基于螺杆动力机组的供热蒸汽能量梯级利用系统顾煜炯教授/博士生导师华北电力大学/国家火力发电工程技术中心绿色能源低碳经济节能减排Backgroundn碳达峰碳中和——2060行动计划时间政策相关主要内容2024年05月《2024—2025年节能降碳行动方案》严格合理控制煤炭消费。加强煤炭清洁高效利用，推动煤电低碳化改造和建设，推进煤电节能降碳改造、灵活性改造、供热改造“三改联动”。严格实施大气污染防治重点区域煤炭消费总量控制，重点削减非电力用煤，持续推进燃煤锅炉关停整合、工业窑炉清洁能源替代和散煤治理。2023年04月《2023年能源工作指导意见》坚持创新驱动提升产业现代化水平。深入实施创新驱动发展战略，补强能源产业链薄弱环节，狠抓绿色低碳技术攻关，加快能源产业数字化智能化升级，提高能源产业链安全保障能力，增强能源产业竞争新优势。2023年02月《关于统筹节能降碳和回收利用加快重点领域产品设备更新改造的指导意见》旨在加快节能降碳先进技术研发和推广应用，推进各类资源节约集约利用。提出到2025年，进一步提升高效节能产品设备市场占有率等主要目标。从加快重点领域产品设备节能降碳更新改造等四方面，提出以节能降碳为导向聚焦重点领域产品设备、推动再生资源高水平循环利用等14项主要任务。2022年08月《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》能源绿色低碳转型科技支撑行动。立足以煤为主的资源禀赋，抓好煤炭清洁高效利用，增加新能源消纳能力，推动煤炭和新能源优化组合，保障国家能源安全并降低碳排放；低碳零碳技术示范行动。形成一批可复制可推广的先进技术引领的节能减碳技术综合解决方案，并开展一批典型低碳技术应用示范，促进低碳技术成果转移转化。2021年10月《2030年前碳达峰行动方案》实施节能降碳重点工程，推动电力、钢铁、有色金属、建材、石化化工等行业开展节能降碳改造，推动能源系统优化和梯级利用，提升能源资源利用效率；推进煤炭消费替代和转型升级，加快现役机组节能升级和灵活性改造，积极推进供热改造；推动园区企业循环式生产、产业循环式组合，组织企业实施清洁生产改造，促进能量梯级利用、推进工业余压余热利用。2020年11月《国家工业节能技术装备推荐目录（2020）》目录包括流程工业节能改造、余热余压节能改造等5大类59项工业节能技术。涉及的余热发电技术包括新型水泥熟料冷却技术及装备等。环境污染能源危机全球变暖随着“碳中和，碳达峰”以及“煤电三改”的推进，国家政策大力倡导节能减排，开发能量梯级利用技术，分别从费用减免、市场应用等方面推动。表：2020-2024年中国节能减碳，能量梯级利用相关政策支持亟需一种高效可靠灵活的技术实现能量的梯级利用，提高能源利用率，助力“双碳战略”。Technicalroute基于螺杆动力机组的能量梯级利用系统以新型双螺杆机为技术核心，面向蒸汽，天然气，烟气等场景提出差异化方案，减少工业生产过程中能量等级品位不匹配的浪费，达到“温度对口，梯级利用”的原则。系统层次：针对居民采暖，中压供热，天然气减压站等供给侧能源品味高于需求侧能源品味的情况，采用螺杆膨胀机进行能量的梯级利用，提高系统的能量利用效率和经济性；而高参数工业供热，稠油开采等供给侧能源品味低于需求侧能源品味的情况，通过螺杆压缩机提升工质品味，以灵活满足生产需求。设备层次：研发新型螺杆机实现高参数，大流量情况下能源的高效梯级利用，以达到对余压余热的合理利用；并将机组能效分析、故障诊断和寿命管理有机融合，推动螺杆机向智能化发展。本系统可广泛应用于工业供热，居民采暖供热，天然气管网，石油开采等领域，具有极佳的经济效益和社会效益，助力“双碳”的目标。技术路线介绍工业供热领域：工业供热抽汽从热电联产机组再热冷段抽取，供热抽汽大约为2.8MPa-3.2MPa，温度320℃-340℃,而工业热用户需求品味仅为0.8-1.2MPa，240-260℃,存在至少137kJ/kg能量的不合理利用。高品味的冷再抽汽通过螺杆膨胀机做功发电，将高品味的能量先转化为电能然后供给热用户，以利用50t/h的工业蒸汽为例，一年可回收1500万度电。稠油开采领域：稠油开采需求15MPa以上的高压蒸汽，当前采用...