工业节能技术应用指南与案例（2022年版）6-10部分技术

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《国家工业节能技术应用指南与案例（2022年版）》之六：

轻工行业节能提效技术

（一）电熔法大产能宽幅岩棉生产线成套技术

1.技术适用范围

适用于轻工行业岩棉纤维生产工序节能技术改造。

2.技术原理及工艺

采用矢量参数采集技术，实现电气参数实时在线检测和热场

分布精准控制；开发适用于电熔法生产岩棉的固废协同处理技术，

实现生产固废在线100%回用，扩大固废作为生产原料的利用范

围；开发大产能电熔炉、一体化高速成纤装置、轻量化自动补偿

摆锤、大幅宽固化炉、生产数据预测诊断平台等核心技术装备，

建成电熔法2.4米幅宽岩棉生产线。

3.技术指标

（1）吨产线制品综合能耗：221.4千克标准煤；

（2）产能：6~8吨/小时；

（3）熔制废气减排：90%；

（4）固废替代矿石原料比例：≥70%。

4.技术功能特性

（1）实现固废替代矿石原料，生产过程固废零排放；

1

（2）采用生产数据预测诊断技术，建立全周期生产数据拟

合分析及故障诊断预测模型，自动分析设备故障发生源、时间；

（3）100%利用电能进行岩棉熔制，吨制品综合能耗降低40%

以上。

5.应用案例

河南省弘茂新材料有限公司岩棉制品数字化生产示范项目，

技术提供单位为南京玻璃纤维研究设计院有限公司。

（1）用户用能情况：该项目为新建项目。

（2）实施内容及周期：采用电熔法大产能宽幅岩棉生产线

成套技术装备，包括大产能电熔炉、一体化多产高速离心机、轻

量化摆锤机组、2.4米宽幅固化炉等，并实现全工段数据联动与

智能化过程监控。实施周期15个月。

（3）节能减排效果及投资回收期：建设完成后，产品电耗

1397千瓦时/吨，产品天然气耗40.9立方米/吨，产品水耗1.4立

方米/吨，产品综合能耗221.4千克标准煤/吨，节约标准煤8000

吨/年，减排CO22.2万吨/年。投资回收期3年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到30%。可实现节约标准煤

96万吨/年，减排CO2266万吨/年。

2

（二）超大产能三元材料烧结节能装备

1.技术适用范围

适用于轻工行业锂电池材料烧结工序节能技术改造。

2.技术原理及工艺

将辊道窑传动气密技术及升降压合式密封仓门系统技术、空

气/水冷翅片和夹套空气换热双重强化冷却系统技术、弹簧离合式

辊棒传动系统技术、高温断棒报警系统技术、侧部进气预热系统

技术、整列系统技术以及云控监测系统技术等，应用于动力锂电

池正负极材料烧结生产线，以保证辊道窑稳定烧结气氛和物料匣

钵整齐传输、精准温控，实现大产能锂电池材料烧成，同时降低

产品能耗。三元材料烧结节能装备原理如图1所示。

图1三元材料烧结节能装备原理图

3.技术指标

（1）节能率：>10%；

3

（2）产能：2739吨/年；

（3）能耗：≤1830千瓦时/吨；

（4）恒温区截面温差：≤±5℃；

（5）传输速差：≤±2%。

4.技术功能特性

（1）运用辊道窑传动气密技术，置换仓的升降压合式密封

仓门系统，形成均布载荷，实现对仓门的紧压密封；

（2）气氛保护辊道窑上采用产品整列装置，保证匣钵物料

稳定大产能传输和减少对匣钵的磨损；

（3）应用耐高温断棒检测装置，设置在高温密闭系统的低

温外侧，用于辊棒的断棒检测，通过信号的输出判断辊棒是否断

裂；

（4）设定好升温、烧成和降温曲线，能自动按相应曲线实

现自动升温，达到烧成曲线各温度后自动控温，需要停窑时可自

动降温，能实现对生产数据存储和调取；

（5）应用水冷翅片管+间接空冷双重强化冷却结构，实现产

品的快速充分冷却，缩短冷却段长度，提高经济效益。

5.应用案例

湖南某公司大产能三元材料烧结智能装备示范项目，技术提

供单位为广东中鹏新能科技有限公司。

（1）用户用能情况：原窑炉装备主要烧结产品为镍钴锰酸

4

锂和镍钴铝酸锂，窑炉长度为67.8米，年产量约1200吨，产品

能耗达2100千瓦时/吨。

（2）实施内容及周期：将超大产能三元材料烧结辊道窑技

术应用于新建辊道窑，改造内容包括窑炉炉体结构、传动系统、

加热系统、排气系统、冷却系统、气氛管路系统、控制系统等。

实施周期3个月。

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，可实现年

产三元材料2739吨，每年比常规旧窑多生产1485吨，产品能耗

降至1765千瓦时/吨，节约标准煤284.5吨/年，减排CO2788.7

吨/年。投资回收期1.4年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到21%。可实现节约标准煤

11万吨/年，减排CO230.5万吨/年。

5

（三）超高速激光熔覆技术

1.技术适用范围

适用于轻工行业关键零部件表面强化及再制造工序节能技

术改造。

2.技术原理及工艺

通过精准控制激光束与粉末流空间作用位置，优化分配激光

能量，实现粉末颗粒在基材上方汇聚并熔化至液态，进入基材微

熔池，缩短粉末颗粒熔化以及与基材结合凝固所需要时间，提高

激光熔覆效率，降低成本。超高速激光熔覆技术工艺流程如图2

所示。

图2超高速激光熔覆技术工艺流程图

6

3.技术指标

（1）熔覆线速度：25~200米/分钟；熔覆效率：0.5~2.4平方

米/小时；

（2）粉末利用率：90%；

（3）表面粗糙度：5~10微米；

（4）熔覆层稀释率：<1%；

（5）熔覆层结合强度：>400兆帕。

4.技术功能特性

（1）可实现关键机械零部件表面的修复及强化；

（2）根据实际服役工况定制化制备高性能涂层，工艺流程

简单，绿色无污染，且效率高、成本低，可有效替代传统电镀工

艺。

5.应用案例

中煤北京煤矿机械有限责任公司液压支架超高速激光熔覆

生产线改造项目，技术提供单位为中机新材料研究院（郑州）有

限公司。

（1）用户用能情况：镀铬车间共有液压支架立柱电镀硬铬

生产线3条，电镀能力为6万立方米/年，实际耗电量260万千瓦

时/年，废水排放7000吨/年，铬污泥排放500千克/年。

（2）实施内容及周期：拆卸车间原有电镀池，进行车间电

路、气路改造，搭建超高速激光熔覆设备及生产线6条。实施周

7

期1年。

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，有效减少

废水和铬污泥排放，节电176万千瓦时/年，折合节约标准煤546

吨/年，减排CO21514吨/年。投资回收期3年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年市场占有率可达到80%。可实现节约标准煤9

万吨/年，年减排CO225万吨/年。

8

（四）3D光学压差转写技术

1.技术适用范围

适用于轻工行业工件表面装饰处理工序节能技术改造。

2.技术原理及工艺

通过超真空压差绿色装饰成型机及光学转写材料，使图纹显

影在工件表面上，特别是大深度大角度3D4R产品表面和立体不

规则产品表面装饰，可取代喷涂、电镀等传统老工艺，实现仿金

属拉丝、电镀等效果，达到高标准3D炫彩视觉和触觉优质体验，

与传统工艺相比生产过程全自动化。技术工艺路线如图3所示。

图33D光学压差转写技术工艺路线图

9

3.技术指标

（1）节能率：>3%；

（2）硬化涂层厚度：10~50微米；

（3）油墨层：2~6微米；

（4）载体：120~150微米；

（5）UV累积能量：800~1200兆焦/平方厘米。

4.技术功能特性

（1）利用高正压及高负压同时作用使薄膜贴附于工件表面，

生产过程无三废产生，采用加温式储气罐，保证进入真空箱体的

压力气体达到120℃，提高成型速度；

（2）自行研发专有胶水和特制油墨，使装饰后图案硬度高

且具有延展性、耐磨、耐腐蚀；

（3）采用超真空压差绿色装饰成型机和3D压差光学转写复

合材料，实现3D转写成型工艺。

5.应用案例

泰逸电子（昆山）有限公司转写机材料研发与产业化应用项

目，技术提供单位为合肥市沛霖数控科技有限公司。

（1）用户用能情况：泰逸电子（昆山）有限公司原有3D曲

面玻璃覆膜机生产产品性能较差，同时存在较大的能源浪费。

（2）实施内容及周期：采用3D光学压差转写技术进行节能

改造，安装超真空压差绿色成型机。实施周期27个月。

10

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，相较于原

有设备，每台设备可节约电量26万千瓦时/年，折合节约标准煤

80.6吨/年，减排CO2223.5吨/年。投资回收期3年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到5%。可实现节约标准煤11

万吨/年，减排CO230.5万吨/年。

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《国家工业节能技术应用指南与案例（2022年版）》之七：

电子行业节能提效技术

（一）带增压电路的特高光效LED灯管技术

1.技术适用范围

适用于电子行业LED灯管节能技术改造。

2.技术原理及工艺

在电路基板上设置150颗以串联方式连接LED灯珠，利用驱

动模块以增压电路方式保证每颗灯珠激发后色温寿命一致、发光

效率最高，减少热能产生，同时有效减少纹波，减少频闪，提高

光效，在相同光照要求下更节能，有效提高反光率、改善照度和

降低耗电量。带增压电路的特高光效LED灯管技术原理如图1

所示。

图1带增压电路的特高光效LED灯管技术原理图

1

3.技术指标

（1）节能率：>30%；

（2）整灯光效：210流明/瓦；

（3）LED灯管频闪度：≤1%；

（4）输入供电端电网总谐波失真约为15%，无谐波污染。

4.技术功能特性

（1）带防触电装置的增压电路LED灯管，以大于400伏高

电压输入，低电流输出激发各灯珠，提高效率并且减少热能产生，

并减少触电风险；

（2）高效率LED排布方式，结合单并设计的方式使流过每

个LED灯珠的电流保持一致，各LED灯珠发光效率达到最佳，

从而提高整灯光效；

（3）输出纹波电流减小，使光源闪烁深度更低，从而保护

眼睛健康，减缓眼睛因为闪烁产生的疲劳感。

5.应用案例

厦门烟草工业有限责任公司照明系统改造项目，技术提供单

位为厦门普为光电科技有限公司。

（1）用户用能情况：该项目合计2397盏3×28瓦灯盘，每

年工作约350天，耗电量约169万千瓦时/年。

（2）实施内容及周期：采用高效LED灯具3×10瓦，进行

一对一替换，同时进行智能化设计控制。实施周期6个月。

2

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，一盏灯具

节能64%，同时照度提升50%，综合节约电量109万千瓦时/年，

折合节约标准煤338吨/年，减排CO2937吨/年。投资回收期1

年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到20%。可实现节约标准煤

30万吨/年，减排CO283万吨/年。

3

（二）光伏电子材料高纯晶硅工艺技术

1.技术适用范围

适用于石化化工行业高纯晶硅生产工艺节能技术改造。

2.技术原理及工艺

硅粉与还原副产四氯化硅、氯化氢以及氢气通过冷氢化反应

器生成三氯氢硅和少量二氯二氢硅，反应后混合气体经过热量回

收，除尘和冷凝系统分离得到氢气和氯硅烷混合液，氢气回系统

重新参与反应，混合液则用精馏方法分离出高纯度三氯氢硅，四

氯化硅经过提纯返回冷氢化装置，再将汽化三氯氢硅与氢气按一

定比例混合引入多晶硅还原炉，在置于还原炉内棒状硅芯两端加

以电压，产生高温，在高温硅芯表面，三氯氢硅被氢气还原成元

素硅，并沉积在硅芯表面，逐渐生成所需规格多晶硅棒。高纯晶

硅生产工艺流程如图2所示。

高纯氢气氢气流量控制单元

三氯氢硅液体三氯氢硅汽化器三氯氢硅过热器三氯氢硅流量控制单元混合器混合气体控制单元

二氯二氢硅液体二氯二氢硅汽化器二氯二氢硅过热器二氯二氢硅流量控制单元

成品硅棒沉积反应器尾气回收系统

图2高纯晶硅生产工艺流程图

3.技术指标

（1）多晶硅综合电耗：58千瓦时/千克；

4

（2）生产周期：72小时/炉；

（3）原料及辅助原料：硅粉1.08吨，氯0.25吨。

4.技术功能特性

（1）提高还原沉积反应的效率，生产周期可降至72小时；

（2）降低生产过程中原料消耗，还原装置生产1吨多晶硅

所需三氯氢硅降低至45吨，消耗工业硅粉1.08吨；

（3）改善装置的操作环境。

5.应用案例

某公司2.5万吨高纯晶硅项目，技术提供单位为华陆工程科

技有限责任公司。

（1）用户用能情况：该项目为新建项目。

（2）实施内容及周期：项目设计年产3万吨高纯晶硅。实

施周期1.5年。

（3）节能减排效果及投资回收期：建设完成后，硅综合电

耗为58千瓦时/千克，综合节约标准煤23.8万吨/年，减排CO266

万吨/年。投资回收期2年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到90%。可实现节约标准煤

450万吨/年，减排CO21247.6万吨/年。

5

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《国家工业节能技术应用指南与案例（2022年版）》之八：

可再生能源高效利用节能提效技术

一、太阳能等可再生能源高效利用技术

（一）超薄柔性铜铟镓硒太阳能电池一体化发电节能技术

1.技术适用范围

适用于可再生能源领域一体化发电节能技术改造。

2.技术原理及工艺

采用30微米柔性不锈钢箔基底，分别利用卷对卷磁控溅射、

三步共蒸发、化学水浴沉积等镀膜技术和超薄柔性封装技术制备

柔性衬底铜铟镓硒薄膜电池组件，制程工艺稳定可靠。柔性铜铟

镓硒太阳能电池作为发电建材，可与建筑物立面、顶面及光伏景

观灯一体化结合，将太阳光转化为厂区用电能。

3.技术指标

（1）整体发电效率比晶硅系统高15%以上；

（2）组件长时间耐候性：25年；

（3）每平方重量：≤3.3千克；厚度：≤3.5毫米。

4.技术功能特性

（1）可与建材及基础设施、智慧传感器整合，一体化成型，

适应范围广；

1

（2）通过城市家居分布式网络化布置，实现分布式发电分

布式储能；

（3）适合城市多尘多湿环境，高效稳定，寿命长。

5.应用案例

梦想小镇分布式光伏共享系统项目，技术提供单位为浙江尚

越新能源开发有限公司。

（1）用户用能情况：原屋面是由粮仓改建，北坡、东西向

坡度较大，传统光伏组件无法应用。

（2）实施内容及周期：采用超薄柔性铜铟镓硒（CIGS）太

阳能电池，总装机容量1140千峰瓦，运用“安装型”太阳能光伏

系统（BAPV）直铺安装方式。实施周期3个月。

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，整体发电

比晶硅系统高15%以上，节约用电110万千瓦时/年，折合节约标

准煤341吨/年，减排CO2945.4吨/年。投资回收期6年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到6%。可实现节约标准煤20

万吨/年，减排CO255.5万吨/年。

2

（二）真空集热蓄热型太阳能复合空气能供热技术

1.技术适用范围

适用于可再生能源领域供热供暖节能技术改造。

2.技术原理及工艺

真空集热蓄热型空气源热泵采用螺旋形真空集热蓄热辅助

升温装置，通过快速集热、高效蓄热，创新设计机组整体结构，

实现太阳能和空气能两种能源高效利用。真空集热蓄热型太阳能

复合空气能供热技术原理如图1所示。

图1真空集热蓄热型太阳能复合空气能供热技术原理图

3.技术指标

（1）提高机组能效比：8%；

（2）提高机组制热量：15%；

（3）供热系统热效率：2.9；

（4）机组名义制热工况（-12℃）下性能系数：2.45。

3

4.技术功能特性

（1）零下30℃机组依然高效、稳定运行；

（2）机组具有高度智能化控制系统，可远程监控，一键启

动，全自动化运行，无需专人值守。

5.应用案例

山东绿源食品有限公司热水工程示范项目，技术提供单位为

华春新能源有限公司。

（1）用户用能情况：山东绿源食品有限公司集种养、屠宰、

熟食加工为一体，热水需求量巨大，家禽屠宰车间需求40~82℃

热水约170吨/天。

（2）实施内容及周期：设计安装太阳能热水系统、辅助能

源系统、余热回收系统和供水管道系统。实施周期3个月。

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，采用太阳

能集热替代燃气锅炉提供中温用热，减少二氧化硫等污染物的污

染，太阳能系统节能量866054.8兆焦/年，折合节约标准煤506

吨/年，减排CO21403吨/年。投资回收期22个月。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到25%。可实现节约标准煤

11万吨/年，减排CO230.5万吨/年。

4

（三）太阳能异聚态热利用系统

1.技术适用范围

适用于可再生能源领域供热节能技术改造。

2.技术原理及工艺

系统由聚热板、循环主机、冷热末端组成，聚热板吸收太阳

能辐射能、风能、雨水能等自然能热量，使板内工质相变，经循

环主机推动压缩，转换为高品能后进入冷凝器进行热交换，从而

实现热水、采暖、制冷、烘干等功能全天候供应。制冷为反向循

环。太阳能异聚态热利用系统技术原理如图2所示。

图2太阳能异聚态热利用系统技术原理图

3.技术指标

（1）制热年均能效比：5；综合制热能效比：>2；制冷能效

比：≥3.5；

5

（2）-30~45℃无电辅助加热可正常运行；

（3）集热板承压能力：≥50千克/平方厘米。

4.技术功能特性

（1）可充分利用风能、太阳能等可再生能源，同时超低温

运行技术保证系统在-30℃极寒天气下可连续高效稳定供热；

（2）系统能效比高，与电热设备相比，全年平均节能率80%

以上。

5.应用案例

陕西榆林油田太阳能异聚态原油加热项目，技术提供单位为

浙江柿子新能源科技有限公司。

（1）用户用能情况：该油井两台抽油机产油液15吨/日，四

个储油方罐，每个30立方米，罐中布置有换热器，1#、2#用于加

热沉降脱水，3#、4#用于储存原油。改造前先后采取燃煤锅炉和

电加热棒加热，加热效率低。

（2）实施内容及周期：安装太阳能异聚态热利用油田专用

循环主机2台并配置聚热板32块。循环主机与聚热板由铜管连

接，内添加环保型冷媒，经过循环泵与500升缓冲水箱连接。实

施周期15天。

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，与电热设

备相比，全年平均节能率80%，项目节约标准煤270吨/年，减排

CO2748.6吨/年。投资回收期1年。

6

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到8%。可实现节约标准煤12

万吨/年，减排CO233万吨/年。

7

二、储能技术

（一）蓄能泵高效节能技术

1.技术适用范围

适用于储能领域电站蓄能泵节能技术改造。

2.技术原理及工艺

水力设计采用水泵水轮机优化设计经验和计算流体动力学

分析技术，通过建立湍流粘度自适应湍流模型、叶轮出口非线性

环量分布新规律，为研制高效蓄能泵提供理论基础；针对电站大

变幅水头特点进行蓄能泵水力优化设计和模型试验，根据模型制

造高效真机。水泵水轮机技术原理如图3所示。

图3水泵水轮机技术原理图

3.技术指标

（1）蓄能泵最高效率：92%；

（2）压力脉动：≤6%。

4.技术功能特性

采用转轮和活动导叶联合计算优化的方法，并针对压力脉动、

8

S”形安全余量、驼峰特性和空化特性进行多个转轮、活动导

叶、固定导叶的研发，掌握特定目标性能参数与优化设计重点几

何参数的相关性，最终根据比转速选择结果，保证水轮泵较高的

效率水平和稳定性指标。

5.应用案例

700米级350兆瓦蓄能泵机组关键技术与应用项目，技术提

供单位为东方电气集团东方电机有限公司。

（1）用户用能情况：该项目为新建项目。

（2）实施内容及周期：根据项目要求建设4套超高水头蓄

能泵及配套设备，提升抽蓄电站机组的安全运行水平。实施周期

3年。

（3）节能减排效果及投资回收期：建设完成后，原型蓄能

泵平均效率约82%，一年按3000小时抽水时间计算，每台机组

可节约电量7500万千瓦时/年，项目总计4台机组，折合节约标

准煤9.3万吨/年，减排CO225.78万吨/年。投资回收期6年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到5%。可实现节约标准煤69

万吨/年，减排CO2191万吨/年。

9

（二）高效能固体储热技术

1.技术适用范围

适用于可再生能源领域供热、储热节能技术改造。

2.技术原理及工艺

固体储热装置串联在太阳能集热、电制热、工业余热、低品

位废热等热源和换热器之间，将富余热能或不稳定热能通过传热

工质传递给固体储热装置存储，并在需要时通过加热传热工质对

外供热，实现不同能源间耦合转换、清洁能源连续利用供热和发

电，提高清洁能源利用率。高效能固体储热技术原理如图4所示。

图4高效能固体储热技术原理图

3.技术指标

（1）材料比热容：1.1千焦/（千克·摄氏度）；

10

（2）导热系数：1.55瓦/（米·开尔文）；

（3）耐压强度：70兆帕；

（4）1000千瓦时级存储效率：>93.6%；1000兆瓦时级存储

效率：99%。

4.技术功能特性

（1）储热材料可利用系数高，在-50~500℃工作温度区间内

始终保持良好的传热、储热性能，且可回收利用；

（2）材料始终为固体状态，运行安全，无储热材料泄漏风

险；

（3）结合自动控制系统，自动化运行。

5.应用案例

多能互补微网系统综合智慧能源服务项目，技术提供单位为

思安新能源股份有限公司。

（1）用户用能情况：该项目为新建项目。

（2）实施内容及周期：在供给端融合分布式屋顶光伏发电、

太阳能光热集热、风力发电，配合市电系统，配套磷酸铁锂电池

储电、高效固体储热两种方式，并配套智慧能源仓、微网管理系

统、智慧能源管理平台。实施周期16个月。

（3）节能减排效果及投资回收期：建设完成后，节约电量

138万千瓦时/年，折合节约标准煤427.8吨/年，减排CO21186

吨/年。投资回收期7年。

11

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到5%。可实现节约标准煤10

万吨/年，减排CO227.7万吨/年。

12

（三）基于超级电容的重力再生电能就地存储再利用节能系统

1.技术适用范围

适用于可再生能源领域工业变频驱动设备节能技术改造。

2.技术原理及工艺

在传统位能负载变频驱动变频器直流母线上并接超级电容

储能模组，变频器和超容模组间不经过DC/DC电压、功率变换，

电机在发电状态时，电机倒发电回馈电能到变频器直流母线并接

的超级电容系统进行存储；电机在电动状态时，超级电容储能系

统中存储的电能通过变频器向电机供能，由此完成重力再生电能

就地存储再利用。技术原理如图5所示。

3.技术指标

（1）在电梯系统应用中，综合节电率20%~50%；在石油抽

油机系统应用中，综合节电率15%~40%；

（2）系统设计寿命大于10年；

（3）不改变原有设备内部电气结构、不参与原有设备控制

逻辑。

4.技术功能特性

（1）系统具有能量暂存功能，电网中断时，可提供短时后

备动力电源支撑，降低电网电压波动的影响，提升设备的可靠性；

（2）超级电容储能单元采用模块化设计，灵活配置，可满

足不同电压等级和容量需求。

13

图5技术原理图

5.应用案例

大港某油田超容储能型抽油机控制柜应用项目，技术提供单

位为力容新能源技术（天津）有限公司。

（1）用户用能情况简单说明：油田共9台抽油机，型号为

14型，工作制度为冲程6米，冲次3次/分钟，平均每台抽油机

耗电量为240千瓦时/天。

（2）实施内容及周期：安装9台超容储能型抽油机控制柜

替换原有工频控制柜。实施周期40天。

14

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，通过控制

柜内变频器与超容模组的配合，就地回收再利用抽油机工作过程

中的重力势能，据统计，项目综合节约电量23.7万千瓦时/年，

折合节约标准煤73.3吨/年，减排CO2203.2吨/年。投资回收期2

年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到10%。可实现节约标准煤

12万吨/年，减排CO233万吨/年。

15

（四）钛酸锂功率型高效储能系统

1.技术适用范围

适用于可再生能源领域高效能量转化与储存节能技术改造。

2.技术原理及工艺

通过将钛酸锂单体电芯进行串并联得到大型电池组，配置电

池管理系统，提高电芯在运行过程一致性，实现每一个电芯在高

功率下高效利用，从而秒级响应负载功率需求或者电网调度功率

需求等，合理调节电网侧调频服务、无功补偿、可再生能源并网

等。钛酸锂功率型高效储能系统工艺流程如图6所示。

图6钛酸锂功率型高效储能系统工艺流程图

3.技术指标

（1）系统额定2.5倍功率下运行效率：≥85%；

（2）系统寿命：≥25年；

（3）钛酸锂专用BMS，支持充放电深度100%；

16

（4）安全冗余设计：≥30%。

4.技术功能特性

（1）钛酸锂单体电芯可支持锂离子在严酷环境下快速脱出

与嵌入，运行过程电池本体温升低，产热少；

（2）系统由电池系统、功率系统及辅助系统集成而成，设

有电芯、电池簇、电池堆、系统整体共四级保护。

5.应用案例

国家风光储输示范工程（一期）0.5兆瓦时钛酸锂储能系统

示范项目，技术提供单位为格力钛新能源股份有限公司。

（1）用户用能情况：该项目采用发电机组进行二次调频响

应调度，改造前耗能13140兆瓦时/年。

（2）实施内容及周期：在原有发电机组的基础上加入钛酸

锂功率型高效储能系统产品。实施周期7个月。

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，节能量为

18兆瓦时/天，经测算可知，综合调频性能指标提高41%，调频

里程提高30%，综合节约用电6570兆瓦时/年，折合节约标准煤

2036.7吨/年，减排CO25646.8吨/年。投资回收期2.4年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到8%。可实现节约标准煤85

万吨/年，减排CO2235.7万吨/年。

17

（五）飞轮储能技术

1.技术适用范围

适用于微电网领域储能应用节能技术改造。

2.技术原理及工艺

集高速永磁电机、电磁轴承、抽真空装置于一体，电磁轴承

需根据机组运行工况进行设计，并在总体结构设计中充分考虑工

艺性、可靠性、维修性及安全性。飞轮储能电源系统中电机在“充

电”时，作为电动机给飞轮加速，将电能转换成机械能；在“放

电”时，作为发电机将机械能转换成电能，给外部供电，从而实

现节能。飞轮储能机组结构如图7所示。

1.底板2.辅助轴承单元3.下径向磁轴承定子

4.飞轮转子5.轴向磁轴承定子6.上径向磁轴承定子（含电机定子）

7.旋转变压器8.航插9.抽真空装置

图7飞轮储能机组结构图

18

3.技术指标

（1）“短时功率型”飞轮电机效率：≥96%；飞轮储能单机储

能容量：≥10兆焦，能量效率：≥85%；

（2）“短时功率型”飞轮线速度：≥400米/秒；

（3）双向变流器整流/逆变模式平均切换时间：≤0.5秒；

（4）动态真空度：≤10帕。

4.技术功能特性

（1）通过系统优化配置（混合飞轮储能阵列）构成涵盖毫

秒级至数分钟级的多时间尺度储能系统，突破源-网-储协调优化

控制，可与其它长时慢响应的储能方式相结合，满足弱电网中高

比例新能源消纳、微电网功率波动平抑等多应用场景需求；

（2）功率等级覆盖广，充放电过程可控，充放电时间覆盖

毫秒级至几十分钟范围，单机和多机使用灵活，能量转换率高，

可靠性高，维护工作量小。

5.应用案例

青岛地铁3号线再生制动能量回收项目，技术提供单位为湘

潭电机股份有限公司。

（1）用户用能情况：青岛地铁3号线列车在进站时主要通

过电阻耗能方式来解决列车制动能量的回收，将电能转换为热能

排掉，同时列车出站时需从电网上取电，对电网波动造成影响。

（2）实施内容及周期：采用飞轮储能技术进行节能改造，

19

安装2台CNZ-15MJ/1MW飞轮储能机组，含变频器、水冷装置，

以及制动电阻箱。实施周期3个月。

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，两台飞轮

在一个站点上平均节电量1288.7千瓦时/天，节约总电量47.0万

千瓦时/年，折合节约标准煤145.8吨/年，减排CO2404.2吨/年。

投资回收期6.9年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到4%。可实现节约标准煤9

万吨/年，减排CO225万吨/年。

20

（六）压缩空气储能发电透平技术

1.技术适用范围

适用于储能领域压缩空气储能节能技术改造。

2.技术原理及工艺

利用低谷电、弃风电、弃光电等对空气进行压缩，并将高压

空气密封在地下盐穴、地下矿洞、过期油气井或新建储气室中，

在电网负荷高峰期释放压缩空气推动透平机发电，摒弃燃料补燃，

实现电力系统削峰填谷，减少发电装机及电网容量，提升电力系

统效率和经济性。压缩空气储能发电透平技术原理如图8所示。

图8压缩空气储能发电透平技术原理图

3.技术指标

（1）透平效率：>90%；

（2）主调门前温度：320℃；再热温度：320℃；

（3）调门前压强：118.7巴，机组排气压强：1.025巴。

21

4.技术功能特性

（1）可将间断、不稳定、不可控的可再生能源发电储存，

再按照需求平稳、可控的释放；

（2）可作为负荷平衡装置及备用电源，有效解决分布式能

源系统负荷波动大、系统调节能力差、故障率高等问题，提高系

统的供电可靠性、稳定性。

5.应用案例

江苏金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目，技术提供单

位为东方电气集团东方汽轮机有限公司。

（1）用户用能情况：该项目为新建项目。

（2）实施内容及周期：建设1套60兆瓦×5小时非补燃压缩

空气储能系统，压缩空气储存在地下盐腔内，盐腔容积约22万

立方米。实施周期2年。

（3）节能减排效果及投资回收期：实施完成后，发电时间

1660小时/年，可发电9960万千瓦时/年，折合节约标准煤3万吨

/年，减排CO28.3万吨/年。投资回收期12年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到2%。可实现节约标准煤19

万吨/年，减排CO225.8万吨/年。

22

（七）陶瓷复合相变储热技术

1.技术适用范围

适用于可再生能源领域供热节能技术改造。

2.技术原理及工艺

将低谷电、弃风电、弃光电、弃水电或工业余热等利用效率

低的清洁能源转化成热能存储在特制陶瓷储热材料中，在需要使

用热能时，通过换热器将储存热能以热水、热风、热蒸汽、导热

油、热辐射等形式供给用户。陶瓷复合相变储热技术原理如图9

所示。

图9陶瓷复合相变储热技术原理图

3.技术指标

（1）储热密度：>600千焦/千克；

（2）导热系数：>5瓦/（米·开尔文）；

（3）使用寿命：7500次；

23

（4）循环衰减：<3%。

4.技术功能特性

（1）可实现安全高效的规模化储热，储热成本是电池的十

分之一，使用寿命可以达到30年；

（2）使用能源为晚上的低谷电以及弃风电、弃光电、弃水

电，电价相对较低，降低运行成本。

5.应用案例

怀来县24万平方米风力发电陶瓷储热供暖项目，技术提供

单位为国辉（武汉）智慧能源有限公司。

（1）用户用能情况：该项目为新建项目。

（2）实施内容及周期：将弃风电采用陶瓷储热技术转化成

热能储存起来，给小区24小时供热。实施周期60天。

（3）节能减排效果及投资回收期：建设完成后，整套设备

一年可以消纳3000万千瓦时的废弃风电，折合节约标准煤9300

吨/年，减排CO225784吨/年。投资回收期4年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到1%。可实现节约标准煤10

万吨/年，减排CO227.7万吨/年。

24

三、工业绿色微电网技术

（一）钢铁企业电网智能管控技术

1.技术适用范围

适用于钢铁行业电网智慧管控节能技术改造。

2.技术原理及工艺

通过电网运行安全化、潮流控制自动化、电网调度智能化、

数据采集全景化、设备运维规范化、事故处理智慧化等核心功能，

使企业电网内发电设备、用电设备实现高效协调运行，提升余能

发电机组自发电利用率。电网智能管控技术平台架构如图10所

示。

图10电网智能管控技术平台架构图

3.技术指标

（1）针对千万吨级钢铁企业，自发电量利用率提升约7%；

（2）自动拓扑识别周期：≤20毫秒；

25

（3）潮流控制系统整组动作时间：<70毫秒；

（4）全网事故跳闸原因分析时间：<10秒。

4.技术功能特性

（1）可对电气设备进行校验，提前规避电网安全风险；

（2）可对全厂的源、网、荷、储进行协调控制，实现全电

网潮流控制自动化；

（3）可实现全时全网毫秒级捕捉事故报警信息，便于全网

故障的统计与分析，提高事故分析的准确性和快速性；

（4）可实现无人值守。

5.应用案例

河北纵横集团丰南钢铁有限公司110千伏区域变电所及全厂

电网智能管控系统项目，技术提供单位为中冶京诚工程技术有限

公司。

（1）用户用能情况：丰南钢铁电网系统覆盖范围包括220

千伏总降变电所2座、110千伏变电所14座、发电机组4座，电

源、电网、自发电机组和负荷之间没有协调运行，造成较大能源

浪费。

（2）实施内容及周期：采用电网智能管控技术对企业电网

进行智能控制。实施周期18个月。

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，发电量增

加100万千瓦时/天，可节约电量3.3亿千瓦时/年，折合节约标准

26

煤10.2万吨/年，减排CO228.3万吨/年。投资回收期1年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到5%。可实现节约标准煤31

万吨/年，减排CO286万吨/年。

27

附件

《国家工业节能技术应用指南与案例（2022年版）》之九：

重点用能设备及系统节能提效技术

一、电机及电机系统节能提效技术

（一）磁悬浮变频离心式中央空调技术

1.技术适用范围

适用各种空调机或工艺冷却等设备节能技术改造。

2.技术原理及工艺

采用无机械摩擦、无油润滑磁悬浮电机驱动高速叶轮，大幅

降低驱动系统机械损耗，提升系统整体能效；压缩机采用磁悬浮

轴承实现无接触支撑，可有效避免机械摩擦及润滑油系统功耗，

通过变频调速方式控制机组系统运行，进一步降低系统运行能耗，

实现离心机组无油安全高效全工况运行。磁悬浮变频离心式中央

空调技术原理如图1所示。

3.技术指标

（1）综合部分负荷性能系数：≥8；

（2）满负荷性能系数（COP）：≥6；

（3）制冷量：≥50冷吨；

（4）转子振幅：≤15微米；

（5）轴承耐启停次数：≥12万次。

1

图1磁悬浮变频离心式中央空调技术原理图

4.技术功能特性

（1）采用无机械摩擦、无油润滑磁悬浮电机驱动高速叶轮，

大幅降低驱动系统机械损耗，提升系统整体能效；

（2）压缩机采用磁悬浮轴承实现无接触支撑，可有效避免机

械摩擦及润滑油系统功耗；

（3）通过变频调速方式控制机组系统运行，进一步降低系统

运行能耗，实现离心机组无油安全高效全工况运行。

5.应用案例

该项目为研发类技术，暂无推广案例。技术提供单位为珠海

格力电器股份有限公司。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到10%。可实现节约标准煤

89万吨/年，减排CO2246.8万吨/年。

2

（二）磁悬浮离心鼓风机节能技术

1.技术适用范围

适用于工业风机节能技术改造。

2.技术原理及工艺

利用可控电磁力将电机转子悬浮支撑，由高速永磁同步电机

直接驱动高效三元流叶轮，省去传统齿轮箱及皮带传动机构，机

械传动无油润滑、无接触磨损，具有功耗低、转速高、噪音低、

寿命长等特性；通过信息化智能控制系统，可随时根据工况自动

调整运行参数，大幅度提升系统运行能效水平，实现整机远程运

维、故障诊断和维修调试、无人值守等功能。磁悬浮离心鼓风机

技术原理如图2所示。

图2磁悬浮离心鼓风机技术原理图

3.技术指标

（1）多变效率：>86%；整机流量：18~320立方米/分钟；压

3

力：20~110千帕；工作噪声：≤80分贝；

（2）磁轴承设计承载力：>4000牛；磁轴承控制精度：<10

微米；传感器分辨率：±1微米；灵敏度：8毫伏/微米；重复定位

精度：±2微米；

（3）磁悬浮高速电机功率范围：22~600千瓦；变频调速范围：

每分钟10000~36000转。

4.技术功能特性

（1）利用可控电磁力将电机转子悬浮支撑，无接触磨损，噪

音低；

（2）采用三元流叶轮与流道的高效匹配技术，实现风机系统

宽工况高效运行；

（3）通过信息化智能控制系统，可随时根据工况自动调整运

行参数。

5.应用案例

昌乐盛世热电脱硫脱硝工艺磁悬浮鼓风机改造项目，技术提

供单位为山东天瑞重工有限公司。

（1）用户用能情况：昌乐盛世热电脱硫脱硝工艺采用4台

250千瓦罗茨鼓风机，耗电约5143千瓦时/天，噪音高达120分贝。

（2）实施内容及周期：采用4台110千瓦磁悬浮鼓风机替代

原来4台250千瓦罗茨鼓风机。实施周期2个月。

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，系统运行稳

4

定，噪音降至80分贝，耗电2502千瓦时/天，按照年运行330天

计算，综合节约电量87.2万千瓦时/年，折合节约标准煤270吨/

年，减排CO2748.6吨/年。投资回收期17个月。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到25%。可实现节约标准煤

77万吨/年，减排CO2213.5万吨/年。

5

（三）高性能低压变频器

1.技术适用范围

适用三相异步电动机控制系统节能技术改造。

2.技术原理及工艺

通过将工频电压转换为直流电压，然后将直流电压再转化为

可变频率可变幅值的电压，从而改变电机输入电压，可在满足转

速、力矩情况下匹配电机负载自适应调节，对运行功率、效率进

行动态优化，实现对交流异步电机调速，有效降低电机系统能耗。

高性能低压变频器系统结构如图3所示。

图3高性能低压变频器系统结构图

3.技术指标

（1）交流电机效率比直流电机高：2%~3%；

（2）开环转矩精度：±2%；

（3）开环转矩脉动：±3%；闭环转矩脉动：±2%；

（4）速度精度：±0.001%。

4.技术功能特性

6

（1）采用实时多任务、多时间尺度，支持多通信协议的协调

统一操作系统，实现控制器快速实时响应和高精度控制，适应高

端变频器及系统应用的需求；

（2）采用控制器、功率单元和变频器之间的快速协调通讯，

实现功率单元模块化应用以及变频器并联扩容；

（3）采用故障数据记录系统、远程监控技术、故障诊断技术，

提高变频器的可维护性。

5.应用案例

新抚钢棒线材生产线改造项目，技术提供单位为中冶京诚工

程技术有限公司。

（1）用户用能情况：生产过程中，物料分批次逐步进入连续

生产线，对于生产线上所有设备都处于断续工作制，生产过程存

在大量负荷冲击过程。

（2）实施内容及周期：新抚钢棒线材生产线共150余台低压

变频电机，整条生产线设计供电功率为20兆瓦，采用国产高性能

低压变频技术进行节能改造。实施周期三个月。

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，由于交流电

机免维护，且省去冷却水部分，每年减少运维成本，交流电机效

率比直流电机高2%~3%，可节电107万千瓦时/年，综合节约标

准煤331.7吨/年，减排CO2919.6吨/年。投资回收期3年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

7

预计到2025年行业普及率可达到5%。可实现节约标准煤13

万吨/年，减排CO236万吨/年。

8

（四）绕组式永磁耦合调速器技术

1.技术适用范围

适用于工业传动调速系统节能技术改造。

2.技术原理及工艺

绕组式永磁耦合调速器是一种转差调速装置，由永磁外转子、

绕组内转子及控制系统组成，永磁外转子与绕组内转子有转速差

时，绕组中产生感应电动势，控制绕组中感应电流，实现调速和

软起动，转速滑差形成能量引出发电，回馈到用电端再利用，实

现节能提效。绕组式永磁耦合调速器结构如图4所示。

图4绕组式永磁耦合调速器结构示意图

3.技术指标

（1）效率：96%~98%（检测范围：额定转速的30%~99%）；

（2）调速范围：0%~99%；

（3）振动：≤2.8毫米/秒；

9

（4）功率范围：1.5~2500千瓦。

4.技术功能特性

（1）简单控制绕组转子回路的开关，实现离合功能；

（2）调节绕组中的感应电流，控制传递转矩，实现调速和软

起动；

（3）绕组中转差功率引出回馈到用电端再利用，解决其他转

差调速类设备的温升问题。

5.应用案例

天津钢铁（集团）有限公司烧结除尘风机永磁调速器改造项

目，技术提供单位为江苏磁谷科技股份有限公司。

（1）用户用能情况：烧结厂630千瓦配料除尘风机采用调速

型液力耦合器进行风机调速，耗电量304.2千瓦时/小时，1400千

瓦成品除尘风机采用调速型液力耦合器进行风机调速，耗电量

934.7千瓦时/小时。

（2）实施内容及周期：采用绕组式永磁耦合调速器替换原有

调速型液力耦合器。实施周期三个月。

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，单位能耗显

著降低，节电率27.4%，节约标准煤428.2吨/年，减排CO21187.2

吨/年。投资回收期14个月。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到1%。可实现节约标准煤81

10

万吨/年，减排CO2224.6万吨/年。

11

（五）基于智能控制的水泵群控系统技术

1.技术适用范围

适用于水泵类设备控制系统节能技术改造。

2.技术原理及工艺

采用传感器实时监测地下水位，并与标定值做实时对比，经

过数据转换、处理系统将液位信息转化为数字信号并传递到云平

台服务器，从而实时控制调整电泵工作状态及抽排功率，有效提

升水泵系统运行效率。水泵群控系统技术原理如图5所示。

图5水泵群控系统技术原理图

3.技术指标

（1）系统节能效率提高：27%；

（2）单泵效率：64%。

4.技术功能特性

（1）可实现自动监测地下水位线，按照需求开启水泵数量并

12

调节水泵的抽排功率；

（2）可通过用户手机端和PC端显示各水泵实时运行情况。

5.应用案例

沈阳地铁方型广场站地下排水改造项目，技术提供单位为海

城三鱼泵业有限公司。

（1）用户用能情况：沈阳地铁3号线两站一区间，地面水塔

高度6.5米，降水支路管路为铁管，运用老式的水泵进行排水，

单井耗电量为17.9千瓦时/小时，且不能实现自动控制。

（2）实施内容及周期：将原有的200台老式排水泵更换为

200QJG8030T7SA-Y/B型高效节能水泵，并配备KBZ系列远程监

控自动高效降水控制柜。实施周期1个月。

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，系统实现全

自动化排水并能进行远程监控，耗电量由17.9千瓦时/小时下降到

12.8千瓦时/小时，综合节约电量881.6万千瓦时/年，折合节约标

准煤2733吨/年，减排CO27577吨/年。投资回收期4年。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到15%。可实现节约标准煤

46万吨/年，减排CO2127.5万吨/年。

13

（六）新型开关磁阻调速电机系统

1.技术适用范围

适用于电机系统节能技术改造。

2.技术原理及工艺

机体采用凸极定子和凸极转子双凸极结构，定子绕组集中、

结构开放，散热快温升低，转子不设绕组、永磁体、滑环等部件，

转动惯量小，铁损、铜损及励磁损耗较小，功率因数高，通过电

子无刷换向，保证电机效率、稳定性、可靠性和使用寿命。开关

磁阻调速电机系统工艺如图6所示。

图6开关磁阻调速电机系统工艺图

14

3.技术指标

（1）效率值：≥85%；

（2）与传统三相异步电机相比，同工况下节电率：7%~10%；

（3）电机的最高工作转速为额定转速的1.5倍；

（4）电机功率因数：0.99；系统功率因数：0.93。

4.技术功能特性

（1）增大定子极弧系数，使开关磁阻电机在额定转速为1500

转/分时振动位移小于6.5微米，振动速度小于1.1毫米/秒；

（2）通过增大最大电感和最小电感的比值，控制电机开通角

与关断角，实现电机绕组电流在导通时间内上升幅度减缓，从而

增大电机的输出转矩，减小转矩脉动，提高电机的综合性能；

（3）在开关磁阻电机的转子凸极与转子轴的径向方向设置异

形齿结构，改变磁路及磁阻，减小径向磁力，避免共振，降低电

机噪声。

5.应用案例

龙蟒佰利联集团股份有限公司电机系统节能改造项目，技术

提供单位为深圳市风发科技发展有限公司。

（1）用户用能情况：该企业原14台老旧电机耗能高，启动

电流较大，运行效率低。

（2）实施内容及周期：对该企业14台老旧电机进行节能改

造，替换为开关磁阻电机。实施周期5个月。

15

（3）节能减排效果及投资回收期：改造完成后，以额定功率

运行，每年按8000小时统计，节约电量266.4万千瓦时/年，折合

节约标准煤826吨/年，减排CO22290吨/年。投资回收期7个月。

6.预计到2025年行业普及率及节能减排能力

预计到2025年行业普及率可达到40%。可实现节约标准煤

20万吨/年，减排CO255.5万吨/年。

16

（七）压缩空气系统节能技术

1.技术适用范围

适用于空气压缩机控制系统节能技术改造。

2.技术原理及工艺

通过安装智能电表、智能气表采集用户用气规律和相关数据，

建立数据库构建物联网，根据数据分析自适应匹配空压机和后处

理设备最佳工况，实时动态调整系统运行效率，可有效降低空压

机系统能耗。

3.技术指标

节能量：15%~50%。

4.技术功能特性

（1）可对空压站系统供需精确匹配，用气变化后可实现再次

匹配；

（2）通过智慧管理平台对空压站实行精细化管理，大数据在

线实时分析并进行智能管控。

5.应用案例

建华建材（湖北）有限公司空压机节能改造项目，技术提供

单位为湖北索立德压缩机有限公司。

（1）用户用能情况：原使用四台132千瓦压缩机（三用一备）

和三台120千瓦压