耐火材料与燃烧概论

7.8
167800
67.1
22.7
2.8
7.4
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11.1.2.3 能源技术水平不断提高，但与国际先进水平仍有差距 (1) 煤炭工业。已具备设计、建设、装备及管理千万吨级露天煤矿和大
中型矿区的能力，综合机械化采煤等现代化成套设备广泛使用，拥有了 一批世界先进水平的大型煤矿。但从国际比较看，我国多数煤矿规模小、 生产技术水平低、装备差、效率不高。2003年我国平均单井产量约6万 吨,采煤机械化程度仅45%，远低于国际先进水平。
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(3) 石油天然气工业。建立了从科学研究、勘探开发、地面工程建设 到装备制造的完整体系，复杂断块勘探开发、提高油田采收率等技术达 到国际领先水平。同时，我国石油天然气技术发展也面临着严重挑战： 近些年来，石油地质理论一直没有大的突破，地球物理勘探技术还不适 应复杂地区、南方海相地层和深海勘探需要，亟待理论发展和技术创新。
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(2) 电力工业。总体装备水平进步很快。300、600MW等级大型机组 正在成为发电装备的主力军，水电设备达到国际先进水平。形成了区域 电网为主，比较完备的500kV和330kV主网架750 kV示范工程启动， 电网运行基本实现了自动化、现代化管理；电网发展进入大规模跨区送 电和全国联网的新阶段，并向高效、环保、安全、经济的更高目标迈进。 全 国 供 电 标 准 煤 耗 从 1978 年 的 471g/(kW·h) 下 降 到 2003 年 的 381g/(kW·h)。我国制造600MW及以下常规燃煤发电设备的性能价 格比具有明显的国际竞争优势。但另一方面，我国电力工业还存在着关 键技术设备自主开发生产能力弱等问题。清洁煤发电、核电、大型超 （超）临界机组、大型燃气轮机、大型抽水蓄能电站和高压直流输电设 备技术开发和设备生产与国际先进水平还有相当差距。
在电力结构方面，水电占有一定比例，可开发潜力还很大；核电比 重过小；燃气电站刚刚起步。同时，受天然气价格制约，竞争力不高； 采用清洁煤技术的发电装机在煤电中的比例很小；风能、太阳能等新能 源发电存在成本高、技术特性差等问题，大规模开发利用需要强有力的 组织规划和政策支持。
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年份
(4) 新能源与可再生能源。目前，我国在小水电设计、施工、管理和 设备制造方面处于国际先进水平。但在风力发电、太阳能发电等具有大 规模开发利用潜力的新能源和可再生能源技术方面，我国与世界先进水 平 差 距很 大 。 目 前世 界风 力 发电 的主 力 机型 为 1000 ～ 2000kW ， 4000kW以上风电机组己在试运行，而我国刚刚掌握单机容量750kW 及以下风电机组的制造技术。另外，世界主要国家都在抓紧研究有可能 成为新一代主力能源技术的氢能技术、天然气水合物开发技术和核聚变 发电技术等，我国在此方面的重视程度和投入力度相对不够。
第11章 燃料
11.1 概述
凡是在燃烧时能够放出大量的热，并且此热量能够经济地利用在工 业和其他方面的物质统称为燃料。
燃料按其物态可分为气体燃料、液体燃料和固体燃料，按燃料获 得的方法可分为天然燃料和人造燃料。表11-1给出了燃料的一般分 类。
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燃料物态 固体燃料 气体燃料 液体燃料
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11.1.2.4 能源体制改革取得突破性进展，但体制约束尚未完全消除
煤炭生产、销售已全面市场化，煤炭价格基本取决于市场供求状况。 石油天然气行业已形成了几个上下游、内外贸一体化的大型企业集团。 国家战略石油储备等石油安全保障体系和应急机制建设已起步。电力体 制改革方面，明确了改革的总体目标是“打破垄断，引入竞争，提高效 率，降低成本，健全电价机制，优化资源配置，促进电力发展推进全国 联网，构建政府监管下政企分开、公平竞争、开放有序、健康发展的电 力市场体系”；提出了厂网分开、重组国有电力资产，组建电网、发电 公司及竞价上网、实行电价新机制等改革方案。根据“总体设计，分步 实施，积极稳妥，配套推进”和“先主后辅，先上后下，先易后难”的 原则，2002年底，国家电力监管委员会、两大电网公司、5个发电集团 和4个辅业公司相继成立，标志着厂网分开在中央层面的改革基本完成。
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11.1.2.5 能源可持续发展逐步受到重视，能源与资源、环境和社会发展的 矛盾日益突出
随着我国经济社会发展水平的提高，能源可持续发展问题受到政府和 社会各界的普遍关注。加强环境保护已作为中国能源发展的重要政策目标。 在相关政策指导下，我国在实施能源可持续发展方面采取了一系列重大行 动，取得了显著的成绩。以电力工业为例，从上世纪80年代初即开始实 施控制烟尘排放措施，20多年来，尽管火电装机大大增加，但目前电厂 烟尘排放总量仍基本维持在1980年水平，电厂粉煤灰利用率超过50%。 但与世界发达国家比较，我国能源可持续发展还有很多问题。主要表现在 几个方面：一是能源开发利用技术落后仍是造成环境污染的重要因素；二 是资源利用率、损失浪费严重；三是能源生产安全形势严峻。
ห้องสมุดไป่ตู้− −
1979年消 耗量(%)1 (×1018 J)
50(16)2 140(42)
− − 70(22) 10(3) − 50(16) 320(100)
2000年消耗 量(%)
(×1018 J)
80(13) −
190(21) −
150(25) 100(16)
− 90(15) 610(100)
可能使 用时间 （年）
74.2
19.0
2.0
4.8
129034
75.3
16.6
1.9
6.2
132616
75.2
17.0
2.0
5.8
132410
74.1
17.3
2.1
6.5
124250
71.9
18.5
2.5
7.1
109126
68.3
21.0
3.1
7.6
106988
66.6
21.8
3.4
8.2
120900
68.6
19.4
3.3
60 30 60 − 280 1100 − − −
*1 假定2000年以前每年增长2.9%； *2 括号内数字为该种燃料占总的燃料量的百分比
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11.1.2 我国能源工业现状和能源政策
11.1.2.1 能源产量迅速增长，但需求压力依然很大 经建国后50多年特别是改革开放以来20多年的持续努力，我国能源
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目前，电力体制改革正稳步推进，电价机制和电力项目审批制度改 革也在积极进行中。政府宏观调控，企业自主经营、适度竞争，市场在 资源配置中起基础性作用的新型能源工业体制正逐步形成。但也必须清 醒地认识到，我国能源体制约束尚未完全消除，许多工作需要进一步深 入。煤炭工业体制存在的问题，一是企业机制转换滞后、不适应建立社 会主义市场经济体制的要求，主要表现在产业集中度低、社会负担沉重、 大多数企业竞争力不强；二是煤炭流通的市场化体制尚未建立，铁路运 输改革、建立煤炭交易市场等配套改革滞后；三是宏观管理体制不健全， 支持煤炭企业优胜劣汰，鼓励优势煤炭企业跨区经营的体制环境没有完 全形成。石油天然气领域，油气资源市场准入，建设适应WTO要求的 原油、成品油和天然气市场体系及完善政府宏观调控与监管体系等方面 还有大量需要解决的问题。全面落实国务院发布的《电力体制改革方案》 还需要做大量艰苦细致的工作，付出较长时间的努力。
表11-1 燃料的一般分类
来
源
天然燃料
人造燃料
木材、煤、硫化矿、页岩等
木炭、焦炭、粉煤、块煤、硫 化精矿等
天然气
高炉煤气、发生炉煤气、沼气 、石油裂化气等
石油
汽油、煤油、重油、酒精等
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11.1.1 世界能源利用概况
在世界燃料构成中，各种燃料的使用比例是不断变化的。18世纪60 年代世界能源结构发生了第一次大转变，即从木材转向煤炭。到上个世 纪20年代世界能源发生第二次转变，即从煤炭转向石油和天然气。上世 纪50年代，煤一度成为燃料的主角，之后其所占比重日益下降，而石油 所占比重则日益增加。到80年代，石油已成为燃料中的主角。然而由于 现有能源的资源有限，特别是新的技术革命的兴起，促使新兴工业(电子 和电脑工业、空间工业、海洋和生物工程等)的蓬勃发展，将使世界能源 结构经历第三次大转变，即从油、气为主的能源系统转向可再生的、分 散的和多样化的能源。在表11-2给出了专家们对世界能源情况及可使用 年代的估计值。
74.6
17.5
1.8
6.1
138948
74.7
18.0
1.8
5.5
138173
71.5
20.4
1.7
6.2
132214
69.6
21.5
2.2
6.7
130119
68.0
23.2
2.2
6.6
130297
66.1
24.6
2.5
6.8
134914
65.3
24.3
2.7
7.7
148222
65.6
24.0
2.6
8.7
138369
71.2
17.3
3.1
8.4
160300
74.2
15.2
2.9
7.7
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11.1.2.2 能源结构逐步优化，结构调整任重道远 在我国一次能源消费中，煤炭消费比重由1990年的76.2%，下降到
2003年 的 67.1% ； 原油、 天 然 气 、水 电 等 的比重 分 别 由 1990 年 的 16.6% 、 2.1% 、 5.1% 提 高 到 2003 年 的 22.7% 、 2.8% 和 7.4%( 见 表 11-4),新能源和可再生能源开发进一步得到重视。在一次能源向二次能 源转换方面，电力用煤占国内煤炭消费的比例已从1990年的25%，上 升到2003年的53.5%。优质和清洁能源比重的增加，对改善我国能源 结构，提高能源利用效率、节约运力和减少环境污染做出了一定的贡献。
1980 1990 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
表11-4 我国一次能源消费总量和构成
能源生产总量 (万吨标准煤)
占能源生产总量的比例(%)
原煤
原油
天然气
水电
60275
72.2
20.7
3.1
4.0
98703
76.2
16.6
2.1
5.1
131176
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从改革开放到目前．我国能源供需变化大致可分为3个阶段：一是 1978～1996年，由于经济发展拉动能源消费迅速增长，能源短缺严重， 严重制约经济发展；第二阶段是1997～2000年，经济增长相对平缓， 能量消费总量不但没有增长反而呈逐年下降趋势。从1997年开始，我国 能源逐步进入买方市场，部分能源品种供应相对“过剩”，能源建设步 伐放慢；第三阶段始于2001年，当人们仍在探究“能源过剩”的原因时， 国内能源供求局势发生了转折性变化：能源消费量迅速增长，能源供求 再度全面紧张。以2003年为例，尽管国内能源生产和原油进口分别创造 了年均增长15.9%和31.3%的历史新高，但还不能满足快速增长的能源 需求。从未来发展看，据初步预测，2004～2020年我国能源需求量年 均增长速度约3.7%，增加能源供给的压力依然很大。
产量逐步增加，供需矛盾有所缓解(见表11-3)。2003年，我国一次能源 总产量16.03亿吨标准煤，约占全球能源生产总量的11%，是世界第三大 能源生产国，其中煤炭16.67亿吨，位居世界首位；原油1.7亿吨，是世 界第五大石油生产国；天然气350亿m3，居世界第17位；节水电2800亿 kW·h，居世界第4位。
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但与世界平均水平比较，我国一次能源消费结构中，煤炭比重过高， 多年来保持在65%以上。这种以煤为主的一次能源消费结构特点，造 成了环境污染严重、运输压力大和能源利用效率低等多方面的问题；同 时，也意味着如果煤炭利用技术没有重大突破，如果不能走出一条有别 于世界其他先进国家的独特能源发展道路，未来中国石油、天然气需求 将呈现较快的增长趋势。
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年份
1980 1990 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
表11-3 我国能源产量(万吨标准煤)及其构成
能源生产总量 (万吨标准煤)
占能源生产总量的比例(%)
原煤
原油
天然气
水电
63735
69.4
23.8
3.0
3.8
103922
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能源类型
天然气 石油
油页岩 沥青砂
煤 铀 增殖反应堆 可再生能源 世界总量
表11-2 世界能源状况
已探明储 存量
(×1018 J)
3000 4000 2000 3000 20000 11000 >1012
− −
最大储存 量
(×1018 J)
8000 20000 23000 10000 300000 3×108 >1017