工业节能和余热发电技术

1、工业节能和余热发电技术工业节能和余热发电技术 1、工业节能的必要性和节能的方法、途径、工业节能的必要性和节能的方法、途径2、工业余热回收发电技术、工业余热回收发电技术3、铁合金余热回收发电技术、铁合金余热回收发电技术3、铁合金余热回收发电技术、铁合金余热回收发电技术4、公司简介、公司简介目目 录录2、工业余热回收发电技术、工业余热回收发电技术第一部分第一部分工业节能的必要性和节能的方法途径工业节能的必要性和节能的方法途径1.1 091.1 09年中国单位年中国单位GDPGDP能耗依然很高能耗依然很高 2009年中国能源消费总量为31.0 亿吨标准煤，比上年增长6.3%；单位万元GDP能耗为1.

2、08 吨标准煤，比上年下降2.2%。虽然十一五期间我国万元GDP能耗下降10%，但与世界发达国家相比，我国仍是日本、美国的45倍，减排任务艰巨。资料来源：世界银行09年各国单位GDP能耗1.2 1.2 工业能耗占全国总能耗的工业能耗占全国总能耗的67.34%67.34% 工业、建筑业和交通运输业是我国能源消耗的三个主要领域。在这三大领域中，工业能耗占全国总能耗的67.34%。0% 20% 40% 60% 80%有色有色石化石化化工化工水泥水泥钢铁钢铁工业工业4%4%10%7%18%67%1.3 1.3 最近国家政策密集出台，强力支持工业节能最近国家政策密集出台，强力支持工业节能 5月5日，国务

3、院召开全国节能减排工作电视电话会议。温家宝总理强调，要下更大的决心，花更大的气力，做更大的努力，确保实现“十一五”节能减排目标。1.4 1.4 工业节能技术分类工业节能技术分类1.1.管理节能管理节能2.2.工艺节能工艺节能3.3.控制节能控制节能4.4.设备节能设备节能 管控一体化的能源中心调度控制系统管控一体化的能源中心调度控制系统煤气站、煤气混合站、煤气柜、排水泵站、循环水站、总降变、区域变 移动巡、点检平台公司ERP系统电力巡检室动力巡检室给排水巡检室能源管理专业人员Web运行/技术/环保管理Web主体生产单元主体生产单元调度汇报命令调度操作命令调度通讯信息反馈调度指令生产/能源信息反

4、馈调度通讯调度通讯外部系统公司总调工业节能电机变频调速工业余热回收利用高效节能电机途径途径特点特点适合变速工况，可节能30%-60%采用余热锅炉发电回收高温余热；溴冷机和热泵系统回收低温余热；比普通电机效率高约3%-5%，高效永磁电机效率提升约10%-15%电机节能无功补偿提升功率因数，提高电机运行效率1.5 1.5 工业节能主要途径及特点工业节能主要途径及特点和电机节能有关的政策及意见和电机节能有关的政策及意见各项政策节能减排政策内容节能技术改造财政奖励资金管理暂行办法2007 年 11 月，财政部下发的节能技术改造财政奖励资金管理暂行办法中规定：对完成 节能量目标的项目承担企业给予奖励，其

5、中电机系统节能和能量系统优化项目属于财政奖励 的节能技术改造项目之一。办法办法中明确表示对项目改造后每形成中明确表示对项目改造后每形成 1 1 吨标煤节约能力，中吨标煤节约能力，中 央财政央财政将按东部地区将按东部地区 200 200 元、中西部地区元、中西部地区 250 250 元的标准给予奖励；对符合奖励条件的节元的标准给予奖励；对符合奖励条件的节能技能技 术改造项目，为调动企业积极性，按企业报告节能量先预拨术改造项目，为调动企业积极性，按企业报告节能量先预拨 60%60%的奖励资金。的奖励资金。节能减排综合性工作方案2007 年 6 月，国务院节能减排综合性工作方案提出“完善促进节能减排

6、的财政政策”，要求“各级人民政府在财政预算中安排一定资金，采用补助、奖励等方式，支持节能减排重点 工程、高效节能产品”“十一五”十大重点 节能工程实施意见国家发改委 2006 年 7 月发布的“十一五”十大重点节能工程实施意见的第五项“电机系统节能工程”， 要求更新淘汰低效电动机及高耗电设备；提高电机系统效率，推广变频调速、 永磁调速等先进电机调速，对大中型变工况电机系统进行调速改造；优化电机系统的运行和控 制。“十一五”规划纲要“十一五”规划纲要提出 10 大节能重点工程，其中“电机系统节能工程”位列其中，鼓励推广变频调速节能技术，制定相关经济激励政策和技术政策、完善电机能效标准体系等配套

7、措施。节能中长期专项规 划2006 年，国家发改委制订节能中长期专项规划，把电机系统节能工程列为十大重点工程之一，并明确提出要在煤炭、电力、有色、石化等行业实施高效节能风机、水泵、压缩机系统 优化改造，推广变频调速、自动化系统控制技术。能源节约与资源综合利用“十五”规划2001 年，国家经贸委资源节约与综合利用司发布能源节约与资源综合利用“十五”规划，将高压大功率变频调速技术作为重大发展技术，电机调速示范工程列为重大示范工程。2、工业余热回收发电技术、工业余热回收发电技术 第二部分第二部分 工业余热回收发电技术工业余热回收发电技术2.1 2.1 工业余热含义及现状工业余热含义及现状1.余热的含

8、义： 包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、可燃废气余热以及高压流体余压等。2.工业余热现状： 中国余热资源总量巨大，占燃料消耗总量的17%67%，可回收率达60%；根据08 年能源消费量测算，可回收利用的余热资源高达1.20-11.46 亿吨标准煤，节能潜力十分巨大。烟气和冷却介质余热占比50%和20%；2.2 2.2 余热回收发电技术余热回收发电技术一次能源消耗产生的余热一次能源消耗产生的余热中中高高压压余余热热蒸蒸汽汽高品位热源、技术成熟关键技术汽轮机关键技术汽轮机高高温温烟烟气气余余热热250250度度下下低低温温烟烟气气低低温温压压余余热热蒸蒸汽汽各各种种

9、热热液液、热热水水低品位低温热源、技术突破关键技术螺杆膨胀机、饱和蒸汽发电机组（部分领域）关键技术螺杆膨胀机、饱和蒸汽发电机组（部分领域）工业余热资源利用方案比较表工业余热资源利用方案比较表热源种类适宜方案方案效率单位投资建设周期建设用地运行费用烟气热源300以上余热锅炉+过热蒸汽轮机高低长大高200300余热锅炉+饱和蒸汽轮机中低长大高蒸汽热源洁净蒸汽饱和蒸汽轮机中低长适中中含杂质汽螺杆膨胀机低高短小低热水热源150以上闪蒸+饱和蒸汽轮机低高长适中中螺杆膨胀机低高短小低150以下螺杆膨胀机低高短小低2.3 2.3 余热回收发电技术主要分布行业余热回收发电技术主要分布行业n 水泥行业余热发电技

10、术n 干熄焦余热回收发电技术n 钢铁行业转炉余热发电技术n 钢铁行业烧结余热发电技术n 浮法玻璃线余热发电技术n 石化行业余热发电技术 水泥余热发电工艺原理图水泥余热发电工艺原理图烧结余热发电工艺原理图烧结余热发电工艺原理图干熄焦余热发电工艺原理图干熄焦余热发电工艺原理图转炉余热发电技术工艺流程图转炉余热发电技术工艺流程图玻璃余热发电技术工艺流程图玻璃余热发电技术工艺流程图2.4 2.4 烟气余热发电的核心技术烟气余热发电的核心技术n 余热锅炉进出口烟气参数的确定n 余热电站热力系统及参数确定n 余热锅炉的清灰方式确定n 余热电站与硅铁电炉运行关系的确定2.5 2.5 余热锅炉除灰余热锅炉除灰

11、 余热锅炉的吹灰方式一般有：机械振打除灰、乙炔爆燃除灰、蒸汽吹灰、激波吹灰、抛丸吹灰、钢刷除灰等。本工程选择机械振打和乙炔爆燃相结合的方式。 机械振打除灰装置效果图机械振打除灰装置效果图机械振打除灰装置照片机械振打除灰装置照片 乙炔爆燃除灰系统图乙炔爆燃除灰系统图 乙炔爆燃除灰照片乙炔爆燃除灰照片2.6 2.6 余热电站主要设备余热电站主要设备n余热锅炉 n汽轮机 n发电机n除氧装置n锅炉给水泵n循环水泵n循环水冷却塔n化学制水设备2.7 2.7 两个问题两个问题n 企业增值税问题 按照国家税法要求，企业需缴纳 17%的增值税，而增值税的应纳税额=销项税额-进项税额，作为没有原料采购成本的余热

12、发电企业来说，要比一般企业多交12%左右的增值税，这大大影响了企业利润和余热技术的应用。n 电力上网费用问题 余热电站外供电采用“并网不上网”的技术解决方案，即电站外供电线路接入企业中心变电站低压侧，不上外网。尽管国家出台了一系列优惠和鼓励政策力推余热发电，但仍有部分地区对余热发电收取“上网费”，甚至有部分地区要求举办余热发电的企业“先上网再从电网买电”。这些行政约束也在侵蚀余热发电行业的利润，并在很大程度上挫伤了举办余热发电项目的积极性。2、工业余热回收发电技术、工业余热回收发电技术第三部分第三部分 铁合金余热回收发电技术铁合金余热回收发电技术3.1 3.1 硅铁合金行业余热硅铁合金行业余热

13、 铁合金行业作为钢铁工业的重要组成部分，每年消耗大量能源，不仅其产品是高能载体，而且冶炼过程中产生的高温烟气和设备散热带走了大量能量。铁合金行业中又以硅铁生产的能耗最为突出。虽然硅铁生产的产量只约占铁合金总量的1/3，但其消耗的电能却占整个铁合金工业的一半以上。 目前，在硅铁生产工艺和技术相对稳定成型的基础上，在全球能源十分短缺的大环境下，越来越多的企业和技术工作者开始把目光投向节能降耗和余热利用这些方面，节能降耗和余热利用不仅能降低企业成本，更为重要的是降低了铁合金行业一直以来对环境的污染，使得“绿色冶炼”成为可能，也与国家倡导的坚持可持续发展的经济战略目标相吻合。 硅铁电炉余热的回收主要分

14、烟气余热回收和冷却水余热回收两类。3.2 3.2 硅铁合金生产流程硅铁合金生产流程3.3 3.3 硅铁电炉结构图硅铁电炉结构图3.4 3.4 硅铁生产中的输入输出能量硅铁生产中的输入输出能量n 在硅铁冶炼过程中，输入电炉能量的45%为电能，其余的大部分能量来自于冶炼化学反应。n 可资利用的能量主要有炉气显热、合金潜热和冷却水余热。n 硅铁电炉烟气中的大量热能约相当于总输入能量的50%左右，目前的利用率相当低，大部分被烟气带走排入大气。硅铁合金厂照片硅铁合金厂照片3.5 3.5 硅铁电炉烟气余热特点硅铁电炉烟气余热特点n烟气余热属于中温余热、废气流量较少，热品位较低；n烟气余热的参数（温度、流量

15、）具有一定的波动性，波动范围大；n烟气中的硅灰（俗称微硅粉）极细，平均粒径在0.150.20m，比表面积为1500020000m2/kg，比粉煤灰大50倍左右，比水泥大50-100倍。有极强粘附力和非常高的热阻。受热外管壁粘灰后会大大降低热交换率。3.6 3.6 鄂尔多斯硅铁炉余热利用项目概况鄂尔多斯硅铁炉余热利用项目概况n鄂尔多斯冶金有限责任公司隶属于鄂尔多斯控股集团，坐落于京包银兰经济带的工业重镇中国内蒙古鄂尔多斯棋盘井工业园区，占地面积15平方公里。是世界上总容量最大，炉台数最多，产能最高的铁合金企业。所有电炉均为矮烟罩半封闭型，全部配置了干法布袋除尘器。纳入本次余热利用改造的硅铁电炉的

16、台数共有54台。n冶金公司于2008年2月与中国循环能源有限公司签订协议，合资设立一个从事余热资源开发利用的专业公司，该公司负责对鄂尔多斯冶金有限责任公司矿热电炉综合考虑建设余热发电站。硅铁电炉烟气余热发电系统流程图3.7 3.7 余热电站装机方案余热电站装机方案n 余热电站装机方案为：4台余热锅炉2台9MW汽轮发电机组，即4炉2机方案。n 每台余热锅炉可生产约18.5t/h1.35MPa340过热蒸汽。n 根据余热锅炉所能产生的主汽品位，选用的汽轮机主蒸汽参数为1.25MPa 330，平均发电功率约为7.15MW。 3.8 3.8 余热电站烟气系统及热力系统余热电站烟气系统及热力系统n两台硅

17、铁炉所产生的热烟气供一台余热锅炉使用。分别从两台硅铁电炉尾部烟道上接出，之后再汇合成一根母管引入余热锅炉，在余热锅炉内进行换热后，分成两个支管分别接入原硅铁电炉除尘系统的旋风除尘器入口，经旋风除尘器、引风机、布袋除尘器、烟囱排放到大气中。n在余热锅炉入口和出口设置快速关断阀，当余热锅炉出现故障或生产不正常时，烟气可不通过余热锅炉而流向主烟道，使锅炉解列，保证硅冶炼生产的稳定运行。余热电站烟气系统图余热电站烟气系统图余热电站汽水系统图余热电站汽水系统图余热锅炉总图余热锅炉总图余热锅炉照片余热锅炉照片余热电站主厂房零米平面布置图余热电站主厂房零米平面布置图汽机房剖面图汽机房剖面图3.9 3.9 电

18、站主要技术经济指标电站主要技术经济指标序号技术名称单位指标备 注1装机容量kW290002平均发电功率kW271503年运转小时h80004年发电量104kWh114405年供电量104kWh10663站用电率6.8%6发电成本元/kW约0.157单位千瓦投资元/kW60002、工业余热回收发电技术、工业余热回收发电技术第四部分第四部分公司简介公司简介4.1 4.1 公司简介公司简介n中国循环能源有限公司（股票代码：CREG）是美国纳斯达克全球资本市场的上市企业，亦是美国著名投资基金-凯雷投资集团和中国信达资产管理有限公司投资的成员企业，公司于2010年3月22日成功登陆美国纳斯达克主板市场实现转板上市。nCREG作为专业的循环能源整体解决方案提供商和投资运营商，致力于成为一流的资源整合者、盈利模式不断创新的实践者，同时亦是优秀的客户价值创造者、坚定的循环行业领导者和先行者，真正实现低碳、节能，环保、绿色电力的缔造者。4.2 4.2 业务范围业务范围煤层气回收利用煤层气回收利用化工废气利用化工废气利用 冶金废气利用冶金废气利用CCPPCCPP钢铁厂压差发电钢铁厂压差发电TRTTRT石化压差发电石化压差发电其他化工类压差发其他化工类压差发电电 建材余热发电建材余热发电化工余热发电化工余热发电冶金余热发电冶金余热发电生物质发电生物质发