我國(guó)低溫余熱發(fā)電技術(shù)取得突破
60℃以上的工業(yè)余熱就能穩(wěn)定發(fā)電。近日，由天津大學(xué)和山西易通環(huán)能科技集團(tuán)有限公司自主研發(fā)的低溫余熱發(fā)電機(jī)組經(jīng)過(guò)一年多的工藝改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品大型化生產(chǎn)。專(zhuān)家稱，這一產(chǎn)品技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)際上60-70℃的余熱發(fā)電空白，具有巨大節(jié)能潛力和應(yīng)用前景。
數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)總體能源利用率只有33%左右，單位GDP能耗是世界平均水平的1.9倍、發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍至4倍，約67%的能源在工業(yè)生產(chǎn)中被直接排放。
山西易通環(huán)能科技集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)趙保明說(shuō)，在被排放掉的能源中，有一半是低品位的中低溫?zé)嵩矗?00℃以下的煙道氣和100℃以下的水、乏汽，包括電廠的冷卻塔、鋼廠的軋鋼水、化工廠的冷卻水等。由于缺乏技術(shù)、設(shè)備，長(zhǎng)期以來(lái)，大量中低溫?zé)嵩幢焕速M(fèi)。
“降低發(fā)電溫度，是獲取工業(yè)余熱利用最大化的關(guān)鍵。”天津大學(xué)熱能學(xué)科帶頭人、博士生導(dǎo)師張于峰說(shuō)，發(fā)電溫度越低，余熱利用越充分，發(fā)電量也就越大，經(jīng)濟(jì)效益就越明顯。目前，美國(guó)、法國(guó)等國(guó)余熱發(fā)電技術(shù)的最低溫度為80℃。天津大學(xué)和山西易通集團(tuán)自主研發(fā)的低溫余熱發(fā)電機(jī)組，通過(guò)提升熱電轉(zhuǎn)化介質(zhì)的性能，將發(fā)電最低溫度降至60℃，填補(bǔ)了中國(guó)在該領(lǐng)域中的技術(shù)空白。
據(jù)了解，這一技術(shù)是天津大學(xué)承擔(dān)的國(guó)家“九七三”項(xiàng)目的研究成果，現(xiàn)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，單機(jī)規(guī)模最高500千瓦。張于峰說(shuō)，低溫余熱用來(lái)發(fā)電，可為企業(yè)節(jié)省電耗、變廢為寶，在帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也是降低綜合能耗、解決環(huán)境熱污染的主要途徑。
據(jù)中國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院測(cè)算，如果這項(xiàng)技術(shù)得到廣泛推廣，全國(guó)的工業(yè)余熱都被有效利用，中國(guó)的綜合能耗率有望下降5個(gè)百分點(diǎn)，相當(dāng)于節(jié)約3億噸標(biāo)煤。
以華北油田為例，目前華北油田在產(chǎn)油井共1470口，油井在枯油期需要注水?dāng)D油，每天都有大量的水排放。受地?zé)嵊绊懀?000米深采出的油水分離后，水溫在80℃左右，除回灌一部分之外，每天都有大量低溫井水被排放。在這項(xiàng)技術(shù)支撐下，每口油井可裝機(jī)100千瓦，整個(gè)華北油田可裝機(jī)約15萬(wàn)千瓦，每年增加收入約3億元。
然而，部分單位安裝這一發(fā)電設(shè)備后，卻遭遇并網(wǎng)難，部分機(jī)組甚至被迫空轉(zhuǎn)。趙保明說(shuō)，他曾為東部沿海城市的一處地?zé)峋惭b過(guò)100千瓦的低溫余熱發(fā)電設(shè)備，利用80℃的水溫發(fā)電，排出65℃的水溫用于居民取暖。但由于并網(wǎng)批復(fù)緩慢，發(fā)電機(jī)組無(wú)法正常工作。供暖季到來(lái)后，當(dāng)?shù)乇黄忍岢?ldquo;不用發(fā)電了，讓機(jī)器空轉(zhuǎn)給水降溫就行”的要求。
“低溫余熱發(fā)電項(xiàng)目投資回收期一般在3年左右，且初始投資額較大，一般幾千萬(wàn)甚至上億元，龐大的一次性投資對(duì)余熱發(fā)電推廣形成阻力。”趙保明說(shuō)，隨著國(guó)家節(jié)能減排政策的推進(jìn)，高耗能產(chǎn)業(yè)和企業(yè)對(duì)節(jié)能裝備和技術(shù)利用的重視程度越來(lái)越深。政府應(yīng)積極落實(shí)節(jié)能環(huán)保的各項(xiàng)優(yōu)惠政策，加大對(duì)企業(yè)低溫余熱利用項(xiàng)目的金融支持，確保節(jié)能補(bǔ)貼發(fā)放到位，解決低溫余熱發(fā)電并網(wǎng)難題。
有哪些節(jié)能技術(shù)比較有共用性和先進(jìn)性?
科技部、工業(yè)和信息化部出臺(tái)的《2014-2015年節(jié)能減排科技專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)方案》主要目標(biāo)是，至2015年末，科技創(chuàng)新對(duì)國(guó)家實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的支撐能力明顯增強(qiáng)，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)節(jié)能減排技術(shù)和裝備體系初步形成，節(jié)能減排相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范體系進(jìn)一步完善，節(jié)能減排科技創(chuàng)新與服務(wù)能力體系初步建立，節(jié)能減排技術(shù)推廣應(yīng)用形成規(guī)模效應(yīng)。
節(jié)能減排關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)重點(diǎn)
工業(yè)領(lǐng)域
重點(diǎn)突破超高效電機(jī)及電機(jī)控制系統(tǒng)、稀土永磁無(wú)鐵芯電機(jī)、特種非晶電機(jī)和非晶電抗器、大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)重點(diǎn)工序能源資源減量化及廢物循環(huán)利用、燒結(jié)煙氣脫硫脫硝除塵一體化、大宗工業(yè)固體廢物高值化和規(guī)模化綜合利用、工業(yè)余熱余壓綜合利用、窯爐協(xié)同處置廢物、有色冶金重金屬減排與廢物循環(huán)利用、綠色制造、冶煉固廢有價(jià)元素協(xié)同提取、工業(yè)生物廢物轉(zhuǎn)化與燃?xì)饣玫汝P(guān)鍵技術(shù)，以及新能源與可再生能源裝備關(guān)鍵部件和材料制備、物理儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能、高光效半導(dǎo)體照明材料、芯片、器件和光源產(chǎn)品等關(guān)鍵技術(shù)。
能源領(lǐng)域
重點(diǎn)突破煤炭清潔高效加工及利用技術(shù);發(fā)展超高參數(shù)超超臨界發(fā)電、燃煤電站CO2(二氧化碳)減排與利用技術(shù)，節(jié)能型循環(huán)流化床發(fā)電技術(shù)，空冷機(jī)組、IGCC發(fā)電系統(tǒng)(整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng))輔機(jī)節(jié)能技術(shù);發(fā)展工業(yè)過(guò)程余熱余壓綜合利用、鍋爐余熱利用及燃煤污染物控制技術(shù);開(kāi)發(fā)降低輸配電網(wǎng)損技術(shù);發(fā)展公共機(jī)構(gòu)耗能設(shè)備節(jié)能及大型數(shù)據(jù)中心冷卻節(jié)能技術(shù)。
交通領(lǐng)域
重點(diǎn)突破車(chē)用能量型動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)瓶頸，攻克軌道交通列車(chē)再生能量利用和大型綜合交通樞紐節(jié)能技術(shù)，研究載運(yùn)工具氮氧化物等污染物排放控制技術(shù)、高效通用航空器發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)和航空器輕量低阻技術(shù)，發(fā)展節(jié)能船型及其關(guān)鍵裝備技術(shù)。
農(nóng)業(yè)領(lǐng)域
重點(diǎn)突破農(nóng)業(yè)面源污染治理、規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢物處理處置、低值和廢棄農(nóng)業(yè)生物質(zhì)高效綜合利用、低成本可降解農(nóng)用地膜生產(chǎn)技術(shù)、村鎮(zhèn)生活污水污泥共處理與資源化利用、纖維素制備液體生物燃料等技術(shù)。
綠色建筑領(lǐng)域
重點(diǎn)突破新型節(jié)能保溫一體化結(jié)構(gòu)體系、圍護(hù)結(jié)構(gòu)與通風(fēng)遮陽(yáng)建筑一體化產(chǎn)品、高強(qiáng)鋼筋性能優(yōu)化及生產(chǎn)技術(shù)研究、高效新型玻璃及門(mén)窗幕墻產(chǎn)業(yè)化技術(shù)、新型建筑供暖與空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)、新型冷熱量輸配系統(tǒng)、可再生能源與建筑一體化利用技術(shù)、公共機(jī)構(gòu)等建筑用能管理與節(jié)能優(yōu)化技術(shù)、既有建筑節(jié)能和綠色化改造技術(shù)、建筑工業(yè)化設(shè)計(jì)生產(chǎn)與施工技術(shù)、建筑垃圾資源化循環(huán)利用技術(shù)。
資源環(huán)境領(lǐng)域
重點(diǎn)突破煤炭、油氣、金屬礦產(chǎn)等資源開(kāi)采、選冶及綜合利用等過(guò)程中“三廢”減排，尾礦廢渣回收利用，綠色智能礦山，大氣、水、土壤污染防治，燃煤電站CO2捕集、利用與封存技術(shù)，行業(yè)清潔生產(chǎn)及循環(huán)經(jīng)濟(jì)，城市垃圾、工業(yè)固廢等資源化利用、污染監(jiān)測(cè)等技術(shù)及裝備。
節(jié)能減排先進(jìn)適用技術(shù)推廣應(yīng)用
節(jié)能技術(shù)
重點(diǎn)推廣低溫低電壓電解鋁、低溫余熱發(fā)電、吸收式熱泵供暖、冰蓄冷、新型冷凝器、蒸發(fā)冷卻高效換熱器、高效電機(jī)及電機(jī)系統(tǒng)、先進(jìn)節(jié)能工業(yè)鍋爐/窯爐技術(shù)、循環(huán)流化床技術(shù)、太陽(yáng)能鍋爐技術(shù)、新型通斷供熱計(jì)量裝置節(jié)能技術(shù)、室內(nèi)溫濕度分控的新型空調(diào)系統(tǒng)、高效輻射制冷空調(diào)末端。大型熱軋帶鋼新一代超快速冷卻技術(shù)、干法窯外分解技術(shù)、分布式冷熱電聯(lián)供技術(shù)等。
減排技術(shù)
大力推廣高效清潔煤炭鍋爐技術(shù)、燃煤污染物一體化控制技術(shù)、流化床污泥焚燒爐、燒結(jié)煙氣復(fù)合污染物脫除技術(shù)和設(shè)備、餐廚垃圾預(yù)處理成套設(shè)備、生活垃圾焚燒飛灰穩(wěn)定化處理設(shè)備、膜生物反應(yīng)器、選擇性催化還原氮氧化物控制、生物質(zhì)基材料開(kāi)發(fā)技術(shù)及設(shè)備、船舶壓載水處理裝置、應(yīng)急用多功能移動(dòng)式高溫固廢處理設(shè)備、高效細(xì)顆粒物凈化技術(shù)、中小工業(yè)鍋爐煙氣一體化凈化裝備、重金屬脫除及回收裝備、高效內(nèi)燃機(jī)技術(shù)及排放控制技術(shù)、工業(yè)化保障型住宅設(shè)計(jì)與建造成套技術(shù)、基于吸收式熱泵的大溫差集中供熱技術(shù)、污水源熱泵技術(shù)等。
資源循環(huán)利用技術(shù)
著力推廣廢舊高分子材料再生利用技術(shù)與裝備、廢物處置與資源化技術(shù)、大中型沼氣綜合利用開(kāi)發(fā)配套技術(shù)及設(shè)備、建筑垃圾處理和再生利用技術(shù)設(shè)備、廢舊汽車(chē)大型拆解裝備等。
高爐鼓風(fēng)除濕降溫的節(jié)能技術(shù)原理和效果
一、基本原理
對(duì)進(jìn)入高爐鼓風(fēng)機(jī)的熱濕空氣實(shí)施除濕降溫，目的是保證一年四季的工藝運(yùn)行條件穩(wěn)定，并可以降低單位體積空氣中的絕對(duì)含濕量，實(shí)現(xiàn)低溫低濕進(jìn)風(fēng)，從而降低鼓風(fēng)機(jī)的單產(chǎn)能耗，增加鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)質(zhì)量流量。
增大高爐鼓風(fēng)的質(zhì)量流量，也就是增大單位時(shí)間送進(jìn)高爐的氧氣量，這將加大鐵礦的還原反應(yīng)強(qiáng)度，從而提高高爐的利用系數(shù)。通常說(shuō)“有風(fēng)就有鐵”，其中的“風(fēng)”就是指進(jìn)風(fēng)的“質(zhì)量流量”。
增大高爐鼓風(fēng)的質(zhì)量流量，還可以提高爐溫，增加爐內(nèi)的煤氣密度，加快冶煉的還原反應(yīng)速度，減少焦炭粉塵的吹出量，從而降低高爐的入爐焦比。
降低高爐鼓風(fēng)的絕對(duì)含濕量，可以降低高爐焦炭與水蒸氣之間的氧化還原反應(yīng)，提高高爐燃燒過(guò)程中的燃燒溫度，從而降低高爐冶煉的焦比。
根據(jù)高爐冶煉原理與實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，高爐鼓風(fēng)除濕降溫與除塵，還可以減少高爐爐內(nèi)的結(jié)瘤現(xiàn)象，使高爐爐況更為順暢。
二、技術(shù)方案
高爐鼓風(fēng)除濕降溫技術(shù)，是一種基于多流程熱濕分制、工業(yè)廢熱回收綜合利用、高能效空氣調(diào)節(jié)機(jī)組最優(yōu)組合的集成創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)，主要特點(diǎn)包括：
1、應(yīng)用目前十分成熟的余熱回收型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組、燃?xì)鉄岜眯屠渌畽C(jī)組、機(jī)械壓縮式電制冷機(jī)組，并進(jìn)行空調(diào)主機(jī)設(shè)備流程組合的最優(yōu)化，充分利用鋼鐵廠的余熱余氣來(lái)產(chǎn)生冷凍水。
2、進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)之前的熱濕空氣首先進(jìn)行預(yù)過(guò)濾與除塵處理。
3、多流程低阻型一級(jí)表冷裝置對(duì)高溫?zé)釢窨諝膺M(jìn)行降溫與除濕。
4、利用先進(jìn)的吸附除濕裝置，對(duì)常溫?zé)釢窨諝膺M(jìn)行脫濕處理，進(jìn)一步降低露[拼音:lu]點(diǎn)溫度。
5、利用多流程低阻型二級(jí)表冷裝置，對(duì)熱濕空氣進(jìn)行二級(jí)降溫，到達(dá)低溫低濕。
6、嵌入最優(yōu)化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自適應(yīng)節(jié)能運(yùn)行。
三、實(shí)施效果
1、采用高爐鼓風(fēng)除濕降溫技術(shù)，一般可增加鼓風(fēng)系統(tǒng)的質(zhì)量流量3%～15%，減少鼓風(fēng)機(jī)的單產(chǎn)能耗3%～15%，并可實(shí)現(xiàn)資源綜合利用的最大化。
2、根據(jù)大量鋼廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)含濕量每降低1g/m3，綜合焦比降低0.7~1kg/tFe，折合0.68kgce/tFe;進(jìn)風(fēng)含濕量每降低1g/m3，增加噴煤2.23kg/tFe，由于高爐順行增加產(chǎn)能約0.1%～0.5%。
3、高爐鼓風(fēng)除濕降溫技術(shù)可增加鼓風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)質(zhì)量流量。根據(jù)周傳典的《高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)》分析：高爐鼓風(fēng)質(zhì)量流量每增加1%，提高冶煉強(qiáng)度約1 %，在焦比不變情況下增產(chǎn)1%左右。一般現(xiàn)代大型高爐鼓風(fēng)機(jī)質(zhì)量流量每增加1%，增產(chǎn)(1.1±0.2)%。
4、空氣含濕量波動(dòng)5g/Nm3，或者入口空氣溫度波動(dòng)5-15℃，將會(huì)導(dǎo)致高爐風(fēng)口前火焰溫度波動(dòng)30℃，使高爐生產(chǎn)不穩(wěn)定。高爐鼓風(fēng)除濕降溫技術(shù)有利于實(shí)現(xiàn)高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)濕與恒溫、低濕、過(guò)濾的多重效果，從而確保高爐穩(wěn)定運(yùn)行。
