智能自动化促进工业节能、降耗、减排

“信息化与工业化两化融合研究与应用”丛书序

引言

第一篇工业化、智能自动化与节能、降耗、减排

第1章人类社会文明的发展进程与工业化、智能自动化3

1.1原始化与原始文明3

1.2农业化与农业文明4

1.3工业化与工业文明5

1.4信息化与生态文明7

1.4.1信息化发展和未来经济模式的几种提法7

1.4.2信息化核心技术发展的新趋势9

1.4.3可能引发的经济和社会的重大变革19

第2章工业化进程中孕育和促进智能自动化的发展22

2.1智能自动化是自动化发展的高级层次22

2.2国内外智能自动化技术的发展历程23

2.2.1离散工业智能自动化的发展23

2.2.2流程工业智能自动化的发展35

2.3智能自动化在工业化进程中的重大作用39

第3章工业化的高度发展引发能源、资源、环境的严重问题及对策41

3.1当前资源、环境因素与经济社会发展面临的严重问题41

3.1.1工业化的高度发展引发的严重问题41

3.1.2以传统增长模式为核心的经济发展体系的生态缺陷41

3.2我国资源、环境与经济社会发展关系走过的历程42

3.3人类经济社会与自然生态环境系统的和谐相容、统一共处43

3.4我国能源、资源、环境因素与低碳经济发展的关联与比较44

3.4.1经济与社会发展水平比较44

3.4.2能源结构与能源经济效率比较45

3.5改善能源、资源、环境严重问题的对策——建设生态文明46

3.5.1建设生态文明46

3.5.2大力发展循环经济和清洁生产47

3.5.3对工业产品进行全生命周期分析和管理50

3.5.4建立生态工业园区，实现产业间生态链接51

3.5.5大力发展智能自动化技术，推进工业过程节能降耗减排53

第4章我国工业节能降耗减排的现状、迫切需求和严峻形势55

4.1我国工业节能降耗减排的现状55

4.1.1我国能源总量55

4.1.2我国是世界上第一大能源生产和消费国55

4.1.3我国能源利用效率较低56

4.1.4我国的能源结构分布57

4.1.5我国工业节能降耗减排的发展现状59

4.2“十一五”以来我国节能减排的回顾65

4.2.1节能减排取得显著成效65

4.2.2淘汰落后产能成效显著66

4.2.3十大重点节能工程取得积极进展67

4.2.4节能服务产业快速发展68

4.2.5“节能产品惠民工程”取得明显成效68

4.3“十二五”期间我国节能、降耗、减排的严峻形势和迫切需求69

4.3.1节能、降耗、减排的主要目标与基本思路69

4.3.2我国节能、降耗、减排的严峻形势70

4.3.3节能、降耗、减排的压力及难度71

第5章智能自动化与工业节能、降耗、减排72

5.1智能自动化技术在工业企业的节能、降耗、减排中的重要作用72

5.2促进节能、降耗和减排的智能自动化关键共性技术76

5.2.1先进检测技术与装置76

5.2.2专用控制装置76

5.2.3先进控制与优化技术76

5.2.4生产执行系统78

5.2.5全流程能量管理系统78

5.3智能自动化促进工业节能、降耗、减排的一些解决方案78

5.3.1流程工业的智能自动化与节能、降耗、减排78

5.3.2智能自动化促进石化行业节能、降耗、减排的解决方案81

5.3.3智能自动化促进化工行业节能、降耗、减排的解决方案84

5.3.4智能自动化促进钢铁行业节能、降耗、减排的解决方案87

5.3.5智能自动化促进有色金属行业节能、降耗、减排的解决方案94

5.3.6智能自动化促进建材行业节能、降耗、减排的解决方案101

5.3.7智能自动化促进火电行业节能、降耗、减排的解决方案105

5.3.8智能自动化促进生物制药行业节能、降耗、减排的解决方案107

5.3.9智能自动化促进印染行业节能、降耗、减排的解决方案112

5.3.10智能自动化促进造纸行业节能、降耗、减排的解决方案119

参考文献127

第二篇重点行业节能、降耗、减排的工业自动化关键应用技术

第1章智能自动化促进石化行业节能、降耗、减排131

1.1石化行业节能、降耗、减排的发展现状131

1.1.1炼油行业节能、降耗、减排现状分析134

1.1.2乙烯行业节能、降耗、减排现状分析140

1.1.3芳烃行业节能、降耗、减排现状分析145

1.1.4PTA行业节能、降耗、减排现状分析147

1.2国内石化行业自动化技术应用情况150

1.2.1先进控制150

1.2.2运行优化151

1.2.3调度与决策151

1.2.4信息集成152

1.3智能自动化技术在石化行业的应用案例152

1.3.1炼油行业先进控制与运行优化技术152

1.3.2芳烃行业流程模拟与运行优化技术160

1.3.3乙烯行业先进控制与运行优化技术165

1.3.4PTA行业流程模拟与优化控制技术177

1.4石化行业智能自动化技术发展瓶颈187

1.5石化行业智能自动化前沿技术188

参考文献189

第2章智能自动化促进化工行业节能、降耗、减排192

2.1引言192

2.2化工行业节能、降耗、减排的发展现状193

2.2.1煤化工行业节能、降耗、减排现状分析193

2.2.2合成氨行业节能、降耗、减排现状分析195

2.2.3尿素行业节能、降耗、减排现状分析197

2.2.4制碱行业节能、降耗、减排现状分析199

2.2.5氯乙烯行业节能、降耗、减排现状分析203

2.3国内化工行业自动化技术的应用情况209

2.3.1仪表检测与DCS应用209

2.3.2过程建模214

2.3.3先进控制216

2.3.4运行优化218

2.3.5智能控制219

2.3.6信息集成220

2.4智能自动化技术在化工行业的典型应用案例220

2.4.1煤化工行业应用案例220

2.4.2合成氨行业应用案例226

2.4.3国产自动化成套控制系统在大型尿素装置中的应用案例231

2.4.4先进控制技术提升制碱行业水平的应用案例237

2.4.5模拟与优化控制技术在氯乙烯行业中的应用案例239

2.5化工行业节能降耗减排的瓶颈问题及其智能自动化前沿技术244

2.5.1煤化工行业瓶颈问题与前沿技术244

2.5.2合成氨行业瓶颈问题与前沿技术245

2.5.3尿素行业瓶颈问题与前沿技术246

2.5.4制碱行业瓶颈问题与前沿技术246

2.5.5氯乙烯行业瓶颈问题与前沿技术247

参考文献248

第3章智能自动化促进钢铁行业节能、降耗、减排251

3.1钢铁行业节能、降耗、减排的重要性251

3.1.1钢铁行业面临的挑战251

3.1.2解决节能、降耗、减排问题的迫切性253

3.1.3国内外同类装置物耗、能耗、排放水平的比较253

3.2智能自动化与钢铁行业物耗、能耗、排放256

3.3钢铁行业自动化技术应用现状257

3.3.1过程控制和优化257

3.3.2生产管理控制260

3.3.3企业级信息化261

3.4智能自动化技术促进节能、降耗、减排的成功案例261

3.4.1大型焦炉炼焦生产过程智能优化控制系统261

3.4.2550m2烧结机智能闭环控制系统270

3.4.3操作平台型高炉专家系统283

3.4.4高炉煤气余压能源回收装置优化控制系统295

3.4.5冶金电炉智能控制系统299

3.4.6连续铸钢过程模型和优化控制系统304

3.4.71880mm热轧关键工艺控制及模型技术311

3.4.8冷轧板形多目标协调优化控制系统326

3.5钢铁行业智能自动化技术需求与前沿技术分析333

3.5.1技术需求333

3.5.2前沿技术分析334

参考文献335

第4章智能自动化促进有色金属行业节能、降耗、减排340

4.1有色金属行业节能、降耗、减排的重要性340

4.1.1我国有色金属工业的战略地位及发展趋势340

4.1.2我国有色金属工业发展受到的严重制约341

4.1.3我国有色金属工业发展的转折点和分水岭342

4.1.4有色金属行业的可持续发展对工业自动化提出的新要求343

4.2有色冶金过程高能耗、高污染和高排放的原因分析343

4.3国内外技术现状345

4.3.1过程建模技术345

4.3.2在线检测技术346

4.3.3过程优化控制技术347

4.3.4铜材和铝材的加工自动化技术348

4.4智能自动化促进有色冶金节能、降耗、减排案例分析356

4.4.1选矿自动化356

4.4.2铅锌冶炼生产过程智能优化控制366

4.4.3铜冶炼生产全流程综合自动化关键技术及应用378

4.4.4镍冶炼过程自动化395

4.4.5氧化铝生产过程优化控制400

4.4.6铝电解低电压高效节能控制技术423

4.4.7大型高强度铝合金构件制备重大装备智能控制技术430

4.4.8氧化镁生产智能自动化442

4.4.9稀土萃取分离过程自动化449

4.5前沿技术和展望455

4.5.1恶劣环境下的工艺指标在线分析与检测技术455

4.5.2现代有色冶金体系反应器建模与全信息流程模拟技术456

4.5.3现代有色冶金绿色生产的综合优化控制技术457

4.5.4有色冶金过程污染物防治的自动化关键技术458

参考文献458

第5章智能自动化促进建材行业节能、降耗、减排465

5.1建材行业近年来取得的成就465

5.2建材行业节能降耗减排的迫切性及面临的挑战467

5.2.1建材行业节能降耗减排的迫切性467

5.2.2建材行业节能降耗减排面临的挑战470

5.3智能自动化技术在建材行业节能降耗减排中的应用概述472

5.3.1智能自动化技术在水泥行业中的应用概况473

5.3.2智能自动化技术在平板玻璃行业中的应用概况478

5.3.3智能自动化技术在建筑卫生陶瓷行业中的应用概况481

5.4智能自动化技术在建材行业的应用案例481

5.4.1智能自动化技术在水泥行业中的应用案例481

5.4.2智能自动化技术在平板玻璃生产过程中的应用案例499

5.4.3智能自动化技术在陶瓷行业中的应用案例509

5.5智能自动化技术在我国建材行业应用推广面临的瓶颈和解决

对策512

5.6面向建材行业节能降耗减排的智能自动化技术未来发展趋势515

5.6.1面向建材行业极端生产环境下新型检测技术和装置515

5.6.2面向建材生产全流程的智能控制与操作优化技术和系统515

5.6.3面向建材生产全流程的智能综合模拟技术516

参考文献516

第6章智能自动化促进火电行业节能、降耗、减排519

6.1引言519

6.2我国发电工业节能降耗减排的发展现状523

6.2.1电力工业发展回顾和节能减排情况分析524

6.2.2火电行业的能耗和污染排放统计与分析529

6.2.3火电行业节能降耗减排的潜力分析与措施535

6.3火电行业自动化技术的发展及其现状545

6.3.1火电行业自动化系统的概述和组成545

6.3.2火电行业的DCS应用情况546

6.3.3常规控制调节系统运行现状分析553

6.3.4国内外控制系统节能降耗优化应用现状分析560

6.4节能、减排与降耗智能自动化技术的典型案例分析575

6.4.1先进控制在中石化上海石化热电部的应用575

6.4.2优化控制技术在神华国华电力的应用584

6.5智能自动化技术促进火电行业节能、降耗、减排的前沿技术594

6.5.1过程参数在线测量与检测新技术594

6.5.2超超临界机组的高端控制601

6.5.3适合我国燃煤发电的高效低排放优化控制技术606

6.5.4电网和电厂的协调节能优化613

6.5.5提高机组运行可靠性的程控与诊断技术615

参考文献616

索引620