都會對環境造成污染和危害。如煤在開采過程中,首先是開采占地,它破壞了地表的生態系統,影響了農業生產。另外井工開采易造成地表的沉降或裂縫并改變水體形態及滲漏而影響農田灌溉,同時也破壞了地下水資源。另一方面開采時的排污以液體、氣體、固體同時存在,如酸性礦井水、泥漿、瓦斯、煤矸石等。在運輸和貯存過程中,特別經數次堆放,會造成自燃、流失等大氣污染,在煤炭的燃燒利用過程中,又會排放大量的二氧化碳、二氧化硫、粉塵和灰渣,造成了嚴重的環境污染等。又如水陸石油的開發會造成海水域的嚴重污染,影響水產業的發展和造成農田的污染。石油在燃燒時也會排放大量的有害氣體,對環境造成一定的影響。
3 可再生能源的開發利用對環境造成的影響
(1)生物質能源開發利用對環境的影響是:采伐對環境的影響,如導致資源的枯竭,植被破壞,水土流失和破壞生態平衡;秸桿等大量燃燒,導致土壤肥力減退、農業減產等。如木柴在燃燒時會排出一氧化碳、二氧化碳,不充分時會排放大量塵煙和顆粒造成嚴重的大氣污染。
(2)自然能源開發利用對環境的影響是:自然能源如水能、太陽能、風能、地熱能、潮汐能、海洋能等。由于不同的能源各自的物理化學性質開發利用的方式不同,也會造成不同程度的環境影響,如水能在開發利用發電時造成的河川自然環境和生態系統變化的影響。庫區大面積淹沒及周圍生態、自然環境、地表、土質、農業生物等影響。地熱能的開發利用,在用地熱發電時,由于開發利用過程中廢熱污染和排放的硫化氫、二氧化碳、甲烷、汞等。特別是其中的硫化氫在高濃度時會致人死亡。利用潮汐能發電時會造成海域的污染等。在太陽能大規模集中開發利用的地區,可能會造成太陽能的回流,影響局部環境的變化,如氣候變化和生態失衡。太陽能電池在生產過程中,需要采用大量的有毒和可燃性氣體,如三氫四磷、四硫化硅等。會對居民帶來危害。開發利用風能發電時,會造成噪聲的危害等。
因此,在開發利用自然能源時,必須充分考慮對局部環境的危害,并制訂出預防措施。
4 幾個重要的能源環境問題
(1)氣候變化。近百年來,地球氣候已發生明顯變化,主要是全球變暖,其原因就是溫室效應。而二氧化碳是引起溫室效應的主要氣體。溫室效應帶來的對環境的影響主要是極地冰雪的部分融化、海水變暖和膨脹,海平面上升使沿海居民的安全受到危協。另外帶來的是干旱和沙漠化的擴大、旱澇頻率上升和蟲害增加等。
(2)酸雨的出現。
(3)主要是大氣中的二氧化硫和氮氧化合物造成的。酸雨的出現,造成土壤酸化,肥力減退,農作物減產,森林衰亡,植被枯死,水體酸化和水產的影響等。
(4)臭氧層破壞。主要原因是氟里昂的大量使用,礦物能源的消費和生產化肥產生的氧化氮造成的可導致過量輻射的影響。
(5)煙霧。煙霧是燃燒含碳量高的燃料造成的煙霧污染,主要是煤的礦物能源消費排放的影響污染物占百分之八十,煙霧能反射和吸收太陽輻射,嚴重時會影響農作物的生長造成減產,也直接危害人的身體健康。
1 研究背景
隨著社會的不斷發展、現代化建設的不斷推進,人類生活對能源的需求更加廣泛,從某些方面而言,現代人類生活的方方面面已經離不開能源的存在。因此,能源開發、能源技術的發展已經成為了一個全世界、全人類一同關心的重要問題。自然界中的能源在人類的不斷開發下已經不再充裕,而天然能源的不可再生性使得人類必須尋求新的能源,發展新的能源開發技術來替代非再生能源??茖W發展觀思想,是中國政府加快發展現代能源產業的指導思想,中國堅持節約資源和環境保護的基本國策,貫徹落實可持續發展戰略,建設創新型社會,為維護世界能源安全發揮了重要的作用。
在工業生產過程中,通常會有大量的反應熱量未能得到利用就浪費,而在需要供應熱量的反應中又有大量的余熱被損失,這些都是在化學反應中我們希望避免的現象,因此,我們需要找尋一種材料,這種材料能隨著溫度的變化而改變物質狀態并提供潛熱,即當反應時,材料能將這些沒有利用的熱量或冷量儲存起來,當反應需要時再將其釋放出來,這種材料,我們稱其熱儲能材料。幾十年來,人們對熱能儲存材料的廣泛研究已經使這種材料得到大量應用,并逐漸成為了一種重要的新型材料。
當今困擾人類的環境問題中,全球變暖問題越來越突出,節能減排已經成為了社會建設的一大重點審查方面,因此我們必須加速新能源的開發及應用。目前,冬天在北方地區采取的是集中供暖的政策,這是出于北方的寒冷氣候、能源狀況及居民生活習慣等因素而實施的,而南方地區卻沒有實施這一政策,主要是因為南方冬季有充足陽光,氣候較北方溫暖,經全方位審核尚不需要集中供暖,而且一旦南方也采取集中供暖的政策,國家每年的能耗將大大增加,二氧化碳、二氧化硫及煙塵排放量也將急劇上升,環境污染將進一步加劇。因此對于南方居民來說,更現實的選擇是采取其他的供暖方式,而在現今的眾多取暖方式中,太陽能地暖供熱系統成為了首選,太陽能是一種可再生能源,采用這種方式的取暖,既節省了資源又保護了環境[2]。在相變材料研究中,我們初步確定乙二醇,水,膨脹石墨的混合液體具有這種優于水的性能,通過一系列實驗,我們將驗證這一事實,從而能將這種混合液體用于太陽能地暖供熱系統中。
2 實驗部分
2.1 實驗材料
相變材料聚乙二醇(PEG),水,相變材料膨脹石墨(EG)。
2.2 實驗步驟
(1)相變材料聚乙二醇(PEG)含量10%的水溶液(體積200ml),其中聚乙二醇分子式為:HO(CH2CH2O)nH,分子質量為6000。熔點為57°C。羥值為15―20之間。粘度為12―16之間。放于燒杯之中。將燒杯放于60°C的水浴內加熱。室溫20.3°C。
(2)相變材料聚乙二醇(PEG)含量10%的水溶液(體積200ml),其中聚乙二醇分子式為:HO(CH2CH2O)nH,分子質量為6000。熔點為57°C。羥值為15―20之間。粘度為12―16之間。加熱至60°C后的散熱時間:
(3)相變材料聚乙二醇(PEG)含量20%的水溶液(體積200ml),其中聚乙二醇分子式為:HO(CH2CH2O)nH,分子質量為6000。熔點為57°C。羥值為15―20之間。粘度為12―16之間。放于燒杯之中。將燒杯放于60°C的水浴內加熱。室溫20.3°C。
(4)相變材料聚乙二醇(PEG)含量20%的水溶液(體積200ml),其中聚乙二醇分子式為:HO(CH2CH2O)nH,分子質量為6000.熔點為57°C。羥值為15―20之間。粘度為12―16之間。加熱至60°C后的散熱時間:
(5)相變材料膨脹石墨(EG)含量10%的水溶液(體積200ml),其中膨脹石墨的型號為KD9950200放于燒杯之中。將燒杯放于60°C的水浴內加熱。室溫20.3°C。
(6)相變材料膨脹石墨(EG)含量10%的水溶液(體積200ml),其中膨脹石墨的型號為KD9950200放于燒杯之中。燒杯加熱至°C后進行散熱。
(7)相變材料膨脹石墨(EG)含量20%的水溶液(體積200ml),其中膨脹石墨的型號為KD9950200放于燒杯之中。將燒杯放于60°C的水浴內加熱。室溫20.3°C。
(8)相變材料膨脹石墨(EG)含量10%的水溶液(體積200ml),其中膨脹石墨的型號為KD9950200放于燒杯之中。燒杯加熱至60°C后進行散熱。室溫20.3°C。
(9)水溶液200ml,放于燒杯之中。將燒杯放于60°C的水浴內加熱。室溫20.3°C。
(10)水溶液200ml,放于燒杯之中。燒杯加熱至60°C后進行散熱。室溫20.3°C。
3 實驗結論
經過以上實驗可以得出結論:相變材料聚乙二醇相較于水而言,吸熱過程較慢,同樣散熱過程也較慢,且相變材料聚乙二醇的熔點為57°C。當溫度達到57°C時發生相變。相變材料膨脹石墨相比水來說,吸熱過程較快,散熱也較快。而當這三種溶液混合后,能較好的達到吸熱過程比較快,同時散熱過程較慢的的效果。經過多次反復的實驗,發現聚乙二醇13%膨脹石墨9%為三種溶液的最佳配比。
太陽能是一種可再生能源,且綠色無污染,是一種較為重要的能源,被認為擁有較好的應用與發展前景。但太陽能不具備穩定性:在夜間無輻射,且在不同的天氣、時間、季候都將有不同的輻射量,因此,專家一直致力于太陽能的儲存及釋放。而相變儲能材料卻能在太陽能的研究中得到利用。本論文所驗證的相變材料聚乙二醇,水,膨脹石墨的混合液體就可很好的應用在太陽能地暖供熱系統中。除此之外,這一相變材料還擁有廣闊的應用前景,值得更多研究。
中圖分類號: TE08 文獻標識碼: A 文章編號:
一.引言
我國是世界焦炭第一生產大國,同時也是第一焦炭消費大國。近些年來,我國的煉焦技術得到了較大進步,煉焦技術的發展,促進了煉焦行業節能技術的推廣和應用。
二.煉焦技術的工藝特點。
1.回收煉焦工藝流程簡述。
熱回收煉焦工藝技術包括備煤、煉焦、篩焦、余熱鍋爐、廢氣脫硫等主要生產設施。煉焦煤由備煤車間制備好后送到煉焦車間,煉焦煤在裝煤推焦車上由搗固機搗成煤餅送入煉焦爐,成熟的焦炭由接熄焦車送到熄焦塔內進行熄焦。熄焦后的焦炭由篩焦車間進行粒度篩分和儲存。煉焦爐為負壓操作,煉焦煤煉焦時產生的揮發份在焦爐內全部燃燒,高溫廢氣經焦爐集氣管道送到余熱鍋爐回收其熱量產生蒸汽。回收熱量后的低溫廢氣脫除二氧化硫后經煙囪排放。蒸汽送到工業、公共設施,或用于余熱發電車間發電。
2.回收煉焦工藝主要特點。
(1).煉焦爐負壓操作,基本消除了煉焦爐對大氣的污染?;厥諢捊巩a生的揮發份燃燒為高溫廢氣的熱量,并回收其熱量,徹底消除了化學污水的產生。實現了煉焦工業的清潔生產。
(2). 煉焦爐內煤餅和爐頂空間形成惰性氣體保護層,取代耐火磚作為高溫干餾煉焦煤和空氣的隔離物。教好的解決了煉焦煤表面在高溫干餾時的燃燒現象。
(3). 煉焦爐煉焦時揮發性的物質在焦炭層中的流程較長,二次裂解產生的具有活性鍵的碳充分和焦餅上的活性鍵起架橋作用,能改善和提高焦炭的物理化學性質和冷熱強度。結合搗固煉焦,對于擴大煉焦用煤的范圍和提高焦炭的質量具有重要意義。
(4). 熱回收煉焦技術工藝在國際上首次使用具有我國自主知識產權的液壓搗固,在國內首次使用具有我國自主知識產權的水平接熄焦,充分體現了我國堅持科學發展觀和科技的創新能力。
三.發展清潔生產的大型搗固煉焦。
大力研發和推廣具有完善環保設施、能夠實現清潔生產的大型搗固煉焦技術。標定、調試和總結我國已投產的6.25米大型搗固焦爐,進一步修改和完善并建成6.25米大型搗固焦爐示范工程。
開發適合中國國情的6.7米搗固焦爐,其每孔年產焦炭1.443萬噸,將是我國乃至世界上最大的搗固焦爐,2×52孔年產焦炭150萬噸,填補我國年產150萬噸級焦炭規模的大型搗固焦爐空白,并建成能起樣板作用的示范工程,推動我國大型搗固煉焦技術的發展,使其達到世界領先水平。
發國產的適合中國國情的6.25米和6.7米大型搗固焦爐使用的搗固一裝煤一推焦一體車(SCP機),使其機械化、自動化、安全性能和環保水平等方面達到世界領先水平。
隨著我國大中型鋼鐵企業逐步接受和采用搗固煉焦技術,應推動焦化和煉鐵工作者共同研究搗固焦炭的冶煉性能、適宜的焦炭質量標準、相應的高爐生產操作工藝和參數,推動大中型高爐使用搗固焦炭。
1.大力推廣的節能技術。
(1). 發展高效節能環保的大型焦油加工裝置。
淘汰耗能高、污染嚴重、裝備水平落后的間歇蒸餾、間歇酸堿洗滌、間歇結晶和污染大的瀝青成型工藝。
進一步推動我國煤焦油加工的集中處理,建設規模大、技術先進、節能環保的世界一流煤焦油加工廠。同時通過不斷開發新產品,擴大產品品種和品級,配合化工、醫藥、材料等市場要求,開發出附加值高的洗油深加工產品、蒽油深加工產品和瀝青深加工產品等。對附加值低的殘油,在滿足炭黑生產的同時,可采用加氫催化裂化、加氫裂解等技術,使其轉化成為高附加值的汽油調和油、柴油調和油。
(2).推薦采用高效節能的脫硫脫氰技術。
新建焦化廠應該首選脫硫脫氰效率高、產品質量好、操作可靠的脫硫脫氰工藝,如利用荒煤氣余熱再生的真空碳酸鉀法脫硫工藝等。
推進我國第一套HPF法氧化脫硫工藝廢液與低純度硫磺焚燒制取硫酸的工業裝置投產,并建成示范裝置,解決全國已有的HPF法氧化脫硫工藝存在的問題,推動其更新換代。
推薦采用間接法蒸氨,以減少焦化廢水,有利于實現焦化廢水的近零排放。
(3)積極研發焦爐煤氣資源化利用技術。
COG含有54%-59%H2和24%-28%CH4。COG燃料化利用不如資源化利用效益高,因此只有在萬不得已的情況下才用作燃料和發電。高質量地利用COG不僅有利于降低鋼鐵企業單位產品的能源消耗和排放負荷,甚至能開發出大量最清潔能源—氫氣,從而引發鋼鐵制造流程能量流新的供需平衡關系,甚至會引發整個社會新的供需關系。
(4)開發新型焦化污水深度處理技術.
資源節約、環境友好的焦化廠必須使處理后的焦化廢水資源得到最大限度地合理使用,因為生產1噸焦炭通常產生0.48噸焦化污水和0.42噸循環水排污水(采用CDQ時循環水排污水為0.53噸)。我國已開發出成熟可靠的焦化污水生化處理技術。對鋼鐵企業焦化廠來說,焦化廢水經生化處理后可全部回用于焦化廠和鋼鐵廠的濁循環水系統。對采用濕法熄焦的獨立焦化廠,生化處理時,可減少或不加稀釋水,減少生化處理水量,使處理后廢水全部作為濕法熄焦補充水,在焦化廠內消耗掉。但是,隨著我國獨立焦化廠逐漸采用干法熄焦,處理后廢水無路可去,只能回用于凈循環水系統。而凈循環水系統對水質要求嚴格,對其補充水的水質要求更嚴。若將生化處理后焦化廢水用作凈循環水系統補充水,必須進行降低有機物和脫鹽的深度處理。
“十一五”期間,進行了大量污水回用深度處理技術的開發工作。深度處理一般采用膜分離技術。即:生物處理(A-A/O)+超濾(UF)+納濾(NF)(或反滲透(RO));或生物處理(A-A/O)+膜生物反應器(MBR)+納濾(NF)(或反滲透(RO))。深度處理的產水率可達到70%以上,產水水質可達到循環水補充水的要求,用作循環水補充水。膜深度處理產出占原料水量30%左右的濃縮液。濃縮液不但含有較高的有機物,而且濃縮了大量的鹽。濃縮液可以深度處理回用,也可以蒸發提鹽,但這些手段成本太高,因此,濃縮液處理將是下一步重點開發的課題。
(5)研發焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術。
離開焦爐炭化室的650-700℃荒煤氣所帶出的顯熱占焦爐輸出熱的36%,與紅焦帶出的顯熱相當,余熱回收利用的潛力巨大。
“十一五”期間,國內外許多焦化企業積極研發焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術,如:濟鋼將5個上升管做成夾套管,導熱油通過夾套管與荒煤氣間接換熱,被加熱的高溫導熱油可以去蒸氨、去煤焦油蒸餾、去干燥入爐煤等;寶鋼梅山鋼鐵公司煉焦廠在其4.3米焦爐上升管采用熱管回收荒煤氣帶出熱的試驗;濟鋼和中冶焦耐正在進行用鍋爐回收荒煤氣帶出熱的試驗;無錫焦化廠在其4.3米焦爐上進行用半導體溫差發電技術回收上升管余熱的試驗;平煤武鋼焦化進行了高效微流態傳熱材料作換熱介質的上升管余熱回收試驗;日本已在1個上升管和正在3個上升管上進行用荒煤氣帶出熱對焦爐煤氣進行無催化高溫熱裂解和重整試驗,得到了主要含H2和CO的合成氣體;中冶焦耐在初冷器一段用82℃-85℃的荒煤氣加熱真空碳酸鉀法脫硫廢液,用熱廢液閃蒸的蒸汽再生脫硫液;有的焦化廠擬用初冷器一段熱循環水制冷,所得的低溫水直接用于初冷器三段制冷。
“十二五”期間,應當支持荒煤氣余熱回收和利用技術的研發調試、改進完善、總結比較,選擇最優方法;推動最優方法盡快工業化,總結經驗,建立示范裝置,加以推廣普及。
五.結束語
煉焦,要做好能源生產和節能處理的兩手抓,在確保生產的同時,要減少對能源的消耗,提高最終有效產出。
參考文獻:
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[2] 曾子平劉應隆. 應用氨肥法一體化工藝煙氣脫硫促進高能耗產業節能減排——煤化鋼鐵企業煉焦廢氨水脫硫產業鏈建設 [會議論文]. 2008年全國熱工節能減排技術交流會
二、加強化學工程與技術學科研究生創新能力培養的實施
(一)加強研究生導師隊伍建設,是培養研究生創新能力的前提
在以“創新和服務”為主題的第三屆中外大學校長論壇上,來自全球的140多位校長普遍認為:教師是創新型大學的基礎。加強化學工程與技術學科研究生能力的培養,研究生導師首先需要以培養創新型人才為己任,在人才培養中真正發揮“導”的作用,這就要求研究生導師自覺提高專業水平和專業素養。只有導師具備扎實的專業功底和廣闊的學術視角,能夠站在化學工程與技術學科發展的前沿,關注社會發展對學科發展和人才培養的新要求,才能真正引導學生在科研工作的過程中創新性思維,激發學生科研的興趣,營造有利于學生獨立思考、自由探索、勇于創新的良好環境和氛圍。據有關統計,諾貝爾獎顯示出明顯的“集中性”特征,全世界約4%的科研機構占了22%的諾貝爾獎的獲獎份額。如德國馬普學會有17個獲獎者,英國貝爾實驗室有11個獲獎者,日本東京大學有10位獲獎者,英國卡文迪許實驗室有7位獲獎者。另一方面,諾貝爾獎獲得者具有“傳承性”。如1909年德國的奧斯特瓦爾德,他的學生能斯脫,能斯脫的學生米里肯,米里肯的學生安德森,安德森的學生格拉塞都是諾貝爾獎獲得者。諾貝爾獎獲得的集中性和傳承性說明,科研的創新一方面需要一種好的氛圍,另一方面導師處于科學前沿至關重要。我?;瘜W工程與技術學科研究生的科研成果顯示,研究生在國際化學工程與技術領域前三位期刊上發表的優秀論文,60%以上出自同一科研團隊。這些數據表明,導師能夠把握學術前沿,并能及時將學生們帶入前沿,在學科前沿從事自己的科學研究,是培養研究生創新能力的前提。若研究生導師自身道德修養、探索創新能力、對專業知識的精通和把握難以發揮楷模和導向作用,則培養有創新能力的研究生就是一句空話。
(二)打造針對化學工程與技術學科專業特點的研究生立體化創新性培養平臺,是培養研究生創新能力的重要條件
為研究生學術工作搭建交流的立體化平臺,開拓研究視野,是培養研究生的創新能力的重要保障。我校化學工程泰山學者實驗室針對化學工程與技術學科研究生的專業特點,為研究生學術交流搭建了包括研究生學術報告輪講平臺、國內外學術會議平臺、校企合作工程化實施平臺在內的立體化平臺,積極拓展教育研究和創新能力培養的環境。研究生學術報告輪講平臺包括研究生每月一次的學術專題匯報,報告內容可以是自己的科研內容,也可以是對當今世界最新的研究進展的追蹤;一年一度的齊魯研究生學術論壇-化學與化工技術發展分論壇則是整個齊魯大地化學工程與技術研究生的華山論劍;每月一期的研究生論壇則是邀請外校、外國的教師以及學術名流來校開展專題講座;鼓勵研究生參加化學工程與技術領域各種國際或國內的學會和年會;根據項目合作與人才培養需要,直接從具有科研創新實力和先進生產能力企業聘請高級研究人員任教,把最先進的應用技術傳授給學生,并不定期地帶學生走進大型化工企業學習,強化工程能力的培養。上述立體化研究生創新平臺建設,一方面使學生能夠把握各自領域和相關領域的最新進展,拓寬研究生的研究視野,挖掘研究生的學習潛力和研究能力,為研究生創新能力的培養提供了學術平臺保障。
(三)結合化學工程與技術學科發展正確選題,是培養化學工程與技術研究生創新能力的重要環節
風力發電
目前,我國已超過美國,成為全球風電裝機容量最大的國家,同時也成為風能設備最大的生產國。隨著國內風電產業鏈日臻完善、研究規模不斷擴大,成本下降非常顯著,競爭力也逐漸增強,但是在產業鏈最上游的新型材料及半導體器件(控制芯片、電力電子器件等)研究方面仍較落后,主要研究工作集中在中下游的風電整機制造、關鍵零部件配套(發電機、電控、傳動系統等)以及并網技術領域。
沈陽工業大學在風電整機制造方面具有很強的實力,是我國最早從事風力發電技術研究的少數高校之一,設置有風能技術研究所,師資力量完善,先后承擔過多項大型橫、縱向課題,成果顯著。其設計的具有自主知識產權的1.5MW風電機組實現了產業化,占據一定的市場地位,產學研結合能力很強。
華北電力大學作為教育部直屬高校中唯一的以電力為學科特色的大學,成立了國內首家“可再生能源學院”,下設風能與動力工程專業,未來還將籌備生物質發電和太陽能利用專業。研究內容以大容量風力發電接入,對電力系統安全、穩定運行的影響為主,主要研究包括:風電場建模與仿真、風能資源測量與評估、風力發電機組狀態監測與故障診斷、風力發電機組只能控制與優化運行、低速風能利用策略與先進風力發電理論,充分發揮了其在電力系統方面的優勢。
重慶大學機械傳動國家重點實驗室,借助其在機械傳動領域的優勢,在風電機組齒輪箱設計、動態特性研究、工作模態測量及制造工藝方面有深入的研究,并且產學研結合。
汕頭大學新能源研究所在大型風電機組空氣動力學、結構強度及結構動力學研究方面頗有作為,自行開發了大型風力機優化設計系列軟件。
浙江大學流體傳動及控制國家重點實驗室對風力發電系統中的液壓技術有深入研究,包括風機制動系統、定槳距控制和變槳距控制等。
同濟大學機械工程學院在風電機組葉片動力學分析、結構優化設計、剛柔耦合系統模型分析方面經驗豐富。
東南大學在風力發電機研究、設計方面走在前列。近期又集合學校優勢學科,建立了風力發電研究中心,致力于以風力發電為核心的可再生能源發電及應用技術的基礎研究。
電控方面,清華大學、北京交通大學、中科院電工所都有很強的實力。清華大學電機工程與應用電子技術系原名電機工程系,歷史悠悠,師資力量雄厚,在風電接入對電力系統影響、風電機組建模仿真、風電變流器設計及控制等方面有深入研究。北京交通大學電氣工程學院早期隸屬于鐵道部,主要服務于我國軌道交通電傳動裝備產業,在大功率電力電子技術領域積累了豐富經驗,研究實力在國內高校處于領先地位。新能源研究所成立后從事大功率風電機組(直驅或雙饋)并網變流器、中大功率光伏發電逆變器、風電機組仿真及主控系統、微網技術研究,產學研結合能力很強。中科院電工所新能源發電技術研究組是國內最早研究風力發電、太陽光伏發電的單位之一,其大型并網風電機組控制及變流技術、變槳距控制技術以及風電場集中和遠程監控技術等較成熟,還有一些特色研究工作包括:風/光互補、風/柴系統及其控制逆變技術、控制逆變技術等。
光伏發電
光伏發電具有系統簡單以及維護方便等特點,應用面較廣,現在全球裝機總容量已經開始追趕傳統風力發電。太陽能發電主要分為并網電源系統和離網電源系統,目前大規模使用的主要是并網系統,一般包括光伏電池組件、光伏逆變器、配電柜、監控系統等。其中光伏電池組件將太陽能轉化成電能,光伏逆變器與風能變流器類似,可以將光伏電池組件產生的不穩定電能變成穩定的電能并入電網。
我國光伏業正處在爆發式增長期,中國大陸和臺灣的光伏電池廠商占全球總電池產量59%的份額。與風電產業鏈類似,除了最上游的化合物、硅片提純、加工外,我國已形成了較完整的光伏產業鏈,包括晶體硅、薄膜電池片及組件加工、光伏逆變器、系統集成、能源投資商等。
國內高校對于光伏系統研究主要集中于工程應用方面,合肥工業大學教育部光伏系統工程研究中心是我國迄今為止唯一的專門從事光伏系統技術研究的國家重要的科學研究基地,掛靠合肥工業大學電氣與自動化工程學院,主要從事光伏組件建模及仿真、光伏逆變器設計及控制、工程化應用等研究工作,產學研結合較好,承擔多個大型光伏電站設計工作。
海外院校
由于新能源行業涉及領域多、范圍廣,以及我國新能源行業開始起步,人才的缺乏已經成為極為突出的問題,國家、社會、高校、企業都在積極努力培養這方面的人才,學生的擇校就業也因此變得十分靈活。同時,也因為剛剛起步,目前面臨的多是工程應用技術類問題,因此我們的相關研究工作主要分布在中下游,從前面的介紹也可以看出,在新能源上游高端領域,由于技術壁壘很高,國內的研究工作相對較少,但是可以選擇留學歐美高校,得到更進一步的提高。
澳大利亞新南威爾士大學光伏研究中心,由有著“太陽能之父”之稱的馬丁·格林教授領導,專注光伏電池的研究,自上世紀80年代起,30年間畢業于新南威爾士大學光伏中心的中國留學生已經撐起了中國光伏產業的半壁江山。如今,在屈指可數的幾大領頭光伏企業中——尚德、中電光伏、英利、賽維LDK都有新南威爾士大學畢業生的身影,其科研實力可見一斑。
在歐洲,各國都十分重視新能源的開發利用。作為生態村理念的首創國,丹麥是能源問題解決得最好的國家之一。早在2006年,我國就與丹麥簽署了“可再生能源”合作項目,國內許多高校分別與丹麥高校開展聯系。丹麥奧爾堡大學能源技術學院在風力發電、分布式發電、電力系統、電力電子及控制技術等領域有深入研究經驗,并且與許多國家和組織開展合作,產學研實力很強。特別是在風力發電領域優勢突出,核心研究領域包括:風力發電機組及風電場的控制與監測、仿真、設計、優化。
隨著新能源技術發展以及各項政策效應的逐步顯現,開發利用新能源的成本將明顯下降,為人類清潔能源利用和產業結構升級帶來歷史性機遇,新能源終將成為今后世界上的主要能源之一。
Tips:新能源材料與器件專業優勢院校
文/南京航空航天大學 郭棟梁
該專業重點是研究與開發新一代高性能綠色能源材料、技術和器件(如通訊、汽車、醫療領域的動力電源),發展“新能源材料”(新型鋰離子電池材料、新型燃料電池材料和新型太陽能電池材料)的學術研究方向。
新能源材料與器件專業設置,主要依托化學化工學院,跨能源科學、材料科學、化學等多個學科,擬培養能掌握新能源材料專業基本理論、基本知識和工程技術技能,掌握新能源材料組成、結構、性能的測試技術與分析方法,了解新能源材料科學的發展方向,具備開發新能源材料、研究新工藝、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料專門人才。畢業生可在化學能源、太陽能及儲能材料等新能源材料領域從事科學研究與教學、技術開發、工藝設計等方面工作,也可繼續攻讀新能源材料及相關學科高層次專業學位。
新能源技術是21世紀世界經濟發展中最具有決定性影響的五個技術領域之一,新能源材料與器件是實現新能源的轉化和利用以及發展新能源技術的關鍵。新能源材料與器件本科專業是適應我國新能源、新材料、新能源汽車、節能環保、高端裝備制造等國家戰略性新興產業發展需要而設立的,是由材料、物理、化學、電子、機械等多學科交叉,以能量轉換與存儲材料及其器件設計、制備工程技術為培養特色的戰略性新興專業。
高校特色:
華東理工大學
以半導體材料技術、化學電源技術、太陽電池技術等為特色。未來就業集中在光伏太陽能、新能源開發和利用以及半導體材料器件的設計、化學電池開發等。
東南大學
依托電子科學與技術大類專業背景,專業內容側重光電子材料及其應用方面,主要針對太陽能材料制備、檢測和應用,可以拓展到生物能等其他新能源。
四川大學
一、企業基本情況
久泰能源科技有限公司成立于2002年,是以新型綠色能源二甲醚為主導產品的國家重點高新技術企業。
公司主要以煤炭為原料生產甲醇和二甲醚,節能工作對企業發展具有重要的經濟意義和現實意義。論文百事通公司成立以來,將科技進步和技術革新作為節能降耗的突破點,堅持能源開發與資源節約并舉,積極探索和實施循環經濟發展模式。公司通過采用汽輪機直接拖動壓縮機技術,采用先進技術改造傳統造氣工藝和裝置,集中回收了廢氣、廢熱,降低了煤、電、水的消耗,使各項消耗指標處于同行業領先水平。
二甲醚是國際上公認的新型清潔能源,是理想的石油替代燃料,將我國豐富的煤炭資源轉化為二甲醚潔凈燃料,對解決我國石油戰略稀缺資源短缺、保護環境、保證經濟社會可持續發展具有重要的戰略意義。公司自主研發的“液相法復合酸脫水催化生產二甲醚”工藝從工業生產的角度解決了二甲醚生產過程中的世界性難題,特別是液相復合酸脫水催化劑的研制和冷凝分離技術較好地解決了傳統生產工藝產品提純成本高、投資昂貴的缺點,投資降低1/2,生產成本降低1/3以上,可實現大規模生產環保型車用和民用燃料的需求,有很強的競爭優勢。經山東省科技廳組織專家進行鑒定,達到國際領先水平。
二、節能降耗的主要做法
(一)明確節能目標,責任落實到人
節約能源不僅是企業提升自身競爭力的重要手段,也是企業必須履行的社會責任。公司與臨沂市政府、羅莊區政府分別簽訂了《年度節能目標責任書》,確定了年度節能0.66萬噸標煤的目標,并根據節能目標制定了科學詳細的節能方案,將節能工作落實到了實處。同時公司將節能工作列入了績效管理的范疇,與各級部門負責人分級簽訂目標責任書,實行節約獎勵、超標處罰的激勵機制,不但將節能責任落實到了每一個人,而且充分調動了各級人員節能的工作積極性。
(二)以科技進步、技術革新為手段,尋求節能工作的重大突破
科技進步和技術革新在社會經濟的發展中起著巨大作用。作為能源化工企業,節能工作的關鍵在于能否運用科技進步和技術革新手段改造傳統落后的工藝、設備,實現資源利用的最大化。作為國家級重點高新技術企業,久泰能源科技有限公司擁有一大批行業中高端技術人才,并一直致力于對現有生產工藝流程的優化和改造,公司通過實施系列技術改造,單位產品能耗降穩居行業領先水平。
1.汽輪機直接拖動壓縮機技術的應用。公司現有4M32型氣體壓縮機6臺,單機功率為2500KW。我公司在行業內創新性地采用了汽輪機直接拖動壓縮機技術,將其中4臺壓縮機改電機拖動為汽輪機直接拖動,減少了汽輪機在發電過程中能量損耗。發電廠廠用電按15%計,4臺壓縮機改電機拖動為汽輪機直接拖動后,僅此一項年可減少能量損耗折電量1200萬千瓦時,折合標準煤4800噸。
2.“三廢”回收再利用改造的實施。公司是以無煙煤為原料生產甲醇,然后再用甲醇合成二甲醚的化工生產企業,現已建成投產的二甲醚裝置,裝置均采用了固定層間歇煤制氣工藝技術。該技術在原料工段中,有部分煤矸石產生;在制氣過程中,產生部分廢渣和吹風氣;在甲醇合成過程中有部分馳放氣產生。煤矸石、造氣廢渣雖然不符合生產工藝需求,但本身仍含有一定的熱量。吹風氣、馳放氣中含有較多的可燃成分,主要為氫氣、甲烷和一氧化碳等,這些可燃氣體成分含有很高的熱值,如果直接放空排入大氣不僅造成環境污染,而且造成大量的資源和能源浪費。
為了實現能源節約和環境保護,也為了降低成本,提高經濟效益,公司投資1200萬元,啟動了“三廢”回收利用技術改造項目,在原有兩套生產裝置的基礎上新增了“三廢”回收鍋爐一套,將造氣工序產生的爐渣、原料工段篩選出來的煤矸石、造氣爐產生的吹風氣、合成工段產生的弛放氣等通過三廢鍋爐進行回收再利用。技術改造實施后,“三廢爐”每小時可生產壓力為3.82Mpa、溫度為450℃的過熱蒸汽20噸,取得了較好的經濟效益。
3.加強節水管理,提高水資源的利用率。公司現有6套循環水裝置,分別對造氣、合成、精餾、壓縮等不同工段工藝冷卻用水實現閉路循環,正常生產中僅向系統補加部分因揮發等造成的損失水量,大大降低了一次水用量。最近,公司投資近400萬元新上生化和化學處理法廢水處理站一座,處理能力設計80m3/h,已投入運行。廢水處理站運行后將生產廢水全部處理達標排放。廢水經處理后,部分作為造氣污水冷水補水,部分作為煤場噴灑用水等,實現廢水綜合利用。現廢水排放量降到50m3/h左右,比投運前減少20m3/h,降低了一次水用量,年增效益20.9萬元。
4.對鍋爐引風機、給水泵等設備新上變頻調速裝置,提高了設備運行穩定性,降低了電耗。通過以上措施的實施,取得了顯著的節能效果。綜合能耗比去年降低2.05%,實現節能量0.90萬噸標煤。新晨
三、新的節能計劃
為進一步提高資源綜合利用率,促進企業經濟與資源環境的協調發展,今年公司確定了節能總體目標:精甲醇綜合能耗比2008年下降3%,力爭4%,完成節約量1.32萬噸標準煤(比2005年)),達到國內先進水平。將主要采取以下措施:
1.繼續建立健全節能降耗的管理和工作機制,進一步強化目標責任的落實,并將其納入經營監督、財務核算和監察審計的范疇,與年度考核掛鉤。對節能降耗工作目標和項目完成情況進行嚴格考核,對責任單位及其領導實行問責制督促落實。
2.計劃對耗能重點設備鍋爐進行工藝自動調優控制,提高燃燒效率,實現節能降耗。
3.計劃對35T混燃鍋爐進行系統改造。改造后將增加鍋爐產蒸汽量,進一步提高余熱回收利用率。
【關鍵詞】焦爐煤氣;燃氣輪機;熱電聯產;EPC項目管理
【Keywords】 coke oven gas; gas turbine; combined heat and power; EPC project management
【中圖分類號】F426.4 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)03-0082-02
1 引言
隨著社會節約資源和保護環境意識的提高,焦爐煤炭的應用越來越廣泛。其中,焦爐煤氣燃氣輪機的發電功能被各大鋼鐵企業的熱電聯產中視為清潔能源,不僅可以加大發電效率,還解決了原料來源不同等問題。另外,在施工方面,EPC項目管理,可以有效控制工廠的加工時間與運行成本。論文將針對焦爐煤氣的燃氣輪機進行熱電聯產方面的項目研究,從EPC項目管理模式特征入手,結合焦爐煤氣燃氣利用途徑,對煤氣燃氣輪機熱電聯產的相關概念及項目特點進行分析,提出焦爐煤氣燃氣輪機熱電聯產EPC項目實施建議,為我國的焦化工程發展提供參考。
2 EPC項目管理模式特征
EPC項目模式最早是被西方工程廣泛應用,被稱為建筑工程管理模式和設計的完美結合,具有縮短工期,降低投資成本的優勢。另外,EPC的獨特之處在于依靠高專業分包商使其程序得到規范性控制,為下一步的施工奠定良好基礎。除此之外,EPC模式還具有系統性和有效性,依靠廣泛的通用技術。EPC模式具有協調性,未預料到的問題由分包商逐步解決,雙重協調反饋,保證工程設計和管理上的有效銜接,確認各個部門的流程規范與技術標準。根據合同內容抽調工作人員組成管理組,對整體施工實現領導、指導、監督、控制作用。
3 焦爐煤氣利用途徑
焦爐煤氣是幾種煙煤配置而成的,在煉焦爐中經過高溫干餾后產出的可燃性氣體,這種氣體成分主要包含氫氣和甲烷。該氣體具有雜質少,毒性小的特點。對焦爐煤氣的利用主要是對物理熱和化學熱的利用。另外,焦爐煤炭燃燒釋放的可燃性氣體也可用作燃料,產物乙醇還可以用作化工產品的原料,生產鐵還原劑,制作高純度氫氣等。焦爐煤氣的利用途徑有很多,結合自身優勢,以標準的流程和科學施工管理,面對有限的資源不僅要具有節約意識,從而研究出更多不同的利用途徑。例如,焦爐煤炭用于化學上的合成甲醇、生產化肥等,在物理方面,焦爐煤氣利用燃氣輪機發電等,具有較高的經濟性。
4 煤氣燃氣輪機熱電聯產概述
4.1燃氣輪機熱電聯產基本概念
燃氣輪機是靠不斷的燃燒材料產生熱能,利用熱能進行旋轉做功的熱氣發電機,其燃燒材料以可燃性氣體為主,焦爐煤氣燃燒可產生可燃氣體,作為燃氣輪機熱電聯產的發生條件[1]。其工作流程是壓氣機做軸流運動,增大表面壓強,從外部吸收可燃氣體,進行壓縮處理后壓去燃燒空間。與此同時,可燃物被噴出燃燒空間外與高溫環境氣體結合,受控方式下繼續燃燒。生成煙霧顆粒進入動力渦輪內做功,產生動能推動葉片高速運轉,接著部分能量驅動空氣壓縮機,另外一部分能量用來驅動機械設備,煙霧顆粒被排入大氣通常被二次利用,如此循環工作。這同樣是燃氣輪機熱電聯產的工作原理。
4.2 焦爐煤氣燃氣輪機熱電聯產項目特點
就我國的可利用資源及潛在可利用資源在不斷減少的形勢而言,焦爐煤炭在能源開發的研究中,具有非常大的利用價值。目前,煤炭作為不可再生資源,在焦化煤氣中的非燃料利用率是最大的,焦化多用于我國煤炭化工轉化工程。工作原理上分析,燃氣輪機是以持續旋轉的方式做功產生動能和熱能,熱值較低的燃氣也可利用,燃氣輪機產生的余溫溫度較高,可加以利用再次回收,熱能換成蒸汽,驅動繼續發電,發電效率可達到50%[2]。采用燃氣輪機的熱電聯合供應,機組效率會增大到75%,因此,利用燃氣輪機較為合適。
5 焦爐煤氣燃氣輪機熱電聯產EPC項目實施
5.1 實施特點
焦t煤氣燃氣輪機熱電聯產EPC項目實施特點需要從兩個角度分析。第一,站在業主的角度,即使是焦化企業,對燃氣輪機熱電聯產項目的概念也并非有全面的了解,工程的具體實施與執行具有行業和專業技能的限制,對業主而言工程施工具有復雜性,且缺乏詳盡的了解。第二,站在從業者的角度上分析,焦爐煤氣燃氣輪機熱電聯產EPC項目是業主實現節約資源成本的主要途徑,彌補了專業性不強及經驗不足的缺陷。需要注意的是,由于EPC項目主要用于成套設備為主的項目,EPC項目實施的合同中,需要明確好施工設備與其他設備的安全可靠性。招標EPC項通常注重兩點,一點是技術性,另外一點是價格。
5.2 項目案例
A公司是煤炭深加工的新型化工企業,總投資達到億元。主要產品中包括焦爐煤炭,采用的是現今的物理煉焦工藝及設備。隨著資源綜合利用的倡導宣傳深入企業,A公司選用了高強度燃氣輪機組。但是面臨的問題是,業主無相應的燃氣輪機發電項目的實施經驗。為了保證項目按期順利完成,管理者采用焦爐煤氣燃氣輪機熱電聯產EPC方式進行實施。承包商以上級企業為主導,采用矩陣式結構。按照EPC項目合同的有關條例,從公司抽調相關人員形成管理小組,以工作組為單位進行施工,項目經理對施工活動全面負責,克服了項目經驗不足的缺陷。
5.3 管理建議
作為焦爐煤氣燃氣輪機熱電聯產EPC項目實施的管理者,首先要明確各個階段的工程量,根據不同工程設計做好專業與行業的分工,實現標準工程概預算及工程進程的控制與管理。將設計風險、技藝風險、設備材料供貨風險、施工調試風險等考慮在內,加強施工設計、采購、施工、實驗與驗收過程中的監督。做到技術工藝上精良,工程造價經濟。使各個部門明確統一施工目標,互相協助,從業主的利益出發,保證工程質量的前提下加快工程進度。
6 結論
焦爐煤氣燃氣輪機熱電聯產采用EPC模式,既可以實現資源的綜合利用,又能保證工程的質量與工期,降低工程造價。燃氣輪機熱電聯產EPC項目的順利實施,不僅需要業主各方面的配合,更需要管理者專業的管理能力。本文分析了焦爐煤炭在燃氣輪機熱電聯產中的有效應用,從從業者和受業者雙方的視角挖掘需求,結合其項目特點,介紹了EPC模式下的施工優勢。希望本次研究對我國的焦爐煤炭熱電聯產項目的成功實施提供借鑒。
一、林下經濟及其意義
林下經濟是以林地生態環境為基礎,在林冠下開展林、農、牧、能源等多種項目的復合經營。對縮短林業經濟周期,增加林業附加值,研究和建立科學的人工森林群落結構,維護生態安全,保障森林資源永續利用具有重要意義。發展林下經濟必須以國有林場為主力軍,因為國有林場是林業企業的主體,并且有很大的企業屬性優勢。
不論是國有的、集體的還是民營的企業,同樣是人在管理,國有企業出現的問題絕不是權屬問題導致的,國有企業發展的障礙在于管理層及管理機制帶來的問題。發展國有企業經濟必須建立針對管理層的,可監控的、有問責約束、民主的制度來給予保障,這是國有企業發展的前提。國有林業企業更是這樣,否則國有林業企業的資源優勢、地域優勢、人力資源優勢、技術優勢等都將會被損失殆盡。
二、林下經濟的發展應該以國有林場為主力
(一)便于政策的執行
不論是哪個行業,對政策能夠有效執行是該行業發展的關鍵。國有林業是林業的主力軍,擁有相當多的優勢。比如,擁有較大面積森林資源,并且有企業管理方面的經歷和經驗,同時具有一定的人力資源優勢,有穩定的行政關系、兄弟單位關系、技術信息關系和市場關系,對于各種政策的理解和執行都具有得天獨厚的優勢。
(二)有利于統籌林地整體經營
林下經濟是一種人工利用林地或改變森林群落結構的活動,因此這個活動既關乎生態安全也關乎林業資源的永續利用。林下經濟的發展不適合私人隨意的點狀,相互無聯系的布局,它的設計應該根據林地整體群落結構、林分、面積、地貌、水源等分布特征進行科學調查和設計,如果按生態群落的角度經營,一般來講不必密植,不必集中,盡量仿原生態進行種植。這樣的整體設計既是生態安全的需要,也是林業資源合理利用的需要,又是探索和優化森林群落結構的需要。因此,林下經濟在整個林場內(或者整個林業局內)實現科學規劃、協調發展、可調度發展是相當必要的。這樣可以減少不必要的自我保護競爭,凝聚大力量才能夠快速實現發展。如此,只有以國有林場為主發展林下資源才有利于林下經濟發展的統籌安排和調度。
(三)有利于信息的利用
信息已經成為了各個行業前進方向的航燈,沒有足夠的信息就沒有足夠的分析和預測,就如同一個人沒有視覺、聽覺和嗅覺,企業就無法生存和發展。由于國營林場有本行業多層、多種信息的渠道,比如政策的、上級單位的、科技的、市場的。所以在國營林場基層上很容易建立和完善信息渠道,并得到信息支持。這是國營林場的又一個優勢。
(四)有利于技術扶持
國營林場擁有自己的技術資源,又有自上往下的技術網絡,對于發展林下經濟中獲得技術支持是重要的基礎。技術是維護和發展企業的重要因素,沒有技術,沒有更新技術的優勢就如同沒有了營養,沒有了營養的適時更新。
(五)有利于人力資源的合理利用
林場有很豐富的人力資源,也很容易調度利用人力資源,所以,對于林下經濟的發展,國有林場在人力資源上也是一個優勢。
三、多方向發展林下經濟
(一)發展能源型林下經濟
人類一些重要的能源面臨枯竭,這是一個非常嚴峻的事實。人們把能源開發的對象無奈地轉向了植物,玉米等農作物做了首選,但是這又嚴重地威脅了糧食安全。而能源草類植物的發現和利用有望極大地解決能源危機,比如有荻、蘆竹、象草、柳枝稷、草蘆等。能源草一般為禾本科多年生高大的叢生草本植物。從化學組分上來說,能源草富含碳氫化合物,炭活性高,灰分含量低,熱值高,適用于作燃料原料。因此,能源草是最有發展前途的生物質能源資源之一。再有就是能源矮林,在瑞典已經有了比較成功的經驗。20世紀70年代石油危機之后,伴隨石油燃料被新能源取代的趨勢,短周期柳樹矮林的栽培被引入瑞典。瑞典曾進行大量研究,尋找可通過集約經營生產能源的速生樹種,結果表明以矮林形式經營的柳樹是最適合用于生產能源的。瑞典通過栽培短輪伐期柳樹矮林獲得生物能源,其造林地主要是農地,所生產的生物量在地區供熱廠中用于聯合熱電生產??梢?在林區發展能源型林下經濟將是大有前途的舉措。
(二)發展園林資源型林下經濟
隨著國民經濟高速發展,人們生活水平的提高以及人們審美、養生、休閑、環保意識逐步增強,城市化進程加快,交通、旅游、綠化產業隨之興起,園林苗木業做為城市綠化、美化、環保的重要構成異軍突起,發展強勁。而林區有大量的林地資源,也有若干植物可以提供給城市園林綠化工程。比如:沙棘果、白樺、油松、忍冬、山桃、刺楸、蘭草、刺玫薔薇、三葉草、珍珠梅、紫丁香、繡線菊、芍藥等。那么,在現有植物資源的前提下發展園林型的林下經濟是可行的,如果在此基礎之上引進外來園林植物進行種植則更有前途。
(三)發展畜牧業型林下經濟
發展牧草地,池塘生態養殖,在林下可規模飼養肉牛、奶牛、肉兔或野兔,在林中養雞、鴨、鵝、雁等禽類,在郁閉的林下飼養肉鵝、柴雞、烏雞、肉鴨等,放養、圈養均可,每年可養3~5茬,技術簡單,群眾易接受,市場潛力大,收益可觀,是發展畜牧型林下經濟的首要模式。新晨
(四)發展林藥型林下經
在未郁閉的林地內種植較耐陰的中藥材,如白芍、板蘭、人參根等。也可以種植五味子、天麻、沙參、黨參、玉竹、貝母、靈芝等等。技術比較簡單,收益可觀。
(五)發展菜果型林下經濟
草莓、西瓜、甜瓜、菌類、蕨類、刺五加、刺老芽、大葉芹、山菠菜、薤白(小根蒜)、蒲公英等都是可以在林下種植的品種,應該以點帶面形成特色和規模發展經營。
最后,林下經濟的發展離不開當地農村、農民的支持,所以,以國有林場為主力帶動當地農村經濟發展是必須要考慮的問題。
參考文獻
[1]張佰順.林下經濟植物栽培技術[M].中國林業出版社.
一、企業基本情況
久泰能源科技有限公司成立于2002年,是以新型綠色能源二甲醚為主導產品的國家重點高新技術企業。
公司主要以煤炭為原料生產甲醇和二甲醚,節能工作對企業發展具有重要的經濟意義和現實意義。公司成立以來,將科技進步和技術革新作為節能降耗的突破點,堅持能源開發與資源節約并舉,積極探索和實施循環經濟發展模式。公司通過采用汽輪機直接拖動壓縮機技術,采用先進技術改造傳統造氣工藝和裝置,集中回收了廢氣、廢熱,降低了煤、電、水的消耗,使各項消耗指標處于同行業領先水平。
二甲醚是國際上公認的新型清潔能源,是理想的石油替代燃料,將我國豐富的煤炭資源轉化為二甲醚潔凈燃料,對解決我國石油戰略稀缺資源短缺、保護環境、保證經濟社會可持續發展具有重要的戰略意義。公司自主研發的“液相法復合酸脫水催化生產二甲醚”工藝從工業生產的角度解決了二甲醚生產過程中的世界性難題,特別是液相復合酸脫水催化劑的研制和冷凝分離技術較好地解決了傳統生產工藝產品提純成本高、投資昂貴的缺點,投資降低1/2,生產成本降低1/3以上,可實現大規模生產環保型車用和民用燃料的需求,有很強的競爭優勢。經山東省科技廳組織專家進行鑒定,達到國際領先水平。
二、節能降耗的主要做法
(一)明確節能目標,責任落實到人
節約能源不僅是企業提升自身競爭力的重要手段,也是企業必須履行的社會責任。公司與臨沂市政府、羅莊區政府分別簽訂了《年度節能目標責任書》,確定了年度節能0.66萬噸標煤的目標,并根據節能目標制定了科學詳細的節能方案,將節能工作落實到了實處。同時公司將節能工作列入了績效管理的范疇,與各級部門負責人分級簽訂目標責任書,實行節約獎勵、超標處罰的激勵機制,不但將節能責任落實到了每一個人,而且充分調動了各級人員節能的工作積極性。
(二)以科技進步、技術革新為手段,尋求節能工作的重大突破
科技進步和技術革新在社會經濟的發展中起著巨大作用。作為能源化工企業,節能工作的關鍵在于能否運用科技進步和技術革新手段改造傳統落后的工藝、設備,實現資源利用的最大化。作為國家級重點高新技術企業,久泰能源科技有限公司擁有一大批行業中高端技術人才,并一直致力于對現有生產工藝流程的優化和改造,公司通過實施系列技術改造,單位產品能耗降穩居行業領先水平。
1.汽輪機直接拖動壓縮機技術的應用。公司現有4M32型氣體壓縮機6臺,單機功率為2500KW。我公司在行業內創新性地采用了汽輪機直接拖動壓縮機技術,將其中4臺壓縮機改電機拖動為汽輪機直接拖動,減少了汽輪機在發電過程中能量損耗。發電廠廠用電按15%計,4臺壓縮機改電機拖動為汽輪機直接拖動后,僅此一項年可減少能量損耗折電量1200萬千瓦時,折合標準煤4800噸2.“三廢”回收再利用改造的實施。公司是以無煙煤為原料生產甲醇,然后再用甲醇合成二甲醚的化工生產企業,現已建成投產的二甲醚裝置,裝置均采用了固定層間歇煤制氣工藝技術。該技術在原料工段中,有部分煤矸石產生;在制氣過程中,產生部分廢渣和吹風氣;在甲醇合成過程中有部分馳放氣產生。煤矸石、造氣廢渣雖然不符合生產工藝需求,但本身仍含有一定的熱量。吹風氣、馳放氣中含有較多的可燃成分,主要為氫氣、甲烷和一氧化碳等,這些可燃氣體成分含有很高的熱值,如果直接放空排入大氣不僅造成環境污染,而且造成大量的資源和能源浪費。
為了實現能源節約和環境保護,也為了降低成本,提高經濟效益,公司投資1200萬元,啟動了“三廢”回收利用技術改造項目,在原有兩套生產裝置的基礎上新增了“三廢”回收鍋爐一套,將造氣工序產生的爐渣、原料工段篩選出來的煤矸石、造氣爐產生的吹風氣、合成工段產生的弛放氣等通過三廢鍋爐進行回收再利用。技術改造實施后,“三廢爐”每小時可生產壓力為3.82Mpa、溫度為450℃的過熱蒸汽20噸,取得了較好的經濟效益。
3.加強節水管理,提高水資源的利用率。公司現有6套循環水裝置,分別對造氣、合成、精餾、壓縮等不同工段工藝冷卻用水實現閉路循環,正常生產中僅向系統補加部分因揮發等造成的損失水量,大大降低了一次水用量。最近,公司投資近400萬元新上生化和化學處理法廢水處理站一座,處理能力設計80m3/h,已投入運行。廢水處理站運行后將生產廢水全部處理達標排放。廢水經處理后,部分作為造氣污水冷水補水,部分作為煤場噴灑用水等,實現廢水綜合利用。現廢水排放量降到50m3/h左右,比投運前減少20m3/h,降低了一次水用量,年增效益20.9萬元。
4.對鍋爐引風機、給水泵等設備新上變頻調速裝置,提高了設備運行穩定性,降低了電耗。通過以上措施的實施,取得了顯著的節能效果。綜合能耗比去年降低2.05%,實現節能量0.90萬噸標煤。
三、新的節能計劃
為進一步提高資源綜合利用率,促進企業經濟與資源環境的協調發展,今年公司確定了節能總體目標:精甲醇綜合能耗比2008年下降3%,力爭4%,完成節約量1.32萬噸標準煤(比2005年)),達到國內先進水平。將主要采取以下措施:
1.繼續建立健全節能降耗的管理和工作機制,進一步強化目標責任的落實,并將其納入經營監督、財務核算和監察審計的范疇,與年度考核掛鉤。對節能降耗工作目標和項目完成情況進行嚴格考核,對責任單位及其領導實行問責制督促落實。
2.計劃對耗能重點設備鍋爐進行工藝自動調優控制,提高燃燒效率,實現節能降耗。
3.計劃對35T混燃鍋爐進行系統改造。改造后將增加鍋爐產蒸汽量,進一步提高余熱回收利用率。
論文摘要:本文通過分析目前環境工程專業建設中存在的問題,提出環境工程特色人才培養模式建立的重要性。然后結合中國石油大學(華東)的實際情況,從培養目標、培養方案、培養模式等方面探討了可供參考的特色人才培養方式,強調培養方案的實施應從加強基礎、優化課程設置以及實踐教學等方面入手。我們也看到本校通過合理的人才培養模式培養了一大批高素質的服務于石油石化行業的特色人才,在環境工程畢業生就業方面取得了可喜的成績。
一、引言
近幾年由于我國資源能源日益短缺以及污染問題不斷加劇,國家提出可持續發展戰略及能源行業的發展戰略,導致環境工程專業人才的旺盛需求。因此各高等院校紛紛針對各自行業優勢設置了環境工程專業。中國石油大學(華東)是中石油、中石化、中海油、中國化工和教育部共建的唯一一所重點大學,半個世紀以來在石油石化行業中形成了較強的地位和行業優勢,因此也形成了具有特色的環境工程專業。
二、環境工程專業教育現狀
中國的環境工程教育始于20世紀70年代末,由于環境工程高等教育的師資和辦學基礎條件方面的不同,各高校之間存在很大的差距。環境工程專業的歷史發展歷程,從一定程度上也決定了專業的教學計劃設置上會出現不平衡的現象。比如一些院校由于脫胎于原化工、建材等行業,在課程設置上既開設了化學工程、建筑材料類等課程,又開設水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置等環境類課程,課程間的重復現象很多,實驗室建設也容易出現重復建設的現象。而且要在有限的教學時間里完成這眾多的專業課程,自然是任務繁重、學時緊張,難免是“學習面寬、深度一般”。進而無暇顧及學生實踐能力的培養和訓練,最終造成畢業生的實踐技能不能滿足企業的用人要求,這成為環境工程專業教學的一大困惑。各高校應盡快探索出一種適合本校的環境工程專業特色人才培養模式。
三、人才培養
(一)人才培養目標
環境工程專業從根本上講是一個多學科交叉的新興學科,加之各個高等院校的發展方向與原始基礎的不同,從而決定了環境工程專業在各個高等院校的專業建設、人才培養模式及培養的環境人才上有較大差別,因此應根據自身特點,結合市場對人才的需求,培養特色型環境治理的技術人才。
中國石油大學(華東)充分利用自身的有利資源,堅持環境工程專業與實際生產過程緊密結合,主要培養以石油石化行業和社會環保部門為主要服務對象,具有工程實踐能力和創新能力的專業人才。
(二)培養方案的制定
在不同行業環境治理人才的需求下,高校應按照“在寬口徑專業內設置柔性專業方向”的原則,制定合適的培養方案,培養帶有自身特色的專業技術人才。
本校根據石油石化行業對人才素質的需求,探索和優化環境工程專業人才培養方案、理論課程體系與實踐課程體系,形成“重視基礎、強化實踐、突出特色”三大原則為基礎的環境工程專業培養方案。本專業從培養能夠從事環境工程有關的寬口徑“復合型”高級工程技術人才的目標定位出發,針對專業方向需要,培養方案精心安排了專業選修課程。在培養方案及專業選修課的設置方面,既要面向社會環保部門,又要突出石油石化領域環境工程的行業特色。
(三)培養方案的實施
1.加強基礎。學生應比較扎實地掌握環境工程學科的基礎理論、基本知識和技能。了解該學科前沿及發展趨勢,培養環境工程理論分析,實驗研究和解決工程實際問題的初步能力。
本校環境工程專業一向重視基礎教育,先后建成了《水處理工程》《環境監測》《物理化學》等校級及國家級精品課程。在本科教學評估中,基礎教育環節得到了評估組專家的一致好評。
2.依托優勢學科,優化課程設置。課程體系在人才培養計劃中占有極其重要的地位。專業課程設置既要服從專業人才培養規格的總體要求,又要考慮學校自身的優勢學科,培養具有特色專業知識的人才,增強市場競爭力。
本專業依托“環境化工”學科博士點、“環境科學與工程”學科碩士點、重質油國家重點實驗室、國家工科基礎課程化學教學基地、中國石油天然氣集團公司環境工程研究開發中心,加強學科建設,建成了一支師資力量雄厚的教學隊伍,承擔并完成了一批國家自然科學基金、國家863項目和中石油創新基金等省部級科研課題,形成了較強的學科優勢。
在專業基礎課程和專業課程的課堂教學、實驗教學、課程設計、綜合大實驗以及在畢業設計中,教學內容涵蓋了石油勘探過程、石油開發過程和石油加工過程等背景知識和對環境工程技術的需求。同時,教師及時地將科研項目中的成功案例編寫進教材或講義中、將科研成果帶進課堂教學,提高了教學水平。
3.培養工程實踐能力。實踐和實踐教學是獲取新知識的源泉,是知識與能力、理論與實踐、學與用相結合的關鍵,是訓練技能、培養創新意識的重要手段,在環境工程專業教學體系中占有重要位置。
本校依托校內外各類實踐、實習基地等培養工程實踐能力的教學實驗資源,根據本專業的培養方案,以培養德才兼備型人才為目標,以重視理論基礎、強化實踐能力和突出石油特色為原則,以石油石化和地方環保為背景構建產學研相結合培養模式,創造了培養工程實踐能力的條件。
(1)“211工程”建設和中國石油天然氣集團公司環境工程研究開發中心為培養工程實踐能力提供了良好的實驗資源。自啟動“211工程”建設和中國石油天然氣集團公司環境工程研究開發中心建設以來,充分利用學校為環境工程專業實驗室累計投入近500萬元的建設經費,創建了獨具工程或接近工程特點的實驗條件和研究場所,總面積約達1300平方米。其中最具特色的有:①水處理工程實驗室,包括石油石化污水處理及回用的實驗裝置等,可進行油田開發、石油煉制過程中排放污水的處理及資源化利用的實驗與研究;②惡臭污染控制實驗室,包括多組分動態配氣系統、動態嗅覺檢測儀、惡臭污染評估及控制系統;③環境微生物實驗室,針對油田開發過程中落地油污染土壤的問題,篩選高效石油降解菌群,構建石油污染土壤微生物修復技術;④環境監測實驗室,包括煉化廢水中難降解有機污染物分析監測技術、石油污染土壤中石油組分監測技術、石油煉化企業中揮發性有機污染物監測分析的實驗與研究;⑤固體廢物資源化利用實驗室,可進行油田開發及石油煉制過程中產生的“三泥”進行控制及資源化利用的實驗與研究。所有這些實驗室及設備,工程實踐性強,可達到與生產企業的情況接近或一致,為保障訓練學生工程實踐能力提供了實驗平臺。
(2)完整的工程實踐能力培養體系。通過學校、企業、科研院所和相關部門的緊密結合,根據石油石化行業對環境工程專業人才素質的要求,創新和優化環境工程專業人才培養實踐課程和環節的結構體系,做到了“工程實踐四年不斷線”。
一年級學生進入基礎性實驗室,結合無機及分析化學、有機化學等課程的學習,在公共基礎實驗平臺開展實驗技能訓練;二年級學生進入專業基礎實驗室,開展環境化學等專業基礎實驗技能訓練,鼓勵學生參加實驗技能競賽,提高學生的實驗和實踐技能;三年級學生進入學科專業實驗室和研究性實驗室,并開展課程設計等綜合實驗,通過認識實習提高實踐能力;四年級學生進入專業課學習,通過專業綜合大實驗、校外生產實習、理論聯系實踐的畢業設計等環節,提高學生工程實踐能力。
總之,實現了四年內工程實踐能力培養專業實踐訓練不間斷、應用能力培養不斷線,依托中國石油大學半個世紀以來在石油石化行業中形成的地位優勢,使本專業的工程實踐能力培養與石油石化企業緊密結合,形成了有效的工程實踐訓練的產學研鏈。
(3)創建了因材施教的平臺,實現因材施教的教育原則。在專業教學過程中,根據學生的實際情況,創建了因材施教的平臺,具體措施是:對于成績優秀的學生,實行優異生導師制,安排碩士生導師進行指導,讓學生參與科研過程,激發學習興趣;對于動手能力強的學生,安排其進入實驗室,參與實驗室的建設,為學生提供培養實踐動手能力的機會;對于創新能力強的學生,鼓勵并引導其參加國家大學生創新試驗計劃等競賽活動,指導其進行發明創新,并申請專利。對于基礎較差的學生,安排專業教師在課程教學過程中,實行一幫一制度,力求做到學困生不掉隊。通過上述措施,實現了因材施教的辦學理念,獲得了良好的教學效果。近幾年來,共有55人次獲得科技獎勵,有十幾名學生獲得了社會實踐方面的獎勵。
(四)培養模式
根據本專業的培養方案,建立石大科技集團煉油廠、勝利油田稠油廠、勝利油田東辛采油廠、齊魯石化公司、中國石化青島煉化公司等認識實習和生產實習基地,并在實習過程中聘請石油石化行業專家作專題講座。全國大學生化學實驗大賽、國家大學生創新實驗等成為大學生科技創新活動的重要平臺,構成了有效地產、學、研相結合培養學生工程實踐能力模式。
四、特色人才培養的成效
無論是過去計劃分配,還是現在的自主擇業,本校環境工程專業畢業生就業率達到90%以上,主要就業方向為石油、化工企業環境管理部門、環保企業以及政府事業和研究機構,有些已成為該行業的環境工程領域中高級專家和技術骨干,就業形勢較為樂觀。
“環境工程”作為環境科學與工程領域的一個重要本科專業,與目前我校許多石油主干專業相比,它面向石油石化行業以外的社會環保部門和研究單位就業適應的面要寬得多,尤其是隨著我國可持續發展戰略、節能減排戰略的實施,對環境工程專業的畢業生需求量不斷擴大。不僅如此,在石油石化領域,隨著我國石油石化工業現代化進程的加快,尤其是隨著“綠色油田”的建設與發展,大量的環境保護和節能減排技術在石油鉆井、采油、油氣集輸、油氣加工等領域獲得了十分深入而廣泛的應用,并且已經獲得了巨大的經濟效益。因此,迫切需要本專業畢業生能將環境工程方面的專業知識與石油石化行業的應用相結合,使本學科培養的畢業生在知識結構上既兼顧面向社會,又具有自己的“油味”特色。本專業的這種“雙重面向”特色化建設,對于提升本學科畢業生的就業適應面和競爭力具有重要的現實意義,也是我校作為石油高等學府對于石油工業發展所肩負的責任。
五、專業需求及前景
隨著中國資源與能源短缺問題的加劇,社會經濟發展導致的人們對生活環境要求的提高,解決人與環境之間矛盾問題包括環境治理行業將會逐步實現快速發展,特別是國家能源戰略的重大調整,如倡導節能減排、新能源開發,進一步推動了對環境工程專業領域的人才需求。
與環境工程專業密切相關聯的產業是被稱之為“朝陽產業”的“環保產業”。隨著我國政府GDP中用于環保比例的逐漸增加以及減排目標要求的提高,國家、社會投入到環保產業的資金將逐漸增加,企業投入到污染源治理的費用也將逐步增加,因此污染治理這個行業必不可少,環保產業的發展將進入快速增長階段。
環境工程專業10年以前就被提出是“未來人力資源短缺十大職業之一”。目前的調查結果表明,與往年相比,2010年環境工程專業畢業生的就業形勢明顯樂觀,目前民營環保企業和國有大中型企業環保部門開始招聘環境工程專業畢業生。隨著經濟的發展和環保投入的增加,環境工程專業學生的需求將出現上升的勢頭。可以預見,在未來較長一段時間內,對環境工程專業的人才需求將會不斷增加,專業發展前景廣闊。
參考文獻:
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