能源形势及工业中的热能综合利用与节能技术

能源形势及

工业中的热能综合利用

与节能技术沈胜强大连理工大学能源与动力学院提纲一、世界能源总体情况二、两大热点问题对世界能源形势的影响三、世界能源的发展前景四、中国能源概况五、工业热能综合利用与节能六、能动学院简介七、海水淡化基础一、世界能源总体情况当前世界能源的总体情况SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@能源供需关系总体紧张各类能源的储量和生产现状能源消费强劲增长及油价的上升趋势世界大部分的能源资源被西方国家控制能源供需关系总体紧张SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@能源增长缓慢局部战争气候变化能源消费快速增长自然灾害各类能源的储量和生产现状:能源生产SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@1986年为7272.7百万吨原油当量,2011年为12274.2百万吨原油当量，增加68.8%各类能源的储量和生产现状沈胜强zzbshen@SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology2011化石能源储量开采比各类能源的储量和生产现状SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@石油产量反降为升主要来自:美国中国俄罗斯OPEC石油贸易量缓慢回升:

俄罗斯出口增长中东出口增长各类能源的储量和生产现状SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@非常规天然气占总量一半天然气发展引人瞩目面临环境安全方面的质疑各地区发展差异大分布更为分散能源消费强劲增长及油价的上升趋势SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@金融资本炒作石油供应紧张美元贬值油价上升部分产油国震荡世界大部分的能源资源被西方国家控制SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@非洲石油丰富缺资金缺技术继中东后落入西方控制如尼日利亚二、两大热点问题

对世界能源形势的影响西亚北非动荡对世界能源形势的影响日本核事故对国际核能生产的影响西亚北非动荡对世界能源形势的影响SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@“阿拉伯之春”横扫西亚北非利比亚战争巴林、阿曼、沙特动乱叙利亚内战阿尔及利亚动乱战争中损失的石油设施西亚北非动荡对世界能源形势的影响SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@两大海峡的安宁与畅通对国际石油运输影响深远欧洲36%的原油输入经过苏伊士运河全世界石油贸易量的的40%经由霍尔木兹海峡输出日本核事故对国际核能生产的影响SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@日本核事故来势汹汹核事故的直接原因：设计缺陷核事故的根本原因：缺乏独立监管的应急机制日本核事故对国际核能生产的影响SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@日本零核电政策欧盟压力测试亚洲冻结核电规划韩国的核政策不变多国核政策更谨慎三、世界能源的发展前景石油价格上涨压力仍然存在天然气发展前景看好将在全球能源供应中发挥更重要的作用核能产业可能需要5-10年才能逐步恢复南海和北极可能成为未来能源争夺的热点区域石油价格上涨压力仍然存在SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@短期面临许多不确定因素产业投资前景不明长期看供需矛盾仍然存在中东北非局势不定天然气发展前景看好将在全球能源

供应中发挥更重要的作用SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@非传统天然气开发迅速与石油相比相对低廉成本效益优于其它能源清洁度高利于环境保护核能产业

可能需要5-10年才能逐步恢复SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@降低核能发展预期化石燃料需求增加能源安全担忧更甚可能带来严重后果未来核能仍具有一定吸引力南海和北极

可能成为未来能源争夺的热点区域SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@北极能源战四、中国能源概况世界人均能耗分布图China:1.5~3.0Toe/capita1Toe=1.429Tce中国石油消耗量与世界对比中国煤炭消耗量与世界对比中国煤炭的生产与消耗中国石油的生产与消耗中国能耗变化图中国能源消费构成中国能源利用水平中国的能源利用率为34%，相当于发达国家二十年前水平，比当前发达国家低十个百分点；我国能源消费强度远高于发达国家和世界平均水平，约为美国的3倍，日本的7倍；单位产值能耗是世界上最高的国家之一，每公斤标准煤创造的GDP仅为0.36美元，而日本为5.58美元，约是我国的15倍，世界均值为1.86美元。五、工业热能综合利用与节能热能综合利用的理论基础热力学第一定律

即能量守恒定律：ΔU=Q+W

热效率=利用能量/输入能量=（输入能量-损失能量）/输入能量热力学第二定律热不可能自发地、不付代价地从低温热源传至高温热源。不可逆热力过程中熵的增量总是大于零：

ΔS>0可用能及可用能效率SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@热能综合利用与节能（减少转换环节损失）计算分析：以传热过程为例能量平衡：高温物体失去的热量：低温物体得到的热量：

传热造成的损失为：降低传热温差节能SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@热力学理论的应用效率：能量转换过程完善度的标志热效率：评价能量的利用率效率：热功转换过程能量利用完善度如何使用能源效率要依据能量消耗场合能源生命周期利用率概念SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@热能综合利用示范热电联产

发电厂既生产电能，又利用汽轮机作过功的蒸汽对用户供热的生产方式,较之分别生产电、热能方式节约燃料。

水电联产

发电与海水淡化一体设计联合运行，包括发电与蒸馏联合，发电与反渗透联合。

SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@热能综合利用示范汽化冷却

对于同一冷却系统，用汽化冷却所需的水量仅为温升为10℃时水冷却水量的2％，且少用90％的补充水量，汽化冷却所产生的蒸汽还可以利用。蒸汽喷射式热泵蒸汽喷射式汽-水换热器SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@节能技术开发与应用冷凝水回收高效换热余热回收SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@六、能动学院简介沈胜强zzbshen@SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology能源与动力学院介绍

海洋能源利用与节能教育部重点实验室辽宁省内燃机重点实验室辽宁省海水淡化重点实验室动力机械及工程国家重点学科辽宁省工业节能技术服务中心大连市热能综合利用工程实验室动力工程及工程热物理博士后流动站、一级博士点教职员工85人，教师75人教授20人，副教授32人沈胜强zzbshen@SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology能源与动力学院主要研究方向水电联产与海水淡化工业蒸汽系统节能技术高效换热设备蓄热与蓄冷技术燃烧过程分析模拟动力机械过程分析与模拟复杂流场分析与模拟新能源技术研究-水合物，生物质能，太阳能，风能，潮汐能、燃料电池等沈胜强zzbshen@SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology超音速喷射中的特殊物理现象研究

国家自然科学基金项目（50576007）沈胜强zzbshen@SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology液滴撞击固体表面的动力学过程研究

国家自然科学基金项目（50976016）沈胜强zzbshen@SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology蒸发器内的蒸发与凝结传热沈胜强zzbshen@SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology横管降膜蒸发与管内凝结传热系数实验装置七、海水淡化基础沈胜强zzbshen@SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology世界水储量分布类型面积/万km2水量万km3比例%海洋3613013380096.54地下134802340/10531.69/0.76冰川雪盖172324061.74湖泊207/12417.6/9.1.0127/.0066沼泽2681.147.0008河床148/800.212.0002其他：土壤水，永冻土底水，生物水，大气水总量51000138598/3503100/2.53沈胜强zzbshen@SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology中国水资源状况水资源总量2.81万亿m3，居世界第6位人均水资源量为世界人均的1/4，列121位水分布严重不均：北方耕地面积占59%，人口占44.3%，水资源占14.7%全国600多个城市中，400多个供水不足，其中110多个严重缺水，多数在北方和沿海全国城市正常年份缺水60亿立方米，日缺水量达1600万立方米

湖泊污染！湿地消失！河流断流！地下水位下降！土地盐碱化！沈胜强zzbshen@SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology为什么要海水淡化全球性的淡水资源的严重短缺丰富的海水资源沿海地区水资源的严重短缺沿海地区对淡水的巨大需求船舶、海岛对淡水的需求内陆地区的苦咸水利用海水淡化技术热分离膜分离化学分离蒸馏冷冻MSFMEDLT-MEDTVC-MEDMVC加湿-去湿直接/间接冷冻水合物反渗透电渗析溶剂萃取离子交换水合物沈胜强zzbshen@SchoolofEnergyandPowerEngineeringDalianUniversityofTechnology沈胜强zzbshen@SchoolofEnergy