第一篇 工业化、智能自动化与节能、降耗、减排 3
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 131
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
1.1.4 PTA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
1.3.4 PTA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
3.4.2 550m2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
3.4.7 1880mm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