工业节能的一些节能技术
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  我国低温余热发电技术取得突破

  60℃以上的工业余热就能稳定发电。近日,由天津大学和山西易通环能科技集团有限公司自主研发的低温余热发电机组经过一年多的工艺改进,实现产品大型化生产。专家称,这一产品技术填补了国际上60-70℃的余热发电空白,具有巨大节能潜力和应用前景。

  数据显示,中国总体能源利用率只有33%左右,单位GDP能耗是世界平均水平的1.9倍、发达国家的3倍至4倍,约67%的能源在工业生产中被直接排放。

  山西易通环能科技集团有限公司董事长赵保明说,在被排放掉的能源中,有一半是低品位的中低温热源,即200℃以下的烟道气和100℃以下的水、乏汽,包括电厂的冷却塔、钢厂的轧钢水、化工厂的冷却水等。由于缺乏技术、设备,长期以来,大量中低温热源被浪费。

  “降低发电温度,是获取工业余热利用最大化的关键。”天津大学热能学科带头人、博士生导师张于峰说,发电温度越低,余热利用越充分,发电量也就越大,经济效益就越明显。目前,美国、法国等国余热发电技术的最低温度为80℃。天津大学和山西易通集团自主研发的低温余热发电机组,通过提升热电转化介质的性能,将发电最低温度降至60℃,填补了中国在该领域中的技术空白。

  据了解,这一技术是天津大学承担的国家“九七三”项目的研究成果,现已进入产业化阶段,单机规模最高500千瓦。张于峰说,低温余热用来发电,可为企业节省电耗、变废为宝,在带来经济效益的同时,也是降低综合能耗、解决环境热污染的主要途径。

  据中国科学技术发展战略研究院测算,如果这项技术得到广泛推广,全国的工业余热都被有效利用,中国的综合能耗率有望下降5个百分点,相当于节约3亿吨标煤。

  以华北油田为例,目前华北油田在产油井共1470口,油井在枯油期需要注水挤油,每天都有大量的水排放。受地热影响,2000米深采出的油水分离后,水温在80℃左右,除回灌一部分之外,每天都有大量低温井水被排放。在这项技术支撑下,每口油井可装机100千瓦,整个华北油田可装机约15万千瓦,每年增加收入约3亿元。

  然而,部分单位安装这一发电设备后,却遭遇并网难,部分机组甚至被迫空转。赵保明说,他曾为东部沿海城市的一处地热井安装过100千瓦的低温余热发电设备,利用80℃的水温发电,排出65℃的水温用于居民取暖。但由于并网批复缓慢,发电机组无法正常工作。供暖季到来后,当地被迫提出“不用发电了,让机器空转给水降温就行”的要求。

  “低温余热发电项目投资回收期一般在3年左右,且初始投资额较大,一般几千万甚至上亿元,庞大的一次性投资对余热发电推广形成阻力。”赵保明说,随着国家节能减排政策的推进,高耗能产业和企业对节能装备和技术利用的重视程度越来越深。政府应积极落实节能环保的各项优惠政策,加大对企业低温余热利用项目的金融支持,确保节能补贴发放到位,解决低温余热发电并网难题。

  有哪些节能技术比较有共用性和先进性?

  科技部、工业和信息化部出台的《2014-2015年节能减排科技专项行动方案》主要目标是,至2015年末,科技创新对国家实现节能减排目标的支撑能力明显增强,自主知识产权节能减排技术和装备体系初步形成,节能减排相关技术标准与规范体系进一步完善,节能减排科技创新与服务能力体系初步建立,节能减排技术推广应用形成规模效应。

  节能减排关键共性技术攻关重点

  工业领域

  重点突破超高效电机及电机控制系统、稀土永磁无铁芯电机、特种非晶电机和非晶电抗器、大型钢铁联合企业重点工序能源资源减量化及废物循环利用、烧结烟气脱硫脱硝除尘一体化、大宗工业固体废物高值化和规模化综合利用、工业余热余压综合利用、窑炉协同处置废物、有色冶金重金属减排与废物循环利用、绿色制造、冶炼固废有价元素协同提取、工业生物废物转化与燃气化利用等关键技术,以及新能源与可再生能源装备关键部件和材料制备、物理储能和化学储能、高光效半导体照明材料、芯片、器件和光源产品等关键技术。

  能源领域

  重点突破煤炭清洁高效加工及利用技术;发展超高参数超超临界发电、燃煤电站CO2(二氧化碳)减排与利用技术,节能型循环流化床发电技术,空冷机组、IGCC发电系统(整体煤气化联合循环发电系统)辅机节能技术;发展工业过程余热余压综合利用、锅炉余热利用及燃煤污染物控制技术;开发降低输配电网损技术;发展公共机构耗能设备节能及大型数据中心冷却节能技术。

  交通领域

  重点突破车用能量型动力电池产业化技术瓶颈,攻克轨道交通列车再生能量利用和大型综合交通枢纽节能技术,研究载运工具氮氧化物等污染物排放控制技术、高效通用航空器发动机技术和航空器轻量低阻技术,发展节能船型及其关键装备技术。

  农业领域

  重点突破农业面源污染治理、规模化畜禽养殖业废物处理处置、低值和废弃农业生物质高效综合利用、低成本可降解农用地膜生产技术、村镇生活污水污泥共处理与资源化利用、纤维素制备液体生物燃料等技术。

  绿色建筑领域

  重点突破新型节能保温一体化结构体系、围护结构与通风遮阳建筑一体化产品、高强钢筋性能优化及生产技术研究、高效新型玻璃及门窗幕墙产业化技术、新型建筑供暖与空调设备系统、新型冷热量输配系统、可再生能源与建筑一体化利用技术、公共机构等建筑用能管理与节能优化技术、既有建筑节能和绿色化改造技术、建筑工业化设计生产与施工技术、建筑垃圾资源化循环利用技术。

  资源环境领域

  重点突破煤炭、油气、金属矿产等资源开采、选冶及综合利用等过程中“三废”减排,尾矿废渣回收利用,绿色智能矿山,大气、水、土壤污染防治,燃煤电站CO2捕集、利用与封存技术,行业清洁生产及循环经济,城市垃圾、工业固废等资源化利用、污染监测等技术及装备。

  节能减排先进适用技术推广应用

  节能技术

  重点推广低温低电压电解铝、低温余热发电、吸收式热泵供暖、冰蓄冷、新型冷凝器、蒸发冷却高效换热器、高效电机及电机系统、先进节能工业锅炉/窑炉技术、循环流化床技术、太阳能锅炉技术、新型通断供热计量装置节能技术、室内温湿度分控的新型空调系统、高效辐射制冷空调末端。大型热轧带钢新一代超快速冷却技术、干法窑外分解技术、分布式冷热电联供技术等。

  减排技术

  大力推广高效清洁煤炭锅炉技术、燃煤污染物一体化控制技术、流化床污泥焚烧炉、烧结烟气复合污染物脱除技术和设备、餐厨垃圾预处理成套设备、生活垃圾焚烧飞灰稳定化处理设备、膜生物反应器、选择性催化还原氮氧化物控制、生物质基材料开发技术及设备、船舶压载水处理装置、应急用多功能移动式高温固废处理设备、高效细颗粒物净化技术、中小工业锅炉烟气一体化净化装备、重金属脱除及回收装备、高效内燃机技术及排放控制技术、工业化保障型住宅设计与建造成套技术、基于吸收式热泵的大温差集中供热技术、污水源热泵技术等。

  资源循环利用技术

  着力推广废旧高分子材料再生利用技术与装备、废物处置与资源化技术、大中型沼气综合利用开发配套技术及设备、建筑垃圾处理和再生利用技术设备、废旧汽车大型拆解装备等。

 

 

  高炉鼓风除湿降温的节能技术原理和效果

  一、基本原理

  对进入高炉鼓风机的热湿空气实施除湿降温,目的是保证一年四季的工艺运行条件稳定,并可以降低单位体积空气中的绝对含湿量,实现低温低湿进风,从而降低鼓风机的单产能耗,增加鼓风机的进风质量流量。

  增大高炉鼓风的质量流量,也就是增大单位时间送进高炉的氧气量,这将加大铁矿的还原反应强度,从而提高高炉的利用系数。通常说“有风就有铁”,其中的“风”就是指进风的“质量流量”。

  增大高炉鼓风的质量流量,还可以提高炉温,增加炉内的煤气密度,加快冶炼的还原反应速度,减少焦炭粉尘的吹出量,从而降低高炉的入炉焦比。

  降低高炉鼓风的绝对含湿量,可以降低高炉焦炭与水蒸气之间的氧化还原反应,提高高炉燃烧过程中的燃烧温度,从而降低高炉冶炼的焦比。

  根据高炉冶炼原理与实际运行经验,高炉鼓风除湿降温与除尘,还可以减少高炉炉内的结瘤现象,使高炉炉况更为顺畅。

  二、技术方案

  高炉鼓风除湿降温技术,是一种基于多流程热湿分制、工业废热回收综合利用、高能效空气调节机组最优组合的集成创新节能技术,主要特点包括:

  1、应用目前十分成熟的余热回收型溴化锂吸收式制冷机组、燃气热泵型冷水机组、机械压缩式电制冷机组,并进行空调主机设备流程组合的最优化,充分利用钢铁厂的余热余气来产生冷冻水。

  2、进入鼓风机之前的热湿空气首先进行预过滤与除尘处理。

  3、多流程低阻型一级表冷装置对高温热湿空气进行降温与除湿。

  4、利用先进的吸附除湿装置,对常温热湿空气进行脱湿处理,进一步降低露[拼音:lu]点温度。

  5、利用多流程低阻型二级表冷装置,对热湿空气进行二级降温,到达低温低湿。

  6、嵌入最优化控制技术,实现系统自适应节能运行。

  三、实施效果

  1、采用高炉鼓风除湿降温技术,一般可增加鼓风系统的质量流量3%~15%,减少鼓风机的单产能耗3%~15%,并可实现资源综合利用的最大化。

  2、根据大量钢厂的运行经验数据表明:高炉鼓风系统的进风含湿量每降低1g/m3,综合焦比降低0.7~1kg/tFe,折合0.68kgce/tFe;进风含湿量每降低1g/m3,增加喷煤2.23kg/tFe,由于高炉顺行增加产能约0.1%~0.5%。

  3、高炉鼓风除湿降温技术可增加鼓风系统的进风质量流量。根据周传典的《高炉炼铁生产技术手册》分析:高炉鼓风质量流量每增加1%,提高冶炼强度约1 %,在焦比不变情况下增产1%左右。一般现代大型高炉鼓风机质量流量每增加1%,增产(1.1±0.2)%。

  4、空气含湿量波动5g/Nm3,或者入口空气温度波动5-15℃,将会导致高炉风口前火焰温度波动30℃,使高炉生产不稳定。高炉鼓风除湿降温技术有利于实现高炉鼓风系统的稳湿与恒温、低湿、过滤的多重效果,从而确保高炉稳定运行。