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技术介绍

  • 分类:余热利用
  • 发布时间:2020-10-29 14:13:40
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一、节能减排背景

据国家专业数据统计,工业用电的能源消费量占全国能源消费总量的70%左右,工业企业是我国能源消费的大户,其中钢铁、有色、煤炭、电力、石油石化、化工、建材、纺织、造纸等九大重点耗能行业,其用电占整个工业用电的60%以上,但单位能耗平均却比国外先进水平高出40%。而在工业企业的各项成本中,电费已成为跟随原材料成本、人工成本之后的最大的成本,特别是在某些高耗能企业中,电费已成为最主要的成本。对大多数工业企业而言,电费也是未被企业控制的最后一项成本,许多企业由于管理、工艺、技术等各方面原因,用电利用效率普遍偏低,节能潜力巨大,因此通过管理和节能技术手段来降低电费支出、减少温室气体排放势在必行。

 “十三五2016-2021)是我国落实节约资源和保护环境的基本国策。是提高能源利用效率和改善生态环境质量,加快建设节约型社会的关键时期。确保完成十三五节能减排约束性目标,保障人民群众健康和经济社会可持续化发展,促进经济转型升级,需要全社会的共同努力,实现经济发展与环境改善双赢,为建设生态文明建设提供强有力的支撑。

 “十四五时期,我国总体上仍将处于工业化中后期,钢铁、石化化工等重点行业资源能源消费还将有一定增长,人民群众对绿色产品的需求也将进一步提升。我们要准确把握面临的新形势和新问题,按照制造强国建设战略部署,深化供给侧结构性改革,大力培育绿色新动能,推进绿色技术创新,将绿色变为我国工业发展底色。

在众多工业企业中,余热资源是普遍存在的,它包括高温废气余热、冷却介质余热、废气废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃气体废液和废料余热以及高压流体余压等七种。特别在热电厂、钢铁焦化、玻璃、合成氨、聚酯化纤、橡胶和多晶硅等工业领域等生产过程中,都存在丰富的余热资源,而充分利用这些余热资源是企业节能减排工作中的重点。

二、国家政策

 2021315日下午,国家主席习近平在中央财经委员会第九次会议上发表重要讲话强调,我国平台经济发展正处在关键时期,解决突出矛盾和实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,拿出抓铁有痕的劲头,力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策,事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。

十四五是碳达峰的关键期、窗口期,要重点做好以下几项工作。

要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。

要实施重点行业领域减污降碳行动,工业领域要推进绿色制造,建筑领域要提升节能标准,交通领域要加快形成绿色低碳运输方式。

要推动绿色低碳技术实现重大突破,抓紧部署低碳前沿技术研究,加快推广应用减污降碳技术,建立完善绿色低碳技术评估、交易体系和科技创新服务平台。

要完善绿色低碳政策和市场体系,完善能源双控制度,完善有利于绿色低碳发展的财税、价格、金融、土地、政府采购等政策,加快推进碳排放权交易,积极发展绿色金融。

要倡导绿色低碳生活,反对奢侈浪费,鼓励绿色出行,营造绿色低碳生活新时尚。

要提升生态碳汇能力,强化国土空间规划和用途管控,有效发挥森林、草原、湿地、海洋、土壤、冻土的固碳作用,提升生态系统碳汇增量。要加强应对气候变化国际合作,推进国际规则标准制定,建设绿色丝绸之路。

 “十四五规划中对工业节能提出相关要求:

1、大力推动工业节能技术改造。大力倡导绿色低碳的生产生活方式,鼓励企业引进先进适用节能新技术装备(产品),切实推动企业开展节能技术改造。

2、倡导循环经济促进产业转型升级。鼓励工业企业利用余压、余热回收等方式加快发展循环经济,通过开展节能专题调研活动,摸查具有潜力的绿色循环型企业,培育成为循环经济示范试点企业,带动我区企业做好节能工作。

3、积极推动重点企业开展清洁生产。强力推进企业自愿开展清洁生产。鼓励和支持企业采用先进工艺技术和装备,减少生产和服务过程中的能源消耗和污染物排放,真正实现清洁生产、高效生产。

三、工业节能技术介绍

1、工业智慧能源管理平台(能源可视化)

工业智慧能源管理平台通过多种数据采集及远程传输方式,对工业各类耗能(水、电、气、冷、暖)计量的基础上,采用各组态、GIS、自定义等形式,实现能耗监测、能量计费、设备监控、远程服务等功能。智慧能源管理平台六大功能:

工业总能耗可视化;能耗数据处理分析;设备实时动态监控;

分类计量收费管理;客户移动终端应用;分级授权管理。

2、工业余热利用技术:工业余热回收装置主要有以下几大类

一、吸收式热泵:也称增热型热泵,是利用少量的高温热源,提取低温热源的热量,产生大量能被利用的中温热能。即利用高温热能驱动,把低温热源的热能提高到中温,从而提高了热能的利用效率。

可利用热源:温度在10℃-70℃的废热水、液体或乏汽。

驱动热源:0.1-0.8MPa蒸汽、燃气、热水或高温烟气。

收益:可获得比废热热源温度高40℃左右,不超过100℃的热水。

制热能效比:1.6-2.4。

适用场所:用于热电厂冷却循环水预热,增大热电厂供热量,减少冷却循环水损失。

焦化工业余热用于夏季制冷、冬季供热,实现对焦化工艺与生活区余热资源全年的回收利用及整合。

烟气消白领域利用烟气冷凝过程中释放大量的冷凝热进行回收利用,即符合节能减排的政策要求又对余热进行再利用。

二、升温型热泵:是利用大量的中温热源产生少量能被利用的高温热能。即利用中温热能驱动,在采用低温冷却水的条件下,制取热量少于但温度高于中温热源的热量,将部分中热能转移到更高温位,从而提高了热源的利用品位。

可利用热源:温度在80℃以上的废热水、蒸汽、液体或乏汽。

收益:可获得比废热热源温度高40-80℃左右,不超过125℃的热水或蒸汽。制热能效比不高于0.5。

适用场所:可替代多晶硅行业空冷器,回收高温热水冷却的热量,转化为制造多晶硅过程中使用的高温蒸汽。

可利用石化行业高温物料冷却过程中产生的余热,制取高温蒸汽再利用到尾气脱硫工艺过程中。

利用焦化行业蒸氨塔蒸汽的汽化潜热,产生新鲜高压蒸汽,做到减少蒸氨系统能量输入,达到节能的目的。

利用煤化工行业生产工艺中高温物料冷却过程中产生的余热,制取高温蒸汽,供生产工艺使用。

3、工业能源综合利用---工业能源站

很多工业项目中,部分工艺有冷负荷需求,部分工艺有热负荷需求;同时工艺末端有大量的高热能废气、废水、炉渣等排放。我公司首创“工业能源站”技术,综合利用工厂废热能、空气能、太阳能等可再生能源,利用吸收、热泵、光伏发电、蓄能等技术,集中建造“工业能源站”,为工厂各种工艺过程提供冷却、加热、制冷、供暖、热水、空气处理、发电等功能,真正实现工业能源循环高效利用,既节能降耗,又能有效降低碳排放,符合国家“双碳”战略政策。

“工业能源站”一般分为以下两种;第一种是指将冷/暖/热系统以小规模、小容量、模块化、分散式的方式直接安装在工厂使用端,可独立输出冷、暖、热的系统。能源包括太阳能利用、空气能能利用、余热能利用等形式。第二种是集中设置“能源站”,使用管道或者风管,输送至各个生产工艺车间。“能源站”将光伏发电、热力、制冷与蓄能技术结合,以直接满足用户多种需求,实现能源梯级高效利用,可独立运营,也可通过公用能源供应系统提供支持和补充,实现资源利用最大化。“工业能源站”适合食物发酵、医药生产、板材生产、食品烘干、玻璃生产、橡胶生产等产业,节能前景十分广阔。

4、工业冷却塔节水消雾技术

在我国人均水资源量只相当干世界人均量的1/4,约1/3的人口生活在缺水地区,尤其是北方的一些城市已出现严重的缺水情况,水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。纺织、石油化工、造纸、冶金及火力发电,供暖等由于大量使用湿式冷却塔同属高耗水行业。湿式冷却塔除了有水损失量大之缺点外在冷却塔出口处的大量水雾还会带来水雾污染等,而节水环保型冷却塔可以很好的解决这个问题,节水型冷却塔通过对逆流冷却塔进行改进,即在收水器上部设置干式换热器,在塔侧壁开设专用空气引风口,利用这股空气对循环水在换热器中进行预降温,换热器分担部分冷却任务,以减小填料层的冷却负荷,即减小水的蒸发量,从而达到节水目的。并且,由于在收水器上方设置了干式换热器,从收水器上来的经过填料层的高温近饱和湿空气,要与从换热器出来的温度高而相对湿度低的空气混合,然后再从风机排出。此时排出的气体与普通纯湿式冷却塔排出的气体相比,其相对湿度以及露点要小很多,从而可大大降低产生水雾的可能性以及产生水雾时析出的水量从而减小水雾污染。

5、基于互联网的智慧型自控系统

随着变频技术的日益成熟,利用互联网技术、变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合,构成智慧型高效自动控制系统,自动调节水泵的输出流量;采用变频调速技术不仅能使室温维持在所期望的状态,让人感到舒适满意,可使整个系统工作状态平缓稳定,更重要的是其节能效果高达30%以上,能带来很好的经济效益。

智慧型空调控制系统结合AI智能语音系统和远程互联网控制技术。用户只需一个语音即可实现声控启停设备以及调节运行模式、调整温度风速风量、设置室温上下 限以及定时开关机等功能。远程控制程序则利用无线网络技术,可帮助用户实 现远程操控主机设备,实时监测末端房间的环境参数以及设备的运行参数。当中央空调系统多台主机联控时,控制系统会实时检测各个主机的运行参数并对其做出判断,同时还会合理分配、协调调节各个主机设备进行联合工作,以达到最佳的运行状态。一方面起到节能减排的作用;既降低了运行能耗,又可保证末端空气品质达到用户的要求。另一方面可以及时有效的对设备做出保护,防止设备因运行时间过长或者运行异常而造成设备损坏。降低了设备运行维护成本的同时也延长了设备的使用寿命。

 

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