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国家工业节能技术应用指南与案例
(2021
工业和信息化部
2021.12
编 者 按 :
为加快推广先进适用节能技术装备产品,推动工业和信息化领域节
能和能效提升,助力碳达峰、碳中和目标实现,2021 12 月 , 工 业 和
信息化部发布《国家工业节能技术推荐目录(2021)》和《国家通信业
节能技术产品推荐目录(2021 )》,其中包括流程工业节能提效技术、
重点用能设备系统节能提效技术、储能及可再生能源利用技术、智慧能
源管控系统技术、余热余压利用技术等 5大 类 69 项工业节能提效技术,
以及绿色数据中心、5G 网络和其他通信业领域等 3大 类 74 项 技 术 产 品 。
为加快相关技术推广应用,现将《国家工业节能技术应用指南与案例
2021)》和《国家通信业节能技术产品应用指南与案例(2021 ) 》 予
以发布,供参考借鉴。
目 录
钢 铁 行 业 节 能 提 效 技 术
( 一 ) 转 臂 式 液 密 封 环 冷 机
( 二 ) D P 系 列 废 钢 预 热 连 续 加 料 输 送 成 套 设 备
(三)高温工业窑炉红外节能涂料技术
有 色 行 业 节 能 提 效 技 术
( 一 ) 6 0 0 k A 级 超 大 容 量 铝 电 解 槽 技 术
( 二 ) 铝 电 解 槽 智 能 打 壳 系
建 材 行 业 节 能 提 效 技 术
( 一 ) 建 筑 陶 瓷 新 型 多 层 干 燥 器 与 宽 体 辊 道 窑 成 套 节 能 技 术 装 备
( 二 ) 水 泥 窑 用 系 列 低 导 热 莫 来 石 砖
石 化 化 工 行 业 节 能 提 效 技 术
( 一 ) 三 效 溶 剂 回 收 节 能 蒸 馏 技 术
( 二 ) 用 于 制 取 优 级 糠 醛 的 节 能 蒸 馏 技 术
( 三 ) 无 水 酒 精 回 收 塔 节 能 装 置 的 研 发 技 术
( 四 ) 硫 酸 铜 三 效 混 流 真 空 蒸 发 技 术
( 五 ) 模 块 化 梯 级 回 热 式 清 洁 燃 煤 气 化 技 术 ( M C R E G
( 六 ) 自 支 撑 纵 向 流 无 折 流 板 管 壳 式 换 热 器
( 七 ) 新 型 三 维 整 体 隐 形 翅 片 管 换 热 器
( 八 ) 高 效 节 能 熔 炼 技 术
( 九 ) 石 墨 烯 机 油 添 加 剂
( 十 ) 改 性 活 性 炭 吸 附 、 贫 油 吸 收 组 合 油 气 回 收 工 艺 技
( 十 一 ) 3 6 万 吨 /年 高 效 宽 工 况 硝 酸 四 合 一 机 组 技 术
重 点 用 能 设 备 系 统 节 能 提 效 技 术
( 一 ) 流 程 工 艺 风 机 及 系 统 管 网 优 化 节 能 技 术
( 二 ) 工 业 用 永 磁 辅 助 磁 阻 同 步 电 机 技 术
( 三 ) 特 大 型 高 炉 鼓 风 高 效 节 能 装 置 技 术
( 四 ) 高 效 低 碳 微 通 道 换 热 器 技 术
( 五 ) 等 离 子 体 点 火 及 稳 燃 技 术
( 六 ) 高 效 动 压 气 悬 浮 离 心 压 缩 机 关 键 技 术
( 七 ) 跨 临 界 C O 2 热 泵 的 并 行 复 合 循 环 关 键 技 术
( 八 ) 节 能 高 效 多 级 小 焓 降 冲 动 式 汽 轮 机
( 九 ) 有 机 郎 肯 循 环 ( O R C ) 发 电 技 术
( 十 ) 开 关 磁 阻 电 机 驱 动 系
( 十 一 ) 纯 方 波 永 磁 无 刷 电 机 及 驱 动 器 节 能 技 术
( 十 二 ) 先 导 式 气 力 物 料 运 输 系 统
( 十 三 ) 永 磁 电 机 内 装 式 矿 井 提 升 机
( 十 四 ) 卧 式 油 冷 型 永 磁 调 速 器
( 十 五 ) 新 型 热 源 塔 热 泵 系
( 十 六 ) 永 磁 伺 服 电 机 节 能 动 力 系 统
( 十 七 ) 柴 油 机 电 力 测 功 系 统 电 力 回 馈 技 术
( 十 八 ) 全 预 混 冷 凝 燃 气 热 水 锅 炉
( 十 九 ) 大 型 制 冷 机 组 高 效 节 能 环 境 模 拟 和 检 测 技 术
( 二 十 ) 黑 体 强 化 辐 射 传 热 节 能 技 术
国家工业节能技术应用指南与案例(2021)工业和信息化部2021.12编者按:为加快推广先进适用节能技术装备产品,推动工业和信息化领域节能和能效提升,助力碳达峰、碳中和目标实现,2021年12月,工业和信息化部发布《国家工业节能技术推荐目录(2021)》和《国家通信业节能技术产品推荐目录(2021)》,其中包括流程工业节能提效技术、重点用能设备系统节能提效技术、储能及可再生能源利用技术、智慧能源管控系统技术、余热余压利用技术等5大类69项工业节能提效技术,以及绿色数据中心、5G网络和其他通信业领域等3大类74项技术产品。为加快相关技术推广应用,现将《国家工业节能技术应用指南与案例(2021)》和《国家通信业节能技术产品应用指南与案例(2021)》予以发布,供参考借鉴。目录钢铁行业节能提效技术(一)转臂式液密封环冷机(二)DP系列废钢预热连续加料输送成套设备(三)高温工业窑炉红外节能涂料技术有色行业节能提效技术(一)600kA级超大容量铝电解槽技术(二)铝电解槽智能打壳系统建材行业节能提效技术(一)建筑陶瓷新型多层干燥器与宽体辊道窑成套节能技术装备(二)水泥窑用系列低导热莫来石砖石化化工行业节能提效技术(一)三效溶剂回收节能蒸馏技术(二)用于制取优级糠醛的节能蒸馏技术(三)无水酒精回收塔节能装置的研发技术(四)硫酸铜三效混流真空蒸发技术(五)模块化梯级回热式清洁燃煤气化技术(MCREG)(六)自支撑纵向流无折流板管壳式换热器(七)新型三维整体隐形翅片管换热器(八)高效节能熔炼技术(九)石墨烯机油添加剂(十)改性活性炭吸附、贫油吸收组合油气回收工艺技术(十一)36万吨/年高效宽工况硝酸四合一机组技术重点用能设备系统节能提效技术(一)流程工艺风机及系统管网优化节能技术(二)工业用永磁辅助磁阻同步电机技术(三)特大型高炉鼓风高效节能装置技术(四)高效低碳微通道换热器技术(五)等离子体点火及稳燃技术(六)高效动压气悬浮离心压缩机关键技术(七)跨临界CO2热泵的并行复合循环关键技术(八)节能高效多级小焓降冲动式汽轮机(九)有机郎肯循环(ORC)发电技术(十)开关磁阻电机驱动系统(十一)纯方波永磁无刷电机及驱动器节能技术(十二)先导式气力物料运输系统(十三)永磁电机内装式矿井提升机(十四)卧式油冷型永磁调速器(十五)新型热源塔热泵系统(十六)永磁伺服电机节能动力系统(十七)柴油机电力测功系统电力回馈技术(十八)全预混冷凝燃气热水锅炉(十九)大型制冷机组高效节能环境模拟和检测技术(二十)黑体强化辐射传热节能技术储能及可再生能源利用技术(一)高电压大功率成套固体电蓄热炉(二)基于飞轮储能的发电机功率补偿及节能技术(三)用户侧分布式智慧储能关键技术(四)分时实现变频调速及电能质量治理技术(五)面向新能源接入的高效电能质量治理装置(六)电除尘器新型节能高频高压供电及控制技术智慧能源管控系统技术(一)成品油管网智慧用能决策系统(二)基于边缘计算的流程工业智能优化控制技术(三)中小型冷库制冷机组的智能热氟融霜节能技术(四)直流母线群控供电系统(五)能源化工企业智慧工厂“123”体系冷源数字化节能技术(六)区域综合能源管控系统(七)智慧能源能效管控系统(八)EcoSave空压站智慧无损节能系统(九)基于APC中央空调智控节能技术(十)智慧热岛—余热利用技术(十一)iSave中央空调AI节能控制系统(十二)一种组合式互联网节能型智慧空压站的集成设计及智能控制系统余热余压利用技术(一)自回热精馏节能技术(二)升温型工业余热利用技术(三)基于热能梯级利用的热电联产低位能供热技术(四)大腔体高温真空电热氮化烧结系统及余热利用技术(五)污泥耦合发电技术(六)汽车轮毂生产线余热高效回收利用关键技术与应用(七)锅炉烟气余热深度利用技术(八)工业用复叠式热功转换制热技术(九)工业企业能源节能降耗及余能再利用技术(十)智能全闭式蒸汽冷凝水回收系统(十一)船用柴油机余热利用发电系统(十二)配套于大型催化裂化装置补燃式余热锅炉(二十一)基于水力空化的汽车涂装车间低温脱脂节能技术附件《国家工业节能技术应用指南与案例(2021)》之一——钢铁行业节能提效技术(一)转臂式液密封环冷机1.技术适用范围适用于液密封环冷机节能技术改造。2.技术原理及工艺以高刚度模块化回转体单元为核心运行部件,以水作为密封介质,台车栏板及环冷罩采用全密封全保温技术,并配备完善的运行安全检测及控制系统,解决了传统环冷机运行跑偏及密封效果差造成的漏风漏料问题,可实现设备系统漏风率≤5%,冷却风机总装机容量降低50%以上,余热利用效率提高10%以上。技术原理图如下:1-回转框架及台车;2-支撑辊;3-风箱上罩;4-风箱;5-双层卸灰阀及卸料小车;6-风道;7-鼓风系统3.技术指标(1)排料温度:≤120℃。(2)漏风率:≤5%。(3)吨矿冷却风量:1600立方米/小时(标态)。(4)余热利用吨矿发电量:18~20度。4.技术功能特性(1)单层通轴平面结构台车,寿命长,冷却效率提高约10%。(2)全流程模块化,改造施工周期短。(3)设备系统漏风率≤5%,冷却风机总装机容量降低50%以上,余热利用效率提高10%以上。5.应用案例日照钢铁示范工程项目,技术提供单位为湖南中冶长天重工科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:日照钢铁厂12、13号烧结生产线有2台415平方米环冷机设备,设备故障率高,漏风率30%~40%,烧结吨矿耗电量7.1千瓦时。(2)实施内容及周期:利用转臂式液密封环冷机替代原有传统环冷机。实施周期5个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,相较于原有环冷机设备,设备故障率明显降低,漏风率由30%~40%下降至5%以下,烧结吨矿耗电量从7.1千瓦时下降到3.55千瓦时、吨矿余热发电量从13千瓦时提高到18千瓦时,余热利用效率提升至60%,年节约标准煤1.17万吨,年减排CO23.24万吨。投资回收期约2年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到60%,可形成年节约标准煤81.8万吨,年减排CO2226.59万吨。(二)DP系列废钢预热连续加料输送成套设备1.技术适用范围适用于短流程电炉炼钢领域节能技术改造。2.技术原理及工艺开发了具有对流加热功能的振动输送和高效物料预热输送装备,改变电炉高温烟气在废钢预热通道内的流动方向,使高温烟气与废钢的热交换形式由辐射传热变为对流与辐射相结合的传热方式。该成套装备实现了电弧炉冶炼过程连续加料、连续预热、连续熔化和连续冶炼,大幅度降低了炼钢能耗,缩短了电炉冶炼周期,减少了烟气排放。技术原理图如下:3.技术指标(1)冶炼时间缩短:15~25分钟。(2)产量提高:30%。(3)电极消耗降低:0.5~0.8千克/吨。4.技术功能特性(1)实现了连续加料、连续预热、连续熔化和连续冶炼。(2)形成了“连续加料-供电-供氧-余热-二噁英治理”工艺。(3)降低了炼钢能耗,缩短了电炉冶炼周期,减少了烟气排放。5.应用案例西宁特殊钢股份有限公司改造示范项目,技术提供单位为河南太行全利重工股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:西宁特殊钢股份有限公司主要采用废钢分批加入方式,需要多次旋开炉盖用料篮加料,能耗高、效率低、环境污染严重,冶炼成本高。(2)实施内容及周期:在原设备基础上新建DP系列废钢预热连续加料输送成套设备。实施周期1个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,系统冶炼电耗降低100千瓦时/吨,年钢产量85万吨,年节约标准煤2.64万吨,年减排CO27.31万吨。投资回收期为3.5个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到30%,可形成年节约标准煤175万吨,年减排CO2484.75万吨。(三)高温工业窑炉红外节能涂料技术1.技术适用范围适用于工业锅炉节能技术改造。2.技术原理及工艺通过增加基体表面黑度,形成高发射率辐射层,从而减少热量流失,达到炉窑节能效果。涂层可改变传热区内热辐射的波谱分布,将热源发出的间断式波谱转变成连续波谱,从而促进被加热物体吸收热量,强化了炉内热交换过程,提高了窑炉能源利用率。工艺流程图如下:3.技术指标(1)节能率:≥10%。(2)长期工作温度范围:800~1650℃,短期工作温度可达1700℃。(3)涂层固化后硬度高。4.技术功能特性复合黏结剂提高了涂层整体的耐温性和抗热震性能,涂层在窑炉内部温度变化时不开裂、不脱落。5.应用案例山东钢铁股份有限公司莱芜分公司型钢厂改造项目,技术提供单位为天津水泥工业设计研究院有限公司。(1)用户用能情况简单说明:山东钢铁股份有限公司莱芜分公司型钢厂加热炉保温性能差,平均能耗2.03吉焦/吨。(2)实施内容及周期:在其轧钢车间内一台年产25万吨型钢加热炉的加热段、均热段喷涂上红外节能涂料,有效面积145平方米。实施周期1个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,加热炉月度统计平均能耗1.68吉焦/吨,对比改造前平均能耗2.03吉焦/吨,吨钢平均能耗降低0.35吉焦,节能率达到17%,年节约标准煤0.30万吨,年减排CO20.83万吨。投资回收期3个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到5%,可形成年节约标准煤149.4万吨,年减排CO2413.84万吨。附件《国家工业节能技术应用指南与案例(2021)》之二——有色行业节能提效技术(一)600kA级超大容量铝电解槽技术1.技术适用范围适用于有色金属领域铝电解槽节能技术改造。2.技术原理及工艺研发的超大容量铝电解槽磁流体稳定性技术,突破了600千安级铝电解槽磁流体稳定性技术瓶颈,为铝电解槽的高效、稳定运行奠定了基础;研发的热平衡耦合控制技术,对影响铝电解槽热平衡的全要素进行了综合优化配置,实现了600千安级铝电解槽预期的热平衡状态;研发的铝电解槽高位分区集气结构技术,实现了超大容量铝电解槽槽罩内负压分布的均匀性,集气效率达到99.6%,污染物总量控制实现了超低排放的目标。系统结构图如下:3.技术指标(1)阳极电流密度:0.804安/平方厘米。(2)平均电压:3.95伏。(3)电流效率:94.6%。(4)电解槽电流:600千安。4.技术功能特性解决了600千安级超大容量铝电解槽的磁流体稳定性、电热平衡等问题。5.应用案例百矿集团德保马隘铝产业园煤电铝一体化30万吨铝水工程项目,技术提供单位为东北大学设计研究院(有限公司)。(1)用户用能情况简单说明:该项目为新建项目。(2)实施内容及周期:采用NEUI600高产率铝电解槽技术,建设一条年产300千吨铝水生产系统。项目的建设内容包括主要生产车间和辅助生产系统,主要生产车间有:铝水生产车间、供电整流车间、氧化铝贮运系统、阳极组装车间、电解烟气净化中心、备用铸造车间、抬包清理车间、炉修车间及综合维修等;辅助生产系统有空压站、仓库和冷却循环水站等。实施周期3年。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,吨铝直流电耗12557千瓦时,吨铝可节约电量457千瓦时,年产按照20万吨计算,年节约标准煤2.83万吨,年减排CO27.85万吨。投资回收期2.2年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到15%,可形成年节约标准煤44.58万吨,年减排CO2123.49万吨。(二)铝电解槽智能打壳系统1.技术适用范围适用于有色金属领域铝冶炼节能技术改造。2.技术原理及工艺在传统气缸的基础上,增加了气缸数据传感器和气缸运动控制阀,气缸数据传感器设置在气缸的出口处,气缸控制阀设置在气缸的进气口处,增加带有控制算法的工业控制器,对传感器采集的数据进行推算、分析;通过模拟计算对打壳气缸运动过程进行非线性动力分析,采用拟合和遗传等技术对测量的数据进行记录、过滤、分析、提取,总结出曲线变化规律,形成打壳气缸运动特征库和变化规律库。技术原理图如下:3.技术指标(1)延长锤头使用寿命1.5倍。(2)相对传统打壳,锤头粘包率降低85%~95%,火眼积料卡堵率降低55%~65%。(3)节约压缩空气使用量:50%~60%。4.技术功能特性(1)实现单点按需打壳。(2)自动判断壳孔状态,根据壳孔状态调整打壳方式、次数,实现单点停打、补打。(3)锤头打壳深度可调节,打壳完成后立即返回,锤头不在电解质中停留。5.应用案例魏桥集团惠民县汇宏新材料有限公司电解铝二期A系列打壳气缸控制系统升级改造项目,技术提供单位为河南科达东大国际工程有限公司。(1)用户用能情况简单说明:改造前吨铝电耗为12977千瓦时,电解电流效率91.6%,平均电压4.012伏,电解效应系数为0.223,平均每天每槽压缩空气用量为112.6万立方米。(2)实施内容及周期:对电解槽打壳系统进行改造升级,改造数量90套。实施周期4个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,打壳锤头粘包率降低约88%,火眼积料卡堵率降低约60%,卡堵判断准确率约为95%,平均每天每槽压缩空气用量为50.8万立方米,吨铝电耗为12923千瓦时,平均单槽年产铝量为1324吨,单槽年节约用电量为5.56万千瓦时,单槽年节约压缩空气折合电量为1.5万千瓦时,年节约标准煤0.20万吨,年减排CO20.55万吨。该项目综合年效益227.25万元,总投入166.5万元,投资回收期9个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到8.85%,可形成年节约标准煤8.85万吨,年减排CO224.51万吨。附件《国家工业节能技术应用指南与案例(2021)》之三——建材行业节能提效技术(一)建筑陶瓷新型多层干燥器与宽体辊道窑成套节能技术装备1.技术适用范围适用于建筑陶瓷生产领域节能技术改造。2.技术原理及工艺开发内置式自循环干燥技术和接力回收窑炉冷却余热系统,实现了余热高效回收和循环利用,提高了热利用效率;优化多层干燥器和宽体辊道窑的耐火保温结构,提高了保温效果,降低了窑炉散热;通过风气精准比例控制技术、节能型蓄热式燃烧组合结构及五层自循环快干器与宽体辊道窑的有效组合,系统地增强了干燥和烧成温度场的稳定性,提高了干燥和烧成质量。工艺流程图如下:3.技术指标(1)干燥器内宽:≥3.0米;长度:≥50米。(2)辊道窑内宽:≥3.0米;长度:≥200米。(3)烧成温度:≤1250℃。(4)零压处面板与环境温度之差:≤35℃。(5)干燥、烧成合格率:≥99%。4.技术功能特性(1)开发了冷却余热高效接力回收系统、内置式自循环干燥结构、风/气比例精准控制等关键技术,实现窑炉冷却余热和干燥器内部热气的高效回收、快速均化、自动控温及循环利用,提高了热量的利用效率。(2)研发出窑炉分区精准控制燃烧技术,适应于建筑陶瓷的节能型蓄热式燃烧组合结构,降低了烧成带空气过剩系数,解决了窑炉不同温度场、气氛的均匀性问题,提高了建筑陶瓷烧成的产量和质量。(3)优化了窑炉保温系统,减少窑体散热,提高了窑炉热效率。5.应用案例广东清远蒙娜丽莎建陶有限公司抛釉地砖升级改造项目,技术提供单位为佛山市德力泰科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:广东清远蒙娜丽莎建陶有限公司原干燥、烧成系统单位综合能耗为2.1342千克标准煤/平方米。(2)实施内容及周期:建设全新干燥器和高温辊道窑。实施周期4个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,干燥、烧成系统平均综合能耗下降为1.8675千克标准煤/平方米,该项目单线日产抛釉砖12000平方米,每年按照330个工作日计算,年节约标准煤0.11万吨,年减排CO20.29万吨。该项目综合年效益420万元,总投入1450万元,投资回收期3.45年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到11.9%,可形成年节约标准煤11.51万吨,年减排CO231.88万吨。(二)水泥窑用系列低导热莫来石砖1.技术适用范围适用于建材行业水泥窑节能技术改造。2.技术原理及工艺采用锆莫来石砖、莫来石砖和单晶相莫来石砖代替硅莫砖、硅莫红砖以及镁铝尖晶石砖,应用于水泥窑过渡带、预热带、安全带等区域,克服了多层复合结构缺陷,降低了筒体温度50℃以上,降低了筒体载荷10%,提高了能源利用效率及水泥窑运行安全性。工艺流程图如下:3.技术指标(1)显气孔率:15.3%。(2)密度:2.55克/立方厘米。(3)热导率(1000℃):1.2瓦/(米·开尔文)。4.技术功能特性系列低导热莫来石具有低气孔、低密度、低导热、长寿命等特点,可降低筒体温度50℃以上,降低筒体载荷10%左右。5.应用案例技术提供单位为北京金隅通达耐火技术有限公司。研发类节能技术,无应用案例。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到5%,可形成年节约标准煤1.5万吨,年减排CO24.155万吨。附件《国家工业节能技术应用指南与案例(2021)》之四——石化化工行业节能提效技术(一)三效溶剂回收节能蒸馏技术1.技术适用范围适用于化工、生物、医药等领域乙醇、甲醇、丙酮等溶剂的回收再利用节能技术改造。2.技术原理及工艺研发了三塔三效精馏工艺,一塔供汽,三塔同时工作,可根据溶剂特性确定进料方式,解决溶剂回收过程中结焦、起沫等问题。回收塔采用高效新型塔盘,提高了设备的抗堵性能,后一效的再沸器作为前一效的冷凝器,热能多次利用,节约蒸汽消耗,降低循环水用量,吨产品综合节能60%以上。工艺流程图如下:3.技术指标(1)回收每吨溶剂消耗蒸汽0.5吨。(2)回收每吨溶剂消耗循环水35吨。4.技术功能特性(1)一塔供汽,三塔同时工作,热能多次利用,节约蒸汽消耗。(2)后一效的再沸器作为前一效的冷凝器,降低循环水用量。5.应用案例华熙生物科技(天津)有限公司三效酒精回收系统项目,技术提供单位为肥城金塔酒精化工设备有限公司。(1)用户用能情况简单说明:该项目为新建项目。(2)实施内容及周期:新建两套酒精回收装置,回收量为300吨/天、600吨/天。实施周期8个月。(3)节能减排效果及投资回收期:项目运行后,可回收酒精30万吨/年,回收每吨酒精消耗蒸汽0.5吨,回收每吨酒精消耗循环水35吨,比单塔回收工艺综合节能60%,年节约标准煤2.18万吨,年减排CO26.04万吨。投资回收期约9个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到60%,可形成年节约标准煤305万吨,年减排CO2844.85万吨。(二)用于制取优级糠醛的节能蒸馏技术1.技术适用范围适用于糠醛生产行业节能技术改造。2.技术原理及工艺采用六塔连续蒸馏工艺技术,利用水洗工艺代替加碱中和工艺,保证除杂效果的同时,取消了纯碱(或烧碱)的应用,有效去除了粗糠醛中的有机酸及低沸点杂质,提高了产品质量,降低了生产成本。研发的糠醛废水高效蒸发技术,对蒸馏废水采用全蒸发处理,产生的二次蒸汽作为水解热源,节省水解工段的一次蒸汽消耗,实现了蒸馏废水零排放。通过回收塔将醛泥及脱水塔脱出的稀醛液中的糠醛进行回收,杜绝残醛流失现象,提高了糠醛产量。工艺流程图如下:3.技术指标(1)吨糠醛蒸汽耗量降低10%。(2)一次水耗量降低40%。4.技术功能特性(1)蒸馏工段除回收塔外,全部采用水解汽加热,无须补充一次蒸汽,降低了一次蒸汽的消耗。(2)水解汽在加热糠醛蒸馏塔的同时,降低了自身温度,从而减少了循环水的用量。(3)采用糠醛废水高效蒸发技术将蒸馏废水全蒸发处理,产生的二次蒸汽作为水解工段的热源,不再使用一次蒸汽,减少了软化水的用量,实现了蒸馏废水零排放。5.应用案例内蒙古恒昌化工有限责任公司年产10000吨糠醛项目,技术提供单位为山东金塔机械集团有限公司。(1)用户用能情况简单说明:内蒙古恒昌化工有限责任公司生产1吨糠醛蒸汽耗量25吨,一次水耗量40吨;年产普级糠醛5000吨,年蒸汽耗量12.5万吨,一次水耗量20万吨。(2)实施内容及周期:将原厂区年产5000吨普级糠醛生产设备改造成年产10000吨优级糠醛生产设备。实施周期30天。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后吨产品节约蒸汽2.6吨,节约水16吨,年节约标准煤0.24万吨,年减排CO20.67万吨。投资回收期约8个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到37%,可形成年节约标准煤10万吨,年减排CO227.7万吨。(三)无水酒精回收塔节能装置的研发技术1.技术适用范围适用于无水酒精节能技术改造。2.技术原理及工艺酒精通过原料泵的输送,经过预热进入蒸馏塔顶部进行蒸发,进入过热器进行过热后进入分子筛装置进行脱水,脱水后的酒精蒸汽进入冷凝器冷凝后得到无水酒精。分子筛脱水后留下的水分和酒精,利用真空泵抽负压进行解析,解析得到的淡酒进入淡酒暂储罐,再通过淡酒泵输送入蒸馏塔进行精馏浓缩,蒸馏塔通过再沸器间接加热。在此工艺中,回收塔一塔两用,节省了蒸发器和回收塔冷凝器。工艺流程图如下:3.技术指标(1)吨无水酒精蒸汽耗量0.65吨,节省蒸汽48%。(2)吨无水酒精一次水耗量2吨,节省一次水33%。4.技术功能特性(1)回流液在回收塔内部经过传热和传质,在顶部以酒精蒸汽的形式直接进入分子筛吸附器脱水,省去了液体酒精蒸发为气体的蒸发器。(2)用原料酒精做回流液体,回收塔不需要内部回流,省去了冷凝器等回流设备。5.应用案例苏州九九化工有限公司年产10万吨无水酒精回收节能装置改造项目,技术提供单位为肥城金塔机械科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:苏州九九化工有限公司原有6万吨、3万吨两条无水酒精生产线,吨无水酒精蒸汽消耗1.25吨。(2)实施内容及周期:在利用原有6万吨和3万吨两套吸附器的基础上,增加两台加压器,使蒸汽消耗降低。实施周期6个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,吨无水酒精蒸汽耗量减少0.6吨,每千克200℃以下过热蒸汽的热焓按650千卡(1卡=4.1868焦)计算,1千克标准煤的低位发热量为29307千焦,折合7000千卡,折标系数为0.0929吨标准煤/吨蒸汽,年节约标准煤0.56万吨,年减排CO21.54万吨。该项目综合年效益合计为165万元,总投入为106.7万元,投资回收期约8个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到40%,可形成年节约标准煤11.8万吨,年减排CO232.69万吨。(四)硫酸铜三效混流真空蒸发技术1.技术适用范围适用于化工领域多效真空蒸发节能技术改造。2.技术原理及工艺利用真空环境降低电解液的沸点原理,结合硫酸铜蒸发母液属性研究以及电解液沸点与真空度关系,自主开发了一套硫酸铜三效混流真空蒸发工艺流程。电解液依次经过三效、一效和二效分离室在不同温度和真空度下蒸发浓缩,只需一效生蒸汽作为热源,一效、二效二次蒸汽分别作为二效、三效的加热介质,充分利用各效余热,大幅度提高了硫酸铜的蒸发效率。工艺流程图如下:3.技术指标电解硫酸铜蒸汽消耗下降45%。4.技术功能特性采用自动控制、蒸汽—温度PID自动调节、真空自动控制、液位控制自动过料系统等技术实现了电解液从进液到出料的全自动控制和硫酸铜自动离心打包。5.应用案例西南铜业电解分厂硫酸铜生产项目,技术提供单位为云南铜业股份有限公司西南铜业分公司。(1)用户用能情况简单说明:该项目为新建项目。(2)实施内容及周期:开发一套硫酸铜多效真空蒸发系统,设计三效混流蒸发流程,同时结合三效混流真空蒸发工艺流程的特性,自主开发PLC控制系统对流程工艺参数、仪控信号、设备运行状态信号、故障报警信号等在控制界面进行远程监控,实现全自动过料变频控制。实施周期3个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,系统运行稳定,产品质量良好,硫酸铜年产量10879.5吨,硫酸铜蒸汽单耗15.61吉焦/吨,下降了44.58%,年节约标准煤0.47万吨,年减排CO21.29万吨。该项目综合年效益合计为1240.39万元,总投入为378万元,投资回收期约4个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到5%,可形成年节约标准煤1.3万吨,年减排CO23.6万吨。(五)模块化梯级回热式清洁燃煤气化技术(MCREG)1.技术适用范围适用于煤炭高效清洁利用节能技术改造。2.技术原理及工艺将粗煤气中的大量余热用于产生高温气化剂,使反应的不可逆损失降至最低,冷煤气效率得到极大提升,并从源头上杜绝了焦油的产生,同时,该技术还可以通过配置飞灰强制循环模块与耦合气化模块等方式,对未完全转化的残炭进行二次利用,实现超高碳转化率。工艺原理图如下:3.技术指标(1)一次碳转化率:85%~90%。(2)一次冷煤气效率:70%~80%。(3)综合碳转化率:95%~99%。(4)CaO含量:91.31%。(5)热效率:≥90%。(6)节能效率:≥20%。4.技术功能特性(1)采用干式除尘技术,除尘效率大于99%,煤气含尘量可降至10毫克/立方米(标态)以下。(2)布袋收集的飞灰可二次利用,实现碳的完全转化,综合碳转化率达99%。(3)采用湿法脱硫工艺,系统脱硫效率可达95%以上,出口煤气H2S含量小于20毫克/立方米(标态),可为高能耗企业提供清洁工业燃料。5.应用案例广西信发铝电有限公司清洁煤气化系统投建项目,技术提供单位为安徽科达洁能股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:广西信发铝电有限公司主要使用一段式固定床煤气炉制备煤气,能耗高,排放量大。(2)实施内容及周期:新建模块化梯级回热式清洁燃煤气化系统,一期4套10千标立方米/小时,二期8套20千标立方米/小时清洁燃煤气化系统,年产清洁煤气量可达16亿立方米(标态)。整套系统包括备煤系统、流化床气化系统、脱硫系统、水处理系统、气力输送系统、煤气加压系统、DCS控制系统等。实施周期6个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,煤耗为改造前的81.92%,生产1吨氧化铝折合节约标准煤0.0327吨,按年产240万吨氧化铝计算,年节约标准煤7.85万吨,年减排CO221.74万吨。该项目综合年效益合计为24500万元,总投入为22600万元,投资回收期约11个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到30%,可形成年节约标准煤260万吨,年减排CO2720.2万吨。(六)自支撑纵向流无折流板管壳式换热器1.技术适用范围适用于化工领域换热器节能技术改造。2.技术原理及工艺采用高效三维变形管作为换热元件,替换了传统换热器中的折流板,对管内外流体进行变空间变流场的特殊设计,使得管内外流体呈纵向螺旋流动,实现纯逆流换热,提高换热温差,破坏了近壁面的传热边界层,并且依据强化传热原理,使得冷热流体的温度场、速度场、压力场达到最佳匹配,从而实现高效换热和节能减排。技术原理图如下:3.技术指标(1)换热效率提高20%~50%。(2)换热管质量减少20%~50%。(3)换热器体积缩小20%~60%。4.技术功能特性(1)网格状自粘接成一体的管束芯体。(2)双侧强化换热。(3)变空间紊流强化传热。(4)振动小、不易结垢。(5)纯逆流设计,缩小换热温差,进一步节省换热面积,降低材料消耗。5.应用案例广东中泽重工有限公司冷却器改造项目,技术提供单位为中国科学院广州能源研究所。(1)用户用能情况简单说明:广东中泽重工有限公司原来使用折流板管壳式换热器,流动阻力大,能耗高,噪声大。(2)实施内容及周期:采用新型三维变形管中冷器替换原光管折流板换热器。实施周期1.5个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,换热效率提高,换热面积减少了37.4%,壳程气体压力降低了36.9%,年节约标准煤0.022万吨,年减排CO20.062万吨。该项目综合年效益合计为57.29万元,总投入为126万元,投资回收期约2.2年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到2%,可形成年节约标准煤0.62万吨,年减排CO21.72万吨。(七)新型三维整体隐形翅片管换热器1.技术适用范围适用于化工领域换热器节能技术改造。2.技术原理及工艺高效管内外螺旋曲面结构符合流体动力学规律,把普通换热元件所出现的碰撞流动能量损失降低为摩擦流动能量损失,因此其磨蚀量和阻力减少,使其使用寿命提高为普通换热元件的1~2倍,阻力为1/3~1/2;介质在换热元件内外流动时,形成垂直于主流方向的二次流破坏了热边界层,使得热边界层变薄,强化了冷热流体的热量交换,其传热效率大幅度提高。技术原理图如下:3.技术指标(1)换热系数为常规换热元件的2~3倍。(2)清灰频率降低90%。(3)运行寿命提高1~2倍。(4)体积减小1/2~2/3。4.技术功能特性三维变空间换热管的截面是近椭圆形状,沿轴线方向呈螺旋状,组成管束形成四面八方的三维通道,烟气在管束间流动时没有死角,流程均匀,比普通圆管换热器抗积灰性能更优异,其摩擦性接触较于圆管碰撞式更具有抗磨性,清洗周期和使用寿命大大延长。5.应用案例某炼钢厂换热器节能改造项目,技术提供单位为中国科学院广州能源研究所。(1)用户用能情况简单说明:电厂的锅炉燃料为高炉煤气、焦炉煤气,含硫量和含尘量比较高,使得锅炉系统的末端空气预热器腐蚀、积灰和磨损比较严重。(2)实施内容及周期:采用高效三维整体隐形翅片管空气预热器代替原有的空气预热器。实施周期6个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,据测算引风机每年可以减少耗电量575590千瓦时,鼓风机每年可以减少耗电量154400千瓦时,年节约标准煤0.023万吨,年减排CO20.063万吨。投资回收期约1.5年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到5%,可形成年节约标准煤20万吨,年减排CO255.4万吨。(八)高效节能熔炼技术1.技术适用范围适用于菱镁行业节能技术改造。2.技术原理及工艺利用余热快速蓄能直接生产氧化镁粉,通过气压平衡预判自动控制技术、密闭三级熔尘碳气分离资源化利用技术,实现流程工业适工况智能控制,解决菱镁行业高耗能、高污染、高浪费、喷炉喷花等问题。工艺流程图如下:3.技术指标(1)优质品率提高25%。(2)节约矿产资源20%。4.技术功能特性(1)实现熔炼及全过程密闭生产,替代敞口熔炼。(2)实现生产过程散热和余热高效回收利用,用于发电、采暖等。(3)智能化适工况上料、布料。5.应用案例海镁集团金地矿业公司大型全密闭高效氧化镁智能生产线项目,技术提供单位为海城现代菱镁产业科技工程有限公司。(1)用户用能情况简单说明:该项目为新建项目。(2)实施内容及周期:建成两条“大型全密闭高效节能低碳环保双品氧化镁智能生产线”。实施周期1年。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,据统计每生产1吨电熔镁,比敞口熔炼工艺节约电量1000千瓦时,每台炉年产5000吨电熔镁,则每台炉每年节约电量500万千瓦时,年节约标准煤0.31万吨,年减排CO20.86万吨。投资回收期约1.2年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到10%,可形成年节约标准煤15.33万吨,年减排CO242.46万吨。(九)石墨烯机油添加剂1.技术适用范围适用于机油润滑油添加剂领域节能技术改造。2.技术原理及工艺利用石墨烯材料低摩擦系数的特点,对二维石墨烯材料微观结构进行控制,在润滑油中表现出超润滑性能;纳米级尺寸石墨烯会修补摩擦产生的划痕,提高密封性,使燃油充分燃烧;设计特殊结构的石墨烯分散剂,在润滑油中能够均匀分散石墨烯,提高稳定性。3.技术指标(1)石墨烯片层厚度:0.5~1.5纳米,片径:0.5~1微米。(2)石墨烯换相处理的水分含量:<0.03%。(3)石墨烯在润滑油中的比例:0.01%~5%。4.技术功能特性(1)利用石墨烯的低摩擦性能,提高润滑油的润滑性,降低摩擦损耗。(2)石墨烯作为纳米材料,可填补划痕,增强气密封性,使燃油充分燃烧。5.应用案例南京家升基础工程有限公司工程车辆石墨烯机油添加剂项目,技术提供单位为常州碳孚新材料技术有限公司。(1)用户用能情况简单说明:南京家升基础工程有限公司有10台挖掘机和200台渣土车,每台挖掘机每年消耗10.5万升柴油,每台渣土车每年消耗5万升柴油。(2)实施内容及周期:在10台挖掘机和200台渣土车上应用石墨烯机油添加剂。实施周期1年。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,据测试挖掘机省油率为10.84%,渣土车省油率为5.6%,综合年节约柴油67.382万升,柴油密度为0.84千克/升,折标系数为1.4571千克标准煤/千克,年节约标准煤0.082万吨,年减排CO20.23万吨。投资回收期约2年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到5%,可形成年节约标准煤5万吨,年减排CO213.85万吨。(十)改性活性炭吸附、贫油吸收组合油气回收工艺技术1.技术适用范围适用于储油库、化工厂、炼化工厂等的油气回收领域节能技术改造。2.技术原理及工艺油气经过回收管道进入回收装置,随后流入碳床,碳氢化合物被活性炭吸附,当碳床中的活性炭吸附达到饱和状态后停止进气,通过真空泵所产生的低真空度,把碳床的饱和油气从活性炭中解附出来,并推送到吸收塔,同时活性炭恢复到原来的吸附能力。装置内有两个碳床,分别交替工作和进行吸附—解附—再生流程,从而形成持续的油气回收能力。工艺流程图如下:3.技术指标(1)油气排放浓度:≤10克/立方米。(2)油气回收处理效率:≥99%。(3)处理能力:100~2500立方米/小时。(4)使用寿命:≥10年。4.技术功能特性(1)系统一键式启停,并可通过气体浓度传感器进行控制。(2)油气回收装置上安装了先进的在线监测和控制系统,对装置运行数据及排放气体浓度进行实时监测。5.应用案例深圳美视油库油气回收改造项目,技术提供单位为广州世品环保科技股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:采用旧式的油气回收装置,日均能耗高达2500千瓦时,且故障率高。(2)实施内容及周期:建设全新的油气回收装置,处理能力500立方米/小时。实施周期8个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,处理500立方米的油气由原来耗电2500千瓦时下降到700千瓦时,且一年可回收油品400吨。按照一年360天计算,电力折标系数取310克标准煤/千瓦时,汽油折标系数取1.4714吨标准煤/吨,年节约标准煤0.079万吨,年减排CO20.22万吨。该项目综合年效益合计为216万元,总投入为600万元,投资回收期为2.78年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到15%,可形成年节约标准煤98万吨,年减排CO2271.46万吨。(十一)36万吨/年高效宽工况硝酸四合一机组技术1.技术适用范围适用于化工行业硝酸生产领域节能技术改造。2.技术原理及工艺该机组关联硝酸生产工艺前后过程,向系统提供能量,并从系统回收能量,使硝酸生产的主要能量消耗完全实现系统自给,在保证工艺系统运行的同时,将富裕的高品质自产蒸汽输送到蒸汽管网,使能量得到综合利用。工艺流程图如下:3.技术指标(1)AV63型空压机在进气温度29℃、进气压力0.098兆帕条件下,进气流量达到208151立方米/小时(标态),排气压力压缩至0.51兆帕。(2)E71-4氧化氮压缩机在进气温度55℃、进气压力0.458兆帕条件下,进气流量达到立方米/小时(标态),排气压力压缩至1.25兆帕。(3)WP56型尾气透平膨胀机在进气温度420℃,进气压力1.092兆帕条件下,进气流量达到167492立方米/小时(标态),回收功率达到17400千瓦。(4)汽轮机在设计工况下,输出功率8046千瓦,正常汽耗为31.7吨/小时。(5)机组轴振动、轴位移均能稳定在正常范围,各轴系设备轴承温度均在工艺允许范围内,力学性能平稳。4.技术功能特性(1)空气压缩机将空气压缩至0.51兆帕,满组工艺下游氨的氧化反应,氨的氧化率高达96.3%,生产100%HNO3铂耗低至120毫克/吨。(2)氧化氮压缩机将工艺上游来的NOx加压至1.25兆帕,送入吸收塔用于NO2的吸收反应,使得硝酸质量分数可达68%,二氧化氮吸收率高达99.8%。(3)采用中温(420℃)回收尾气能量,使压缩机组的蒸汽透平和尾气膨胀透平之间达到经济匹配,与高温回收相比不必采用耐高温的尾气透平和尾气加热器,操作稳定可靠,回收能量可占机组总消耗的60%以上,节能效果显著。5.应用案例万华化学集团股份有限公司36万吨硝酸四合一机组项目,技术提供单位为西安陕鼓动力股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:该项目为新建项目。(2)实施内容及周期:新建苯胺/甲醛一体化项目硝苯装置工程配套的1200吨/天双加压法硝酸装置。实施周期18个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,每吨硝酸多外送中压蒸汽0.217吨,年多产蒸汽约85932吨;每吨硝酸少用低压蒸汽0.131吨,年节约低压蒸汽51876吨,综合年节约蒸汽137808吨,年节约标准煤1.28万吨,年减排CO23.55万吨。该项目综合年效益合计为1807万元,总投入为5500万元,投资回收期约3年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到80%,可形成年节约标准煤31.3万吨,年减排CO286.7万吨。附件《国家工业节能技术应用指南与案例(2021)》之五——重点用能设备系统节能提效技术(一)流程工艺风机及系统管网优化节能技术1.技术适用范围适用于风机系统节能技术改造。2.技术原理及工艺通过单机高效设计、局部管道优化、系统管网优化以及厂区流体设备群基于运行数据的能效诊断等技术手段,实现流程工艺风机及风机系统节能,主要创新性有三点:一是针对损失模型、预测方法不完善及评估方法定性等问题,通过补充模型、完善预测、定量评估等,形成离心风机高效宽工况设计方法,实现离心风机高效宽工况设计;二是对风机进、出口管道系统效应附加阻力的精准计算,有效避免了进、出口管道系统效应导致的阻力损失;三是针对流程工艺中量大面广的流体机械设备群,实现了基于运行数据的能效诊断。工艺流程图如下:3.技术指标(1)单机效率提升10%以上。(2)系统运行稳定。4.技术功能特性(1)通过离心风机高效宽工况设计方法,实现离心风机高效宽工况设计。(2)通过对风机进、出口管道系统效应附加阻力的精准计算,有效避免了进、出口管道系统效应导致的阻力损失。(3)针对流程工艺中量大面广的流体机械设备群,实现了基于运行数据的能效诊断。5.应用案例祥光铜业3.5万变压吸附制氧装置鼓风机改造项目,技术提供单位为合肥通用机械研究院有限公司。(1)用户用能情况简单说明:祥光铜业建有当时世界上最大的3.5万单体VPSA(真空变压吸附制氧装置),由于设计原因,装置所用制氧鼓风机与系统不匹配,导致整个装置运行能耗较大,单位制氧量能耗(标态)为0.64千瓦时。(2)实施内容及周期:在电机、鼓风机壳体不变动的情况下,对鼓风机叶轮进行改造。实施周期6个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,鼓风机效率提升10%以上,整个VPSA装置的单位制氧电耗(标态)由0.64度/立方米降低到0.48度/立方米,年节约标准煤1.07万吨,年减排CO22.96万吨。投资回收期1个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到20%,可形成年节约标准煤60万吨,年减排CO2166.2万吨。(二)工业用永磁辅助磁阻同步电机技术1.技术适用范围适用于电机系统节能技术改造。2.技术原理及工艺永磁同步磁阻电机电磁转矩的主要部分是磁阻转矩,通过转子高凸极比磁路结构设计保证电机效率及功率因数进一步得到提升,提高磁阻转矩来弥补铁氧体永磁材料磁性能下降造成的影响,使电机性能达到甚至超过稀土永磁电机的水平。系统结构示意图如下:3.技术指标(1)功率因数不低于同功率级的异步电机。(2)对比同功率等级的异步电机,质量与体积更小。(3)抗高温退磁性能优于稀土永磁电机,且价格比稀土永磁电机低。4.技术功能特性(1)采用高凸极比转子拓扑结构技术,磁阻转矩占比高达71%,相同电流下转矩输出提升1.5%,能效达到IE5等级。(2)双旁路高抗退磁转子设计,解决退磁不均匀的难题,退磁电流可达到3倍额定电流,退磁裕量充足,从源头提升电机可靠性。(3)基于导磁通道间隔错位型磁路噪声抑制结构,降低了磁导突变导致的转矩脉动,有效抑制电磁噪声。5.应用案例技术提供单位为珠海格力电器股份有限公司。研发类节能技术,无应用案例。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到30%,可形成年节约标准煤2.6万吨,年减排CO27.2万吨。(三)特大型高炉鼓风高效节能装置技术1.技术适用范围适用于冶金领域高炉鼓风机系统节能技术改造。2.技术原理及工艺采用叶型优化、多级动静叶匹配、轴向进气结构等设计技术,对鼓风机组性能进行了综合优化,提高了调节范围和效率;开发应用了高炉鼓风机防阻塞技术、微压控制保持技术、急速减压系统技术、动态双坐标修正的防喘振保护与最高压力限制保护技术,提高了大型高炉鼓风机组运行可靠性。系统原理图如下:3.技术指标(1)鼓风机组整体寿命超过30年(易损件除外);连续无故障运行时间24000小时。(2)多变效率超过91%;调节范围宽,满足不同冶炼强度、富氧率以及脱湿工况下的设计工况条件,鼓风系统效率高。4.技术功能特性(1)采用叶型优化、多级动静叶匹配、轴向进气结构等设计技术,对鼓风机组性能进行了综合优化,提高了调节范围和效率,比国外同类机型调节范围增大了12%,鼓风机效率达到91.4%。(2)开发应用了高炉鼓风机防阻塞技术、微压控制保持技术、急速减压系统技术、动态双坐标修正的防喘振保护与最高压力限制保护技术,提高了大型高炉鼓风机组运行可靠性。(3)在突破内置轴承防漏油技术基础上,成功研制了国内第一套采用焊接机壳、轴向进气型式的高炉鼓风机,解决了280℃以上耐高温变形问题。5.应用案例宝钢湛江5050立方米高炉配套AV100-17鼓风机组项目,技术提供单位为西安陕鼓动力股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:该项目为新建项目。(2)实施内容与周期:宝钢湛江钢铁5050立方米高炉,新建一套全国产化AV100-17高炉鼓风机组。本机组的设计最大风量为9410立方米/分钟(标态、压力为0.66兆帕),对应的最大轴功率51兆瓦。设计点风量7780立方米/分钟(标态),轴功率40兆瓦,按年运行8000小时计算,年耗电量3.2亿千瓦时。实施周期2年。(3)节能减排效果及投资回收期:建成后,相较于传统鼓风机组,主要节能点为鼓风机效率提高、调节范围宽减少放风损失、采用脱湿鼓风系统三个环节。其中鼓风机效率提高年可节约电量898万千瓦时,调节范围宽减少放风损失年可节约电量1543万千瓦时,采用脱湿鼓风系统年可节约电量1040万千瓦时。年节约标准煤1.08万吨,年减排CO22.99万吨。该项目综合年效益合计为1740万元,总投入为6000万元,投资回收期3.5年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到80%,可形成年节约标准煤49.6万吨,年减排CO2137.4万吨。(四)高效低碳微通道换热器技术1.技术适用范围适用于制冷设备领域节能技术改造。2.技术原理及工艺微通道换热器是一种紧凑式高效换热器,相比传统翅片管式换热器,空气侧换热系数大,全铝焊接无接触热阻,换热器综合换热效率提高30%以上,应用于制冷空调系统,可满足更高的能效要求,系统制冷剂充注量可显著降低,并且体积小,质量小,100%可回收。结构原理图及生产工艺图如下:3.技术指标(1)工作温度范围:-40~72℃。(2)气密性:水检法进行检漏无气泡产生;真空氦检法:在1.7兆帕氦气压力下,每秒泄漏量小于1.53×10-5帕/立方米。(3)耐压性:在4.5兆帕压力下保压1分钟,换热器无泄漏和变形,爆破压力大于13.5兆帕。(4)迎风面积:0.04~4平方米。(5)换热量:0.6~120千瓦。(6)内部残留水分:<40毫克/平方米。(7)内部杂质:固体杂质小于20毫克/平方米,有机油分小于40毫克/平方米。4.技术功能特性(1)换热效率可提升30%。(2)制冷剂充注量可减少50%。(3)体积可减少30%,质量可减小50%。(4)单一铝合金系统部件,可直接回收处理。5.应用案例北美厂商Nortek的绿色高效热泵室外微通道换热器项目,技术提供单位为杭州三花微通道换热器有限公司。(1)用户用能情况简单说明:北美厂商Nortek是一家空调生产厂商,原有家用分体空调上的室外机换热器使用铜管翅片式蒸发器,换热效率低,制冷剂充注量高,产品体积大,质量大。(2)实施内容及周期:用微通道热泵换热器替代原有铜管翅片式换热器,采用自主开发的单排16毫米C型换热器结构。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,冷媒R410A充注量由2.68千克降低为1.91千克,减少了29%,热泵型换热器按每年销售10万套计算,年节约标准煤0.65万吨,年减排CO21.79万吨。该项目综合年效益合计775万元,项目总投入2800万元,投资回收期3.7年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到6.6%,可形成年节约标准煤85.25万吨,年减排CO2236.14万吨。(五)等离子体点火及稳燃技术1.技术适用范围适用于电站锅炉领域节能技术改造。2.技术原理及工艺等离子体点火技术是利用直流电流在介质一定气压的条件下接触引弧,并在专业设计的燃烧器中心燃烧筒中形成温度大于5000开尔文、温度梯度极大的局部高温区,煤粉气流通过该等离子体“火核”受到高温作用,迅速吸热并释放出挥发物,使煤粉颗粒破裂粉碎,迅速燃烧。从而节约锅炉启动及低负荷稳燃所需的燃油。工作原理图如下:3.技术指标(1)功率:30~120千瓦,连续可调。(2)电极寿命:阴极寿命≥500小时,阳极寿命≥1000小时。(3)煤粉含量:12%~45%。(4)煤质适应范围:≥16%。(5)机组节油率:≥90%。(6)适用机组容量:50~1000兆瓦。4.技术功能特性(1)提升火电机组运行灵活性和经济性,提升火电机组深度调峰的能力。(2)适用煤质:烟煤(含劣质烟煤和贫煤)、褐煤。(3)设备可靠性高,体积小,适应锅炉频繁启停和低负荷稳燃需求。5.应用案例广东国华粤电台州电厂5#炉等离子体点火及稳燃项目,技术提供单位为烟台龙源电力技术股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:广东国华粤电台山发电有限公司5#炉为上海锅炉厂生产的亚临界一次再热控制循环锅炉,每年用于锅炉冷态启动和低负荷稳燃的耗油量约为300吨。(2)实施内容及周期:进行等离子体点火系统改造,包括等离子体燃烧器、等离子体发生器、载体风系统、冷却水系统、电源系统和图像火检系统,将1层四台煤粉燃烧器改造成等离子体点火燃烧器。实施周期1个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,根据电厂出具的第三方检测报告,2017年至2019年共节约燃油643吨,平均每年节约燃油214吨,年节约标准煤0.031万吨,年减排CO20.085万吨。该项目综合年效益合计为137万元,项目总投入为270万元,投资回收期2年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到45%,可形成年节约标准煤60万吨,年减排CO2166.2万吨。(六)高效动压气悬浮离心压缩机关键技术1.技术适用范围适用于离心压缩机系统节能技术改造。2.技术原理及工艺转轴在重力作用下相对轴承发生偏心,进而与轴承内表面形成楔形间隙,当转轴在做高速旋转运动时,不断将具有一定黏度的气体带入楔形间隙,而气体的不断进入使得气膜产生一定的压力,当轴系转动达到一定转速时(起飞速度),气膜力足以平衡转轴载荷,具有刚度的气膜将轴系浮起,使轴系在悬浮状态下工作,采用气体轴承的压缩机运行过程中无油、无摩擦。工作原理示意图如下:3.技术指标(1)按GB/T18430.1—2007标准测试:机组名义工况COP达6.35,机组综合部分负荷性能系数IPLV达8.78。(2)按AHRI550/590—2018标准测试:机组名义工况COP达6.29,机组综合部分负荷性能系数IPLV达10.15。(3)按GB/T11348.3—2011标准测试:压缩机稳定运行时,转轴径向振动小于12微米,压缩机起停次数超过12万次。4.技术功能特性(1)发明了“双波双顶”的大承载、高阻尼轴承结构,提升顶箔刚度,减少受力变形,轴承承载力比普通轴承提升44%。(2)将传统的箔片间的摩擦由单一的点接触摩擦变为点摩擦及线摩擦的混合摩擦过程,提升库伦摩擦阻尼,阻尼比传统轴承提升31%,有利于提升轴承对转子的振动抑制能力。(3)研制了一种箔片用多组分新型复合涂层,摩擦系数低至0.06,降低转子悬浮前与轴承的摩擦力,减少轴承磨损。(4)研制了“内空心、等外径,三段式背靠背”低质量高刚度气悬浮转子结构,有效拓宽二阶与三阶临界转速区间,使转子运行转速远离临界转速,提升转子运行稳定性,转子振幅低至12微米,达到A级转子振动标准。(5)发明了小流量高效气动设计技术,建立了一种多参数多目标寻优的气动设计方法,压缩机气动效率达到0.83,机组名义工况COP达6.35。5.应用案例技术提供单位为珠海格力电器股份有限公司。研发类节能技术,无应用案例。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到4.5%,可形成年节约标准煤5.4万吨,年减排CO214.96万吨。(七)跨临界CO2热泵的并行复合循环关键技术1.技术适用范围适用于热泵系统节能技术改造。2.技术原理及工艺热泵压缩机把低温低压气态CO2压缩成高温高压的气态,与水进行热交换,高压的CO2在常温下被冷却、冷凝为液态,再经过蒸发器(空气热交换器)吸收空气中的热能,由液态CO2变为气态CO2,低温低压的气态CO2再由压缩机吸入,压缩成高压高温气态CO2。如此往复循环,不断地从空气中吸热,在水侧换热器放热,制取热水。工作原理图如下:3.技术指标(1)低温-43℃可正常运行。(2)高温出水温度:95℃。(3)供回水温度:45~65℃。(4)工质为CO2,能效比高。4.技术功能特性(1)独有的排气压力优化策略。(2)独有的中间温度优化策略。(3)基于ESC与神经元网络的实时在线控制技术。(4)匹配性除霜技术。(5)回热器容量优化技术。(6)气体冷却器出口能量转移技术。(7)超临界换热器流动、传热性能优化技术。5.应用案例察哈尔右翼前旗黄家村高速公路服务区CO2空气源热泵供暖改造工程,技术提供单位为宁波美科二氧化碳热泵技术有限公司。(1)用户用能情况简单说明:原有一台供暖热源为燃煤热水锅炉供热,热功率远远大于采暖热负荷需求,造成很大的能源浪费;燃煤热水锅炉没有脱硫系统,不满足排放标准;锅炉供热为间接供暖系统,存在供暖效果不均匀和能源浪费严重等现象。(2)实施内容及周期:运用CO2空气源热泵替代原有燃煤锅炉进行供暖。实施周期2周。(3)节能减排效果及投资回收期:改造前消耗标准煤188.7吨/年,改造后耗电为32.02万千瓦时/年,年节约标准煤0.0089万吨,年减排CO20.025万吨。该项目综合年效益合计为12.89万元,项目总投入为45万元,投资回收期3.5年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到20%,可形成年节约标准煤6.8万吨,年减排CO218.8万吨。(八)节能高效多级小焓降冲动式汽轮机1.技术适用范围适用于汽轮机节能技术改造。2.技术原理及工艺汽轮机转子通流部分经优化设计为单列调节级,区别于冲动式汽轮机转子的第一级多为双列速度级,并且设计多出2~4级压力级;汽轮机通流部分同时还优化了叶片、喷嘴、隔板喷嘴的型线设计,有效降低了汽轮机通流部分摩擦热损,从而提高了汽轮机机械转换效率。工作原理图如下:3.技术指标(1)同等工况机型研发效率提高5%~10%,同等工况条件下实际运行输出功率及发电效率提高10%~20%。(2)汽轮机进汽参数从压力13.7兆帕(绝对压力),535℃到0.155兆帕(绝对压力)低温低压(余热余压)范围内,都可实现定制化设计、定制化生产。4.技术功能特性(1)汽轮机热机速度快,可实现一键启动,启动时间比传统单缸机型减少1/3以上,降低汽轮机启动蒸汽损失。(2)可根据客户实际要求设计汽轮机制造参数。(3)汽封部分漏汽量比传统机型少50%,既能提高转化效率,又能杜绝油中进水。(4)汽轮机数字式电液调节及保安系统采用单独供油的高压耐磨油系统,油动机拉力大不易卡滞,调节精度高,危急遮断反应速度快,并且消除了共用润滑油系统由于进水乳化和变质造成的调节及保安油系统故障问题。5.应用案例昌乐盛世热电有限公司节能改造项目,技术提供单位为沂源县华阳能源设备有限公司。(1)用户用能情况简单说明:昌乐盛世热电有限公司原使用的高温高压背压式汽轮发电机组型号为B30-8.83/0.981,该机组实际运行:进汽量220吨/小时,压力8.87兆帕,温度535℃,排汽压力0.94兆帕,排汽温度287℃,汽耗9.56千克/千瓦时。(2)实施内容及周期:在原机组基础上,将汽轮机整机更换为30兆瓦节能高效多级小焓降冲动式汽轮机。实施周期10个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,同等工况下,每小时可发电29700千瓦时,比改造前每小时多发电6700千瓦时,如机组年运行时间按照7200小时计算,年可多发电4824万千瓦时,年节约标准煤1.5万吨,年减排CO24.16万吨。该项目综合年效益合计为1680万元,总投入为980万元,投资回收期7个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到18%,可形成年节约标准煤4.29万吨,年减排CO211.88万吨。(九)有机郎肯循环(ORC)发电技术1.技术适用范围适用于船舶行业中低品位余能利用领域节能技术改造。2.技术原理及工艺系统主要包括烟气换热器模块、给水模块和发电模块,其中发电模块包括控制系统,便于船上安装布置和系统调试;烟气传递热量给烟气换热器中的水,换热器中的水吸收热量后进入ORC机组中的蒸发器并将热量传递给有机工质,有机工质在ORC系统内循环发电做功。在系统设计时,可根据实际应用场景进行集成化、撬装化设计,从而使整个发电系统更为紧凑,能量回收密度更高。系统工艺流程图如下:排气点至集水处至集水处烟气换热器柴油机发电机油分配座引射器引射器管壳式冷凝器预热器回热器油冷却器油泵工质泵油分离器2#循环泵1#循环泵膨胀罐补水泵净化水箱净化水装置压缩空气蒸发器3.技术指标(1)系统发电效率:9%~11%。(2)设备尺寸为同发电效率下常规尺寸的2/3~5/6。(3)可抗倾斜角:22.5度(横向)/10度(纵向)。4.技术功能特性(1)排烟温度可降至95℃。(2)冷凝系统换热效率可提高20%~25%。(3)膨胀机内效率提升至78%。(4)耐温运行提升至150℃。5.应用案例技术提供单位为中船动力(集团)有限公司。研发类节能技术,无应用案例。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到5%,可形成年节约标准煤3.2万吨,年减排CO28.86万吨。(十)开关磁阻电机驱动系统1.技术适用范围适用于电机系统节能技术改造。2.技术原理及工艺采用柔性制动技术,通过综合识别制动转矩、电机绕组电流、开关角度等,自动调节制动功率,实现快速制动及正反转运行;采用开通角、关断角的自动调节技术,提高单位电流输出转矩能力、提高电机效率;研发了专用无位置传感器技术和控制策略,部分场合可省去传感器,提高了电机在油污、粉尘等恶劣环境下的适应能力,提高可靠性,降低成本;针对不同行业研发了能充分发挥电机优势的现场匹配技术,使电机性能指标更匹配现场需求,以降低能耗。系统原理图如下:3.技术指标(1)额定功率:7.5~630千瓦;额定转速:0~3000转/分钟;峰值功率倍数:>2倍;多台电机转矩同步误差:<0.1%。(2)锻压机械应用:电机起动转矩倍数大于3倍;压力机打击力:2500~40000千牛;打击力精度公差小于1%;整机节能30%以上。(3)直驱织机应用:电机起动转矩倍数大于5倍;织机整机最高转速大于常规织机40%;最大入纬率:1500米/分钟;整机节能15%以上。4.技术功能特性(1)开关磁阻电机结构简单,抗冲击能力强,环境适应性强;起动转矩大,起动电流小;可频繁起停及正反转切换;过载能力强,起动转矩可达2~5倍额定转矩;在宽广的转速范围内效率高,节能效果好;功率因数高;控制器可靠性高。(2)针对压砖机、纺织机械等规模化生产场合,设计研发了覆盖全生产线的可视化能源管理监控系统软件和App,实现多台设备联网,对生产过程、设备状态、产品质量、能耗等参数的远程监控,实现生产工艺的远程优化更改,提高生产管理效率,实现智慧工厂、无人工厂。5.应用案例山东日发纺织机械有限公司和常熟色织公司的“节能型高速剑杆织机改造”项目,技术提供单位为山东科汇电力自动化股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:该公司原有传统RFRL30型带离合器、异步电机驱动的高速剑杆织机120台,设备24小时运行,效率低、维护率高、断线率高,单体年耗电量42917千瓦时,总耗电量515万千瓦时。(2)实施内容及周期:将老型RFRL30织机改进为开关磁阻电机驱动的RFRL31新型织机。高速剑杆织机的主驱动以开关磁阻电机驱动系统作为动力,省略了传统的离合器、传动带等中间环节,维护率低,提高了生产效率和节能效果。实施周期6个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,每台织机每年节电量为11474千瓦时,年节约标准煤0.043万吨,年减排CO20.12万吨。该项目综合年效益合计576万元,总投入3000万元,投资回收期5.2年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到30%,可形成年节约标准煤7.04万吨,年减排CO219.5万吨。(十一)纯方波永磁无刷电机及驱动器节能技术1.技术适用范围适用于电机系统节能技术改造。2.技术原理及工艺电机转子永磁体为钕铁硼稀土永磁材料并釆用瓦形表贴形式,磁极具有较大的极弧系数,经过磁路设计,获得梯形波的气隙磁密,定子绕组采用集中整距绕组,感应反电动势为梯形波,驱动器采用电流峰值控制策略,控制周期为恒定值。当电流给定大于电机定子绕组中的电流时,同时开通上下桥臂的两个开关管,使电流上升;当电流给定小于电机定子绕组中的电流时,关断其中一个开关管,使电流下降,当时间达到一个控制周期时再次开通开关。通过电流峰值控制,能够使电机定子绕组中的电流跟踪电流给定。工作原理图如下:3.技术指标(1)节电30%~60%。(2)运行效率可达97.5%。(3)负载率为25%~120%期间都在高效区内。4.技术功能特性(1)低速下输出大转矩,起动性能好。(2)调速范围宽,运行功率因数高,接近1。(3)兼具交直流电机的优良性能,结构简单,故障率低,使用寿命长。(4)功率密度大,较同功率、同转速电机,比永磁同步转矩密度高15%,其有效材料质量比传统绕线型交流电动机轻41%。5.应用案例西藏自治区那曲市“情暖冻土、点亮羌塘”风电示范项目,技术提供单位珠海能达科技有限公司、沈阳永磁电机制造有限公司。(1)用户用能情况简单说明:申扎县塔尔玛乡多琼村由于地处偏远,当地电力供应严重不足,影响到当地人民基本生活。(2)实施内容及周期:新建13台15千瓦纯方波永磁无刷集风式风电一体化系统。实施周期1个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,根据目前运行数据,平均每台每年发电45000千瓦时,年节约标准煤13.95吨。投资回收期4年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到5%,可形成年节约标准煤1.24万吨,年减排CO23.43万吨。(十二)先导式气力物料运输系统1.技术适用范围适用于管道气力输送节能技术改造。2.技术原理及工艺先导阀判断满介质和精准供气,阀与阀之间为一节一节单元精准连锁自动控制。先导阀安装在输灰管道上,同时沿输灰管道安装一条气管,给先导阀供气。当介质输送到一定距离时达到满管状态,此时安装在管道上的先导阀会自动检测输灰管内的压力。当达到先导阀开启的压力定值时,阀门会自动打开向管道内补充助推气源,管道内的介质受到进气的推动,介质自动向前流动,此栓塞点的堵管现象消除,压力降低,阀门自动关闭,管道内的介质继续向前运动,从而提高了介质在管内的运送效率。工作原理图如下:3.技术指标(1)减压阀后输送气源压力不高于0.35兆帕,先导系统的动作压力不高于0.3兆帕。(2)灰气比>35:1,满管输送。(3)灰在管中流速相对均匀,一般6~10米/秒。(4)改造后,节气比原系统超过50%,可停空压机节电,减少空压机及冷干机的维护费用。4.技术功能特性(1)低压满管输送,保证不堵管。(2)比传统输灰系统节约用气50%以上。(3)适合远距离输送。5.应用案例安徽华电芜湖电厂1#炉先导输灰系统改造项目,技术提供单位为北京中电永昌科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:该公司原1#炉输灰系统耗气量大,管道磨损严重。(2)实施内容及周期:1#炉输灰系统(包括省煤器、脱硝、五个电场)先导式输灰系统所有设备设计、安装、逻辑修改、调试、培训等工作。实施周期1个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,空压机平均功率为250千瓦,平均额定排气量为40立方米/分钟,每立方米压缩空气耗能约为0.1042千瓦时。改造前输灰耗气量120立方米/分钟,改造后输灰耗气量为40立方米/分钟,年节约标准煤0.12万吨,年减排CO20.33万吨。该项目综合年效益合计为156万元,项目总投资388万元,投资回收期2.4年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到30%,可形成年节约标准煤44.64万吨,年减排CO2123.65万吨。(十三)永磁电机内装式矿井提升机1.技术适用范围适用于矿井式提升机节能技术改造。2.技术原理及工艺电机永久磁铁装于滚筒内壁,作为永磁电机外转子,工作绕组线圈装于内定子上,内定子通过定子支撑结构套装于提升机主轴上,转子支撑结构和内侧轴承沿永磁电机定子两侧套装于提升机主轴上,滚筒通过支撑结构安装永磁电机外转子,内定子三相绕组通电产生旋转磁场,旋转磁场与永久磁钢磁场相互作用产生磁引力,并拉动外转子同步旋转,再用低频变频器进行调速实现节能。工艺流程图如下:3.技术指标(1)钢丝绳最大静张力:130千牛。(2)电机转速:19转/分钟。(3)电机功率:400千瓦。(4)电机频率:10.1赫兹。(5)电机电压:660伏。4.技术功能特性(1)当制动器失效后,电机变为发电机,产生反方向制动力矩,防止飞车事故。(2)减少了减速器、联轴器、润滑站等中间环节,整机效率可达95%以上,综合节电比传统提升机节约30%以上。(3)减少基础施工量30%,井下硐室相应的空间小,投入硐室成本低。5.应用案例贵州邦达能源有限公司苞谷山煤矿项目,技术提供单位为贵阳高原矿山机械股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:苞谷山煤矿副井提升机要满足实际最大静张力120千牛,速度3米/秒,传统提升机电机功率需要477千瓦,每小时综合耗电量456千瓦时。(2)实施内容及周期:将原单绳缠绕式矿井提升机JK-2.5×2.3P更换成永磁电机内装式矿井提升机JKN-3×2.2P。实施周期为20天。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,据统计,永磁电机内装式矿井提升机每小时综合耗电量277千瓦时,每小时节约电量179千瓦时,按照每年工作7000小时计算,年节约标准煤0.039万吨,年减排CO20.11万吨。该项目综合年效益合计为77万元,总投资342万元,投资回收期4.5年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到5%,可形成年节约标准煤6.1万吨,年减排CO216.89万吨。(十四)卧式油冷型永磁调速器1.技术适用范围适用于电机系统节能技术改造。2.技术原理及工艺电机与负载设备转轴之间无需机械连接,电机旋转时带动导磁盘在磁场中切割磁力线,导磁盘中会产生涡电流。该涡电流在导磁盘上产生反感磁场,拉动导磁盘与磁盘的相对运动,从而实现了电机与负载之间的转矩传输。工艺流程图如下:3.技术指标(1)永磁调速器可传递0~5000千瓦的负载。(2)永磁调速可在30%~97%的范围内对负载进行无级调速。4.技术功能特性(1)采用永磁调速器技术,可以通过调节气隙实现流量和/或压力的连续控制,取代原系统中控制流量和/或压力的阀门或风门挡板,在电机转速不变的情况下,调节风机或水泵的转速。(2)无机械连接的转矩传递,解决了联轴器对心带来振动及电机轴承负荷过高的问题。5.应用案例镇江大港热电厂3#机组扩容为15兆瓦机组改造项目,技术提供单位为安徽沃弗永磁科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:镇江大港热电厂3#机组扩容为15兆瓦机组,并新增脱硫浆液循环泵系统。没有新设脱硫风机,将原560千瓦/990转/分钟引风机增大为1400千瓦/990转/分钟,扩容前引风机采用变频调节方式,故障频发,多次造成非停。(2)实施内容及周期:3#机组引风机共计1台,发电机组扩容,电机的功率由扩容前的560千瓦/990转/分钟扩大为1400千瓦/990转/分钟/10千伏/99安/0.86,选用油冷型卧式油冷型永磁调速器TW850。实施周期1周。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,按照全年运行8000小时,运行功耗约719.8千瓦,综合节能率达到39.0%,年节约标准煤0.11万吨,年减排CO20.31万吨。项目综合年效益合计为147.2万元,项目总投资125万元,投资回收期10个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到30%,可形成年节约标准煤260万吨,年减排CO2720.2万吨。(十五)新型热源塔热泵系统1.技术适用范围适用于热泵系统节能技术改造。2.技术原理及工艺以空气为热源,通过热源塔的热交换和热泵作用,实现制冷、供暖以及生活热水等多种功能。智能化控制平台以数据驱动+智能算法为核心,通过对用户末端的冷、热负荷预测,管网水利平衡进行分析,优化群控策略实现热源塔热泵系统的自适应控制,从而提升控制精度,优化系统运行综合能效,实现热源塔热泵系统智能化稳定运行,降低运行成本,提高运行效率。工艺流程图如下:夏季工艺流程图冬季工艺流程图3.技术指标(1)最低应用环境温度:-25℃。(2)控制精度:热源塔热泵系统供能水温控制精度≤±0.5。(3)单机容量大:单机供热能力最大可达10兆瓦(-7℃环温下)。(4)数学模型:热源塔热泵系统数学模型精度≤±8%,数学模型迭代计算,指导系统始终处于最优运行状态。(5)出水温度:采用双级压缩,中高温冷媒,最高出水温度可达60℃。4.技术功能特性(1)与常规热源塔相比,应用区域增加,可在寒冷地区进行推广应用,而常规热源塔只能应用于环温≥-10℃以上的夏热冬冷地区。(2)全年平均节能48.7%。(3)供水温度高,热泵主机采用的冷媒为中高温冷媒,并且采用双级压缩,在低温工况下,最高出水温度可达60℃,可匹配暖气片、地暖、风盘等多种末端方式。(4)通过热源塔热泵系统数学模型(精度≤±8%)迭代计算优化群控策略,实现热源塔热泵系统的自适应控制,从而提升控制精度,优化系统运行综合能效,提高运行效率,降低运行成本。5.应用案例青岛“中欧国际城”能源站集中供暖项目,技术提供单位为北京金茂绿建科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:新建项目。(2)实施内容及周期:新建集中供能能源站,搭建污水源热泵+燃气锅炉系统+热源塔系统多能耦合系统,其中热源塔热泵系统承担约9.25万平方米的供能。实施周期1年。(3)节能减排效果及投资回收期:通过项目实际运行,全年供热耗电量250万千瓦时,按照年平均节能48.7%计算,年节约标准煤0.038万吨,年减排CO20.11万吨。该项目综合年效益合计为142.67万元,总投资477万元,投资回收期3.4年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到10%,可形成年节约标准煤0.68万吨,年减排CO21.88万吨。(十六)永磁伺服电机节能动力系统1.技术适用范围适用于电机系统节能技术改造。2.技术原理及工艺采用永磁体生成电机的磁场,不需要励磁线圈及励磁电流,效率高、结构简单。与变频异步电机相比,不需要无功励磁电流,效率高,功率因数高,力矩惯量比大,定子电流和定子电阻损耗减小,且转子参数可测、控制性能好。该电机带有编码器,实时检测电机的转速,可以根据工况自动调节转速,实现节能。结构示意图如下:3.技术指标(1)额定功率:5.5~300千瓦。(2)额定转速:750~3000转/分钟。(3)效率:89.7%~97.5%。(4)频率:37.5~200赫兹。4.技术功能特性(1)具备软启动功能,启动时不对电网产生大电流冲击。(2)电机带有编码器,实时检测电机的转速,可以根据工况自动调节转速。5.应用案例江门明星纸业制浆设备节能改造项目,技术提供单位欧佩德伺服电机节能系统有限公司。(1)用户用能情况简单说明:江门明星纸业制浆生产线平均每立方浆能耗为2.162千瓦时。(2)实施内容及周期:在11台总功率为1443千瓦电机上配备伺服电机智能控制系统。实施周期15天。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,平均每立方浆能耗由原来的2.162千瓦时下降到1.7613千瓦时,节能率为21.79%,设备负载率为75%,系统每天开机时间为20小时,每年运行时间为300天,年节约标准煤0.044万吨,年减排CO20.12万吨。该项目综合年效益合计84.89万元,总投入144万元,投资回收期1.7年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到25%,可形成年节约标准煤11.8万吨,年减排CO232.69万吨。(十七)柴油机电力测功系统电力回馈技术1.技术适用范围适用于船舶内燃机领域节能技术改造。2.技术原理及工艺用电力测功系统取代传统的水力测功器或电涡流测功器,将机械能转化为电能,并通过并网形式回馈至电网。电力测功系统中配置的电机与被测设备柴油机机械连接,电机与变频器电气连接,由变频器控制电机运行于转矩或转速模式,模拟被测设备柴油机的负载,实现对柴油机的测功功能,在此过程中,柴油机将驱动电机旋转,利用电机将柴油机的机械能转换为电能,再通过变频器整流逆变回馈电网,实现试验过程中能量的回收。技术原理图如下:3.技术指标(1)转速控制精度:≤±0.1转/分钟。(2)转矩控制精度:≤±0.5%。(3)并网电能质量:电压总谐波畸变率≤4%,奇次谐波电压含有率≤3.2%,偶次谐波电压含有率≤1.6%。4.技术功能特性电力测功系统在优化测试条件的基础上,无论高转速还是低转速都能实现稳定加载,其加载稳定性优越,且控制精度高,响应速度快;利用四象限变频器实现电能回馈电网,平均节能效果大于70%,大大降低试验台架的运行成本,尤其是兆瓦级大功率设备的试验,节能总体效果更显著。5.应用案例技术提供单位为中船动力(集团)有限公司。研发类节能技术,无应用案例。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到10%,可形成年节约标准煤3.58万吨,年减排CO29.92万吨。(十八)全预混冷凝燃气热水锅炉1.技术适用范围适用于锅炉领域节能技术改造。2.技术原理及工艺系统由变频风机、燃气比例阀、文丘里混合器、金属纤维燃烧器、热交换器及控制系统等组成。采用前预混进气,保持精确的空燃比,确保完全燃烧;采用表面低氮燃烧方式,火焰均匀,可避免局部高温,有效降低氮氧化物的产生;采用一体式冷凝逆向换热技术,充分吸收高温烟气中的显热和水蒸气凝结后的潜热,减少排烟热损失及有害物质排放,提高热效率。系统结构原理图如下:3.技术指标(1)热效率:冷凝热效率(低水温工况)≥107%。(2)燃烧产物排放:NOx排放≤30毫克/立方米;二氧化硫SO2排放≤15毫克/立方米。4.技术功能特性(1)自主研发智能控制系统及操作面板,精准控温±0.5℃,人性化设计,操作简单,维护方便。(2)占地面积小,安装灵活,噪声低。(3)第三方检测报告热效率均达107%以上。(4)NOx排放均小于30毫克/立方米。(5)可带压或常压运行。5.应用案例北京芳菁苑锅炉改造项目,技术提供单位浙江音诺伟森热能科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:供暖面积216000平方米,采用20台1000千瓦的铸铁锅炉进行供热,年均耗气量1639073立方米。(2)实施内容及周期:23台功率为700千瓦的冷凝锅炉替代20台1000千瓦的铸铁锅炉进行供热。实施周期4个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,年均耗气量为1300119立方米,平均每年节约天然气338954立方米,年节约标准煤0.045万吨,年减排CO20.12万吨。该项目综合年效益合计90万元,总投入320万元,投资回收期3.5年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到30%,可形成年节约标准煤1.94万吨,年减排CO25.37万吨。(十九)大型制冷机组高效节能环境模拟和检测技术1.技术适用范围适用于制冷空调行业及制冷机组节能检测领域节能技术改造。2.技术原理及工艺采用新型换热系统、多泵并联高效运行、表冷盘管变频泵调控等技术,使制冷机组性能检测过程中冷凝器侧产生的热量和蒸发器侧产生的冷量彼此平衡,减少对外部能源的消耗,减少额外的冷热负荷,保障水泵的宽域高效运行,提升系统节能性和稳定性;通过大型试验中心冷源集群调控及变容量压缩冷凝系统自适应控制等技术,优化供水泵组、冷却塔组及冷水机组集群与末端负荷的匹配,保障冷源系统精准控制与低能耗运行,实现大型制冷机组的高效检测。技术原理图如下:3.技术指标(1)冷却或冷冻水压力精度:±0.5%。(2)冷却或冷冻水温度精度:±0.1℃。(3)空气温度控制精度:0.05~0.2℃。(4)全自动调节,适用大、中、小冷域,可稳定运行1000小时。(5)水/载冷剂温度波动:±0.2℃。(6)可测试目前所有产品的常规工况、非稳态工况、角点工况,测试精度±3%,测试跨度8~10倍。(7)载冷剂最低温度:-35℃。4.技术功能特性(1)通过部件创新、流程创新和系统创新,实现大型制冷机组性能检测系统的运行能耗降低20%以上。(2)构建了基于物联网的新型组网方式,实现测试过程的自动化和远程监控。(3)开发了基于神经网络的大数据挖掘分析技术,提升测控系统的智能化水平,利用自学习等技术方案大幅度提高机组的测试效率和测试准确度,降低机组测试过程中的电能消耗量。5.应用案例珠海格力大型制冷机组集中冷源系统及测试系统项目,技术提供单位为合肥通用机械研究院有限公司。(1)用户用能情况简单说明:珠海格力电器公司的实验研发大楼30000平方米,共有28间实验室,其中一层15间,二层10间,三层3间;传统系统的初投资、运行效率和年运行费用分别为1200万元、8800千瓦和2680万元,能耗3696万千瓦时/年。(2)实施内容及周期:针对珠海格力电器公司实验研发大楼的大型制冷机组测试系统,主要从能量回收、系统运行节能、管网水力平衡与供回水均匀性分析和系统各部件的匹配等方面入手进行设计分析,自动控制方面则从远程监测参数实时传输分析和恒压变频调速控制和机组集群控制逻辑方面进行设计,新系统初投资、运行功率和年运行费用分别为1100万元、7040千瓦和2144万元。实施周期1年。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,节能率为20%,采用传统系统的运行总功率约8800千瓦,设备同时利用率按70%计算,每天设备运行20小时,年运行300天计算,年节约标准煤0.24万吨,年减排CO20.65万吨。该项目综合年效益合计536万元,总投入1060万元,投资回收期2年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到30%,可形成年节约标准煤7.2万吨,年减排CO219.94万吨。(二十)黑体强化辐射传热节能技术1.技术适用范围适用于工业加热炉窑节能技术改造。2.技术原理及工艺根据红外物理的黑体理论及燃料炉数学模型制成集增大辐射室炉膛传热面积,提高辐射室炉衬发射率和增加辐照度等功能于一体的工业标准黑体元件,通过炉窑能耗检测与评估、炉窑炉衬黑体元件布局与安装、炉窑炉衬整体强化处理等技术,将众多的黑体元件安装于炉膛内壁适当部位,与辐射室炉膛共同组成一个发射率不衰减的红外加热系统。对于具有加热室,工艺加热温度在700℃以上,以辐射加热为主要加热方式的工业加热炉,可通过黑体技术强化加热炉内的辐射传热效率,实现增产、节能、提高产品质量和延长炉衬寿命。黑体强化辐射原理图如下:3.技术指标(1)发射率高达0.95。(2)增加炉膛传热面积1.15~1.2倍。(3)轧钢加热炉节能率平均10%以上,乙烯裂解炉节能率平均3%以上。4.技术功能特性(1)黑体元件1450℃长期使用,发射率高达0.95且不衰减。(2)可节能增产,改善炉温均匀性,延长炉衬使用寿命,安全性和可靠性较高。5.应用案例中新钢铁集团有限公司70万吨/年高线蓄热式加热炉节能改造项目,技术提供单位为浙江西华节能技术有限公司。(1)用户用能情况简单说明:中新钢铁2#高线蓄热式加热炉年产70万吨,改造前高炉煤气单耗388.07立方米/吨,炉温均匀性较差,能耗高、生产效率低。(2)实施内容及周期:结合炉况条件,通过精确的计算和设计,将10400个黑体元件安装在炉膛内,增加传热面积1倍以上。实施周期5天。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后显著减少了炉内升温时间,实现节能12.3%,年节约标准煤0.36万吨,年减排CO20.93万吨。该项目综合年效益合计4200万元,总投入1750万元,投资回收期5个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到25%,可形成年节约标准煤12.5万吨,年减排CO234.63万吨。(二十一)基于水力空化的汽车涂装车间低温脱脂节能技术1.技术适用范围适用于家电、汽车、高铁、船舶、航天航空等行业涂装前处理工艺节能技术改造。2.技术原理及工艺通过旁路引出脱脂槽中脱脂液,先经前置过滤设备除杂,再进入水力空化发生器进行水处理,处理后的槽液返回到脱脂槽体使用,如此不间断循环处理与回用,通过水力空化器处理水体产生的系列效应,实现低温脱脂、低温除油、延长槽液使用周期、减少废液排放,降低涂装前处理环节能耗。关键设备是水力空化发生器,它是一个经过特殊设计的椭球腔,流体从椭球体的上部以一定的角度切向进入椭球体,形成自上而下的高速旋流,高速旋转的水流之间彼此剪切,将水的大分子团打碎成小分子团,从而使水的表面张力和黏性发生改变。工艺流程图如下:3.技术指标(1)处理量约5~30立方米/小时。(2)核心处理器压力(6~30)×105帕。(3)降低涂装脱脂温度5~10℃。(4)延长脱脂液使用周期>2倍。4.技术功能特性(1)高效除油,除油率最高可达90%以上。(2)纯物理技术,降低涂装脱脂温度5~10℃。(3)延长脱脂液使用周期>2倍。(4)自动监测技术与水力空化器集成为一体化智能水处理系统。5.应用案例吉利杭州湾基地涂装前处理脱脂节能减排项目,技术提供单位为杭州路弘科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:主脱脂温度53℃,平均每月蒸汽用量1150吨,水分离设备80℃高温除油,能耗高。(2)实施内容及周期:在主脱脂环节安装水力空化发生器,实现脱脂温度降低8℃;在油水分离设备旁加装低温破乳系统,降低除油温度30℃。实施周期1个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,主脱脂环节降温8℃,每月降低蒸汽用量790吨,折合节约标准煤101.6吨/月,高温油水分离设备环节降温30℃,节约标准煤4.7吨/月,整个系统增加用电设备功率10.2千瓦,耗能折算标准煤2.29吨/月;按照系统年均运行10个月计算,年节约标准煤0.11万吨,年减排CO20.29万吨。投资回收期1.6年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到10%,可形成年节约标准煤9.72万吨,年减排CO226.9万吨。附件《国家工业节能技术应用指南与案例(2021)》之六——储能及可再生能源利用技术(一)高电压大功率成套固体电蓄热炉1.技术适用范围适用于储能调峰、清洁供热领域节能技术改造。2.技术原理及工艺在预设的电网低谷时间段或弃风电时间段,自动控制系统接通高压开关,66千伏高压电网为高压电发热体供电,高压电发热体将电能转换为热能同时被高温蓄热体不断吸收,当高温蓄热体的温度达到设定的上限温度或电网低谷时段结束时,自动控制系统切断高压开关,高压电网停止供电,高压电发热体停止工作,高温蓄热体与高温热交换器之间有热输出控制器,高温热交换器将高温蓄热体储存的高温热能转换为热水、热风或蒸汽等输出。工作原理图如下:3.技术指标(1)工作电压:110千伏。(2)蓄热温度达到:700℃。(3)蓄热能力达到:300千瓦时/立方米。(4)具有近200兆瓦的额定功率。4.技术功能特性(1)可实现超大功率电热转换和超大容量热储能。(2)直接利用10~110千伏以上高电压加热,突破电热转换的功率瓶颈,使电蓄热炉成为等同于燃煤、燃气方式的一种大功率清洁热源。(3)广泛应用于电力系统主动调峰、用户侧储能调峰、提升新能源发电消纳水平,将低谷电和弃风、弃光、弃水发电转化为热能并储存。(4)综合利用“低质”电力转化为“高质”热能,有效替代化石燃料消耗。5.应用案例张家口市崇礼区城区二道沟热源厂煤改电项目,技术提供单位为沈阳世杰电器有限公司。(1)用户用能情况简单说明:崇礼区丰汇热力有限公司二道沟热源厂原有58兆瓦燃煤锅炉2台,每年标准煤消耗量为4.312万吨。(2)实施内容及周期:在二道沟热源厂内建设电供暖热源,采用固体电蓄热炉替代原有燃煤锅炉热源,其供暖能力规划先行满足供暖面积146万平方米的供暖需求。管网沿用现有系统,集中供热,供热介质为热水,固体电蓄热炉输出热水,对接原有供热管网,一次网供水温度为60~95℃。实施周期13个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,据统计,每年利用废弃风电进行蓄热供暖,相对于原使用的燃煤锅炉,年节约标准煤4.32万吨,年减排CO211.97万吨。该项目综合年效益合计为2700万元,总投入为27660万元,投资回收期为10年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到30%,可形成年节约标准煤74万吨,年减排CO2204.98万吨。(二)基于飞轮储能的发电机功率补偿及节能技术1.技术适用范围适用于发电机功率补偿节能技术改造。2.技术原理及工艺将飞轮储能装置并联在直流母线上,负载释能时,可将负载的重力势能通过电力电子装置转化为飞轮动能进行储存,在负载耗能上升时,飞轮大功率快速释放能量,补偿发电机输出功率的不足,平滑柴油发电机功率输出,实现了系统余能利用,减小了柴油发电机装机容量,降低了柴油损耗,达到了节能增效的目的。技术原理图如下:3.技术指标(1)输入电压:400~600伏(直流),输出电压:400~600伏(直流)。(2)充电时间:<5分钟。(3)飞轮转速:>7000转/分钟。(4)运行环境温度:0~40℃。(5)单台飞轮最大输出功率:≥100千瓦。4.技术功能特性飞轮储能是纯物理的储能方式,以动能的形式储存、释放电能,具有功率密度高、绿色环保、高可靠性、使用寿命长、环境适应性强、安全性高等优势。5.应用案例技术提供单位为二重德阳储能科技有限公司。研发类节能技术,无应用案例。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到2%,可形成年节约标准煤0.08万吨,年减排CO20.22万吨。(三)用户侧分布式智慧储能关键技术1.技术适用范围适用于能源信息化节能技术改造。2.技术原理及工艺以高效长寿命磷酸铁锂电池为核心,以电池管理系统(BMS)、分布式EMS系统、自动消防系统(AFS)为依托,与储能逆变器(PCS)、IPSCP云平台一起构成“实时监控、双向通信、智能调控”的智慧储能系统。每个分布式储能设备通过4G移动网络与IPSCP云平台实时连接,云平台实现数据采集、数据分析、数据存储等功能,可通过App显示。系统架构图如下:3.技术指标(1)综合最高效率96%,并网总谐波≤3%。(2)三相不平衡补偿达到50%~100%。(3)功率因数调节范围:-0.8/+0.8。(4)数据采集频率:≤30秒/次;远程控制响应时间:≤1分钟;充放电量与目标差:≤5%。(5)循环寿命:≥2000次。(6)充放电节能能效达到90%。4.技术功能特性降低了单个设备的运行功率,从而降低了输配电要求;配置BMS、EMS系统,云平台实时监控设备安全运行;对每个分布式设备进行独立消防设计,精准消防;分布式系统中部分设备故障或异常,不影响整个系统基础功能;电池系统仿真分析,减少了产品研发周期,提高了产品可靠性;每个分布式设备都配置4G模块,通过移动网络连接IPSCP云平台,云平台实时对设备运行状态进行监控,通过AI算法对设备运行进行实时调整;工程安装要求低,可根据用户现场实际情况灵活布置,可在不同的供电环节接入电网,减低储能系统现场接入的难度。5.应用案例山东青岛用户侧储能电站项目,技术提供单位为青岛能蜂电气有限公司。(1)用户用能情况简单说明:该项目用电类型为大工业用电,用电需求大,变压器容量受限,希望降低用电成本,提高行业整体利润率。(2)实施内容及周期:项目建设分布式储能12台CE-IESS-Y220-50设备,储能电站的容量为2.64兆瓦·小时。实施周期8个月。(3)节能减排效果及投资回收期:一般储能设备效率为0.828,改造完成后,节能设备实际效率可达到0.901,每天设备进行两次充放电,单套设备一天节电量为31.68千瓦时,一年按照360天计算,年节约标准煤0.0042万吨,年减排CO20.012万吨。该项目综合年效益合计为50.79万元,总投入为207万元,投资回收期4年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到30%,可形成年节约标准煤3.1万吨,年减排CO28.59万吨。(四)分时实现变频调速及电能质量治理技术1.技术适用范围适用于电机变频调速节能技术改造。2.技术原理及工艺基于高压变频器平台开发的一种能够分时实现变频调速和电能质量治理的技术,具备变频运行和无功补偿两种工作模式,根据现场运行需求,既可以实现对电机的变频调速控制,也可以实现对电网的无功补偿。技术原理图如下:3.技术指标(1)同一硬件平台,内置不同控制模式,系统可用性高。(2)无功补偿电流双闭环加前馈控制,稳定性好,动态响应快。(3)无功补偿方式可选,适用性强。4.技术功能特性(1)恒功率因数控制。(2)恒无功控制。5.应用案例中石油西气东输西二线东段彭阳压气站节能改造项目,技术提供单位为能科科技股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:西气东输彭阳站有4套变频电驱压缩机组,正常为3用1备,正常工作时功率因数高,可以满足国家电力部门的要求,但是在闲时或工艺调压要求时也会出现全站变频电驱压缩机全停,但有少部分小功率设备运行的情况,此时功率因数就无法满足供电部门考核要求,并且无功损耗较大。(2)实施内容及周期:彭阳压气站4号电驱机组的变频及电能质量控制系统具有5兆乏的无功补偿能力,并且完全满足压缩机驱动20兆瓦高速电机的调速需求。该站4#电驱压缩机组采用变频及电能质量控制系统。实施周期3周。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,经现场测试,在全站停机情况下,通过装置的无功补偿功能,固原线供电所功率由原来的0.57提高到0.964,清彭线供电所功率因数由原来的0.126提高到0.93,完全满足供电部门对无功考核要求,并且节能减排效果明显。设备停止工作时,原变压器和线路上的有功损耗为12千瓦,改造后有功损耗为3千瓦,年节约标准煤0.0008万吨,年减排CO20.0022万吨。该项目综合年效益合计为18万元,总投入为45万元,投资回收期约为2.5年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到20%,可形成年节约标准煤0.93万吨,年减排CO22.58万吨。(五)面向新能源接入的高效电能质量治理装置1.技术适用范围适用于基于风力发电、光伏发电等新能源的微电网系统领域节能技术改造。2.技术原理及工艺采用同步编码开关技术进行过零投切电容器,应用于低压配电台区,通过补偿谐波、无功功率及调节三相平衡,实现降低线损和变压器损耗的目的,提高电能质量和供电质量。控制策略流程图及检测原理图如下:3.技术指标(1)电力电子型可配置容量:30千乏。(2)三相有功不平衡度:<8%。(3)补偿电容无功功率差值:<3千乏。(4)电气量采集精度:<1%。(5)控制模式:有功不平衡兼无功治理、谐波治理。4.技术功能特性(1)可通过模式配置选择基于电容器补偿和基于电力电子技术补偿模式。(2)通过循环投切及测温技术解决电容器鼓肚问题。(3)通过同步编码开关技术解决投切涌流问题。(4)采用多种规格电容器搭配混合补偿实现粗补和细补兼顾。(5)通过可靠性设计提高系统EMC方面抗干扰性能。5.应用案例山东省青岛供电公司项目,技术提供单位为山东电工电气集团新能科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:山东省电力公司青岛供电公司所属的平度等地的配电台区,存在功率因数低、无功缺口大、三相不平衡严重等电能质量问题。(2)实施内容及周期:选取了具有光伏发电接入的配电台区,根据台区负荷性质、功率因数现状、台区线损情况,在台区侧安装了精细无功补偿装置,提高了功率因数,减少了配电变压器的损耗。实施周期6个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,单台装置可实现节电24528千瓦时/年,实际投运数量约为20台,年节约标准煤0.015万吨,年减排CO20.042万吨。该项目综合年效益合计为24万元,总投入为120万元,投资回收期5年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到5%,可形成年节约标准煤0.08万吨,年减排CO20.22万吨。(六)电除尘器新型节能高频高压供电及控制技术1.技术适用范围适用于静电除尘器节能技术改造。2.技术原理及工艺传统的电除尘器普遍采用工频可控硅电源供电,其电路结构是两相工频电源经过可控硅移相控制幅度后,送整流变压器升压整流,形成100赫兹的脉冲电流送除尘器。新型节能高频高压供电及控制技术则先将三相工频电整流形成直流电,通过逆变电路形成高频交流电,再经升压整流后,形成高频脉动电流供给除尘器,工作频率可达到20~50千赫兹,除尘效率可达99.99%,同时,通过IGBT器件和逆变电路动态补偿无功功率、消除谐波,可将电网功率因数提升到0.98以上,大幅降低现有电源能耗。工艺路线图如下:3.技术指标(1)转换效率:≥93%。(2)功率因素:≥0.95。(3)逆变器谐振频率:≥30千赫兹。(4)线圈绕组极限温升55℃,变压器上层油面极限温升30℃。4.技术功能特性(1)辅助IEMS电除尘能量管理系统,通过IGBT器件和逆变电路动态补偿无功功率、消除谐波。(2)内置嵌入式专家控制系统,可实时读取并优化设备运行参数。(3)具有云系统,可通过远程平台或手机App来监控运行情况。5.应用案例美克化工绿色制造技术改造一体化建设项目,技术提供单位为浙江大维高新技术股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:改造前,采用8台额定输出2.0安/72千伏工频电源,输出效率约80%,实际用电总功率(输入总功率)为1440千瓦。(2)实施内容及周期:采用8台额定输出1.6安/80千伏高频电源替换原来的8台工频电源。实施周期1年。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后电除尘独立对应锅炉运行,实现单炉运行,电除尘器除尘效率99.99%,按电厂年运行时间6000小时计算,年节约标准煤0.064万吨,年减排CO20.17万吨。项目总投入为400万元,投资回收期2年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到55%,可形成年节约标准煤4.4万吨,年减排CO212.19万吨。附件《国家工业节能技术应用指南与案例(2021)》之七——智慧能源管控系统技术(一)成品油管网智慧用能决策系统1.技术适用范围适用于管道运输行业能源信息化管控领域节能技术改造。2.技术原理及工艺以大数据、云平台为支撑,利用复合组网设备和技术实现完整和可靠的能耗数据自动采集。建立泵群优化决策模型和算法,并开发源网荷储一体化和多能互补管控平台,达到智慧用能决策的目标,提高管道运输企业能源综合自动化管理水平和能源利用效率,年节约能源不低于2%。工作原理图如下:3.技术指标(1)单位输油电耗降低不少于2%。(2)能源数据存储间隔不低于5分钟,上传能耗数据到政府平台的月稳定率不低于99%。(3)输油泵站进线及100千瓦以上负荷电能质量的在线监测率100%,对应II类、III类、IV类用户电能计量精度分别不低于0.5级、1级、2级。4.技术功能特性(1)能源监测:采用物联网技术的云平台系统对管输企业各类能耗指标进行远程计量与采集并多维度地汇总统计与存储,以及可视化展示。(2)能源管理:将能源管理体系创新融入智慧用能决策系统,开发制度规范、资料台账等模块,实时展示能源管理工作情况,提高能源管理信息化水平。(3)能源优化及决策:根据输送计划自动生成最节能的输油方案;实践源网荷储协调优化理念,实现多能互补,以储能装置为平台,提高光伏发电、风力发电的利用率;创新性地开发节能可靠性模块,将外供电线路运行可靠性与节能相结合。5.应用案例国家管网集团华南公司珠三角管网智慧用能决策系统改造项目,技术提供单位为国家石油天然气管网集团有限公司华南分公司。(1)用户用能情况简单说明:珠三角管网分西线、中线、东线,系统建设前年用电量为4816万千瓦时。(2)实施内容及周期:建设智慧用能决策系统,实现用能集中监管和用能优化(配泵优化和源网荷储一体化)。实施周期10个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,珠三角管网月输油单耗减少3.8%,年节约标准煤0.057万吨,年减排CO20.16万吨。该项目综合年效益675万元,总投入866.6万元,投资回收期1.28年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到30%,可形成年节约标准煤0.62万吨,年减排CO21.72万吨。(二)基于边缘计算的流程工业智能优化控制技术1.技术适用范围适用于流程工业能源信息化管控领域节能技术改造。2.技术原理及工艺集成了数据处理、在线建模、先进控制、在线优化控制、智能控制等技术所形成的流程工业智能优化控制系统,具有自学习能力,能够实现在线建模功能,可针对不同装置、不同生产过程形成最适合的控制模型和优化模型,通过通用先进控制模块使各流程工业装置达到“快、准、稳、优”的最佳控制效果,并通过通用优化模块使装置或整个系统达到最优的运行状态,从而实现节能、节水及资源综合利用。技术原理图如下:3.技术指标(1)长期可靠自控率大于90%。(2)燃料为煤的节能率在1.5%以上(供热链条炉可以达到5%以上),燃料为燃气的节能率在3.0%以上。(3)化工装置综合节能率在1%以上。4.技术功能特性使生产装置具有自感知能力,能够对现场的异常工况做出预测和快速响应,代替人工或原基础控制系统做出决策,确保生产装置始终运行在最佳状态,实现生产安全、稳定和节能。5.应用案例内蒙古博大实地化学有限公司3×180吨/小时CFB锅炉优化控制系统改造项目,技术提供单位为北京和隆优化科技股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:博大实地动力车间有3台180吨/小时CFB锅炉,3台锅炉常年运行。除汽包水位投自动外,给煤、送风、引风等其他回路均为手动控制。供热蒸汽系统有9.8兆帕、4.2兆帕、2.6兆帕、0.6兆帕等四个压力等级。(2)实施内容及周期:基于用户现有DCS系统、仪表和运行工况,现场增加3套优化控制站(BCS系统)及其相应配套软件设施,通过OPC通信,使优化系统与原DCS系统无缝整合到一起,实现锅炉燃烧运行系统的全自动优化控制,并提供实时远程(HeroRTS云平台)服务。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,3台180吨/小时CFB锅炉平均实现节能1.56%以上。3台锅炉年耗煤量30万吨原煤,热值按5500千卡(1千卡=4.1868千焦)计,年节约标准煤0.37万吨,年减排CO21.02万吨。该项目综合年效益202万元,总投入151万元,投资回收期9个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到17%,可形成年节约标准煤176万吨,年减排CO2488万吨。(三)中小型冷库制冷机组的智能热氟融霜节能技术1.技术适用范围适用于冷库制冷机组节能技术改造。2.技术原理及工艺将高温气态制冷剂直接通入蒸发器,运用高温高压的冷媒融化霜层,热氟融霜相对于电热化霜时间短,化霜功率低,整体运行节能省电,化霜效率高,冷库温度波动小,可实现智能化霜,能够根据使用场景自动调整化霜参数,实现节能。技术原理图如下:3.技术指标(1)综合耗电量可降低29.4%。(2)化霜过程库温波动小,波动减小7℃以上。(3)等泵功条件下换热量提升18.3%,抗结霜能力提高36.7%。(4)参数全局自动寻优化霜控制技术,减少无效化霜,化霜次数最多减少50%。(5)机组开停使用寿命:≥100000次。4.技术功能特性依托GPRS移动通信技术实现冷库用制冷机组远程智能监控,自主研发手机移动端微信公众号,实现总部群控、集团用户自组网、用户手机移动端监控等三级远程监控管理功能,实时监控冷库制冷设备运行状态,快速提供技术支持等服务工作。5.应用案例技术提供单位为珠海格力电器股份有限公司。研发类节能技术,无应用案例。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到20%,可形成年节约标准煤14.69万吨,年减排CO240.69万吨。(四)直流母线群控供电系统1.技术适用范围适用于油气开采行业供电和电控系统节能技术改造。2.技术原理及工艺将同一采油(气)区块的各井抽油机电控逆变终端通过直流互馈型母线方式统一供电,各抽油机冲次根据井下工况优化调节,将现代网络化无线通信管理方式与油井群控配置组态相结合,实现集群井间协调和监控管理,使各抽油机倒发电馈能通过直流母线互馈共享、循环利用,可实现以下几个功能:一是可以提高能效;二是直流供电线路压降低、损耗小、距离远;三是通过公共直流母线,使同一变压器和网侧整流器冗余容量为多台抽油机变频电控终端所共享,从而降低变压器台数和容量。工作原理图如下:3.技术指标(1)平均有功节电率15%以上,平均无功节电率达85%。(2)装置负载率大于70%时,电压谐波畸变率不超过2.5%,电流谐波畸变率不超过10%。(3)吨液生产节电率:15%~25%。(4)网侧功率因数优于0.92。(5)变压器容量节约60%以上。4.技术功能特性(1)采用同一网侧整流滤波器通过公共直流母线为多台抽油机变频控制终端供电的抽油机区块直流互馈型变频群控配置组态,使同一变压器和网侧整流器冗余容量为多台抽油机变频电控终端所共享,节约网电变压器台数90%以上、容量60%以上,系统功率因数可达到0.95以上,网侧电流谐波优于国家标准。(2)不存在由交流功率引起的无功电流损耗、趋肤效应、磁感应损耗等,供电线路压降低、损耗小、容量大、供电距离长。(3)抽油机负载动态跟踪调压节能优化控制算法,提高抽油机驱动电机的效率和功率因数,改善生产工艺和系统效率,进一步提高油井产液量和降低生产耗电量,提升效率节电10%。5.应用案例胜利油田东辛采油厂营二管理区营26断块直流母线群控节能技术应用工程项目,技术提供单位为中石大蓝天(青岛)石油技术有限公司。(1)用户用能情况简单说明:根据测试,30口油井变压器平均负载率34.8%,变压器容量冗余较大,容量费用支出多和变压器损耗大;变压器高压侧平均功率因数0.49,功率因数不达标,力率电费较高;油井控制柜多采用工频控制柜,无法及时根据实际运行工况对油井运行情况进行调节,造成能源消耗量较大。(2)实施内容及周期:对营26断块内位置相对集中的30口油井进行直流母线集控改造,共设置3套群控系统,利用原有的容量为100千伏安的S13型变压器2台、容量为160千伏安的S13型变压器1台,并配置3台集控整流柜,30台油井专用逆变柜,8台油井直流配电箱。实施周期1周。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,3套群控系统的节电率均达20%以上,年节约标准煤0.011万吨,年减排CO20.03万吨。该项目综合年效益合计56.44万元,总投入203万元,投资回收期3.6年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到50%,可形成年节约标准煤2.35万吨,年减排CO26.51万吨。(五)能源化工企业智慧工厂“123”体系冷源数字化节能技术1.技术适用范围适用于化工领域能源信息化管控节能技术改造。2.技术原理及工艺以有效能为主控制对象,应用物联网技术,将工厂建设为一个物联网络(主站)、两个可调控设备(电机和阀门)、三个能量流系统(冷、热和物料)的智慧体系,实现能量合理精准的配送,利用物联网和人工智能技术,达到“配置合理、运行协调、整体优化”,整体上展现简约、自适应、最低能耗、透明可控等一系列外在健康属性,使工厂的运营变得简单,以最低的成本完成智慧工厂建设,实现节电约30%。技术原理图如下:3.技术指标(1)工艺介质冷后温度波动不超过±1℃。(2)信号响应速度:0.01秒。(3)冷量输送精准率:99%。(4)泄漏查准率:99.9%。4.技术功能特性配备末端负荷跟踪控制模块、冷却塔负荷跟踪控制模块、水泵总负荷跟踪控制模块、水泵出口在线匹配模块、三维建模语音交互模块、换热器泄漏监测模块、主站模块。5.应用案例九江石化焦化装置循环水优化项目,技术提供单位为深圳市宏事达能源科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:九江石化炼油运行四部焦化循环水场循环水泵共二台,单泵流量1836吨/小时,功率400千瓦,运行电压6000伏,额定流量1836立方米/小时;冷却塔采用逆流式混合结构冷却塔,共两座,每座处理量为1000吨/小时,淋水填料采用斜梯坡PVC薄膜式填料,冷却塔风机额定功率55千瓦,运行电压380伏。(2)实施内容及周期:新增2台55千瓦冷却塔风机控制模块,2台400千瓦水泵负荷跟踪控制模块,19个数字控制多功能阀,一台22千瓦增压泵及相应的冷源数字化平台软件。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,蜡油收率由改造前的12.39%,增加至改造后的22.81%,汽柴油收率由改造前的29.65%,增加至改造后的40.63%,装置加工损失同比下降0.01%,年节约标准煤0.036万吨,年减排CO20.10万吨。该项目综合年效益91.82万元,总投入184万元,投资回收期2年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到5%,可形成年节约标准煤2.48万吨,年减排CO26.87万吨。(六)区域综合能源管控系统1.技术适用范围适用于能源信息化管控节能技术改造。2.技术原理及工艺拥有能源综合监控、能源优化调度、能效分析与诊断、能源智能运维等功能,支持多种类型能源数据接入,利用Hadoop分布式数据库、智能数据挖掘技术实现长期历史数据诊断、分析、评估,该系统能对综合能源系统大量用能数据进行类型划分,利用聚类分析方法对比待处理数据与对应类型的标杆值,进行用能异常突变判断,可发现用户能源消耗过程和结构中存在的问题,辅助优化综合能源系统用能策略。原理图如下:3.技术指标(1)全系统采集点数:≥20万。(2)热备切换时间:≤10秒,冷备切换时间:≤1分钟。(3)CPU平均负载率:≤40%,网络负荷:≤30%。(4)可接入实时数据容量:≥10000,可接入终端数:≥3000,可接入控制量:≥6000。(5)实时数据变化主站更新时延:≤5秒;遥控输出时延:≤3秒;实时画面调阅响应时间:≤4秒;遥控操作响应时间:≤5秒。4.技术功能特性(1)构建了能源互联网集成、互补融合的协调运行控制体系,具备百万级数据处理规模,有效保障了综合能源系统的安全经济运行。(2)基于IEC扩展模型的多源数据融合及统一信息建模方法,规范了统一量纲下综合能源数据分析和数据共享,实现了综合能源系统的协调控制及优化运行。(3)支持面向不同用户、不同时间尺度的全景能效分析,可提供定制化用能服务。5.应用案例天津北辰商务中心绿色办公示范项目,技术提供单位为许继集团有限公司。(1)用户用能情况简单说明:项目建设前商务中心办公大楼已有地源热泵系统,电网供电,每年电费约为290万元。(2)实施内容及周期:建设区域综合能源管控系统,对峰值功率为286千瓦的光伏发电系统、7台5千瓦风力发电系统、电化学储能系统、地源热泵系统、电动汽车充电桩等多能源进行协同调控,保证大楼能源高效利用,实现绿色、低碳办公。实施周期8个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,通过区域综合能源管控系统的运行控制,年节约标准煤0.020万吨,年减排CO20.057万吨。该项目综合年效益138.93万元,扣除政府补贴后总投入860万元,投资回收期6.2年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到2%,可形成年节约标准煤0.33万吨,年减排CO20.91万吨。(七)智慧能源能效管控系统1.技术适用范围适用于能源信息化管控节能技术改造。2.技术原理及工艺通过对能源站的设备、管网等各类能耗数据进行精准采集和整理,借助自主研发的能效分析模型对整个能源系统进行能效分析及节能诊断,通过定制化的控制编程,实现控制逻辑的精准性,从而达到对设备进行精准控制和运行监测。该系统可确保各个设备之间高效耦合联动,做到供给和需求、机房和末端、外部负荷和设备本身等各方面的协同,力争整个能源站时刻精准高效运行,实现节能降耗。系统架构图如下:3.技术指标(1)能源站能效提升:20%~40%。(2)数据采集精准度:+0.1。(3)节能率:20%~40%。4.技术功能特性(1)设备物联,实时监测,安全运行。设备运行状态、系统性能指标实时展示,设备运行参数实时查看。(2)精准计量现场数据,确保数据采集精度。(3)准确计算能源站的能效指标,找出系统的薄弱点,挖掘节能潜力;多维度呈现,查看对比更直观,避免能源站漏洞。(4)通过监测数据,计算能源站的各项指标,通过与标准指标对比,找出系统的高耗能点,为自动化控制提供数据支持。5.应用案例众生药业节能改造项目,技术提供单位为青岛艾德森物联科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:众生药业厂区建筑面积为165000平方米,有多个能源站,制冷机房长期处于手动运行状态,照明管理粗放。(2)实施内容及周期:对现场的数据进行采集,根据现场数据情况,进行能效分析、能效诊断。对能源站的能效进行分析,编写控制逻辑,安装调试,并通过云平台显示。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,2#能源站综合能效比由2.60提升至3.93,能效提升51.2%,节电率33.8%;8#能源站年综合能效比由2.21提升至3.76,能效提升70.1%,节电率41.2%,年节约标准煤0.0090万吨,年减排CO20.025万吨。该项目综合年效益17.4万元,总投入47.68万元,投资回收期2.7年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到10%,可形成年节约标准煤2.88万吨,年减排CO27.98万吨。(八)EcoSave空压站智慧无损节能系统1.技术适用范围适用于空压站系统能源信息化管控节能技术改造。2.技术原理及工艺通过深度学习及边缘计算,准确学习用户的用气规律并做出趋势预测,设定满足生产工艺需求的最低压缩空气系统总管压力,再通过无损恒压技术对总管压力实施精确控制,既降低总管压力又降低管路泄漏量,从而实现节能。在此基础上,利用无线智能联控技术对空压机系统实施联动控制,减少空压机系统末端恒压增多的卸载时间,从而优化整个系统的运行。工艺流程图如下:3.技术指标(1)降低总管压力,减少空压机泄露浪费,每降低100千帕压力,管网泄露降低13%。(2)无线智能联控技术提升加载率至95%。(3)无损恒压技术对总管压力实施按需恒压控制,每降低100千帕压力,负载率降低7%。(4)综合节能率:15%~25%。4.技术功能特性在空压机站房压缩空气主管上加装EcoSave空压站智慧无损节能系统,并通过无线智能模块与每台空压机进行无线联控,无须布线。采集压缩空气系统压力波动,将数据上传到云平台,通过数据库进行生产用气规律的深度学习,精确预测未来用气规律,并通过AI无损恒压技术进行精确匹配,降低系统压力和空压机卸载时间,实现系统节能降耗。5.应用案例东电化电子(珠海)有限公司空压机节能改造项目,技术提供单位为埃尔利德(广东)智能科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:C1栋和F1栋原空压机房各空压机单独运行,无能源管控系统集中管理运行,能耗高。(2)实施内容及周期:项目依附主体为C1栋与F1栋空压机系统,C1栋空压机房增加EcoSave智慧无损节能系统、EcoVSD智能变频系统和EcoDPC智能露点联控系统,F1栋空压机房增加EcoSave智慧无损节能系统和EcoDPC智能露点联控系统,空压机电柜安装智能电表读取用电数据,并在系统末端安装流量计。实施周期4个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,节能率达27.96%,年节约标准煤0.064万吨,年减排CO20.18万吨。该项目综合年效益133.2万元,总投入107万元,投资回收期10个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到5%,可形成年节约标准煤0.46万吨,年减排CO21.27万吨。(九)基于APC中央空调智控节能技术1.技术适用范围适用于空调系统智能控制节能技术改造。2.技术原理及工艺采用数据采集→建模→多变量控制→云端管控等方式,将所有中央空调前后端看作一个整体进行协同控制,通过现场数据建模,完成预测、优化反馈控制,实现中央空调设备的无人化智控,建立中央空调智能化、集散化“专家系统”,可提高中央空调系统信息化与智能化水平,年平均节能15%~40%。技术原理图如下:3.技术指标(1)年平均节能:15%~40%。(2)可提高中央空调系统信息化与智能化水平。(3)减少企业人力支出10%以上。4.技术功能特性采用云端集中管理,实现精细化与智能化管控;采用多变量协同APC控制优化算法,实现前端、末端设备运行参数间的最优配比,引入群控逻辑判断,实现无人值守、智能操控;动软不动硬,降低了系统改造风险;全面覆盖中央空调、VRV空调、分体式空调系统的云端集中管理,支持PC端与移动端的互联互通。5.应用案例湖西721H11冷冻站自控软件系统工程项目,技术提供单位为厦门奥普拓自控科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:宁德时代空调系统冷源站主要设备包含约克冷水机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机,各耗能设备独立运行。(2)实施内容及周期:采用空调智能控制系统,通过黑盒模型建立参数之间数字化关系,输出一组最低能耗的组合方式,引入暖通节能原理作为控制策略。根据输入层信号的变化,自动输出暖通空调系统设备最低总能耗的最佳组合,来控制冷却水泵的运行,实时保证生产车间恒温恒湿。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,根据8月测试数据计算,开闭环测试节电量为74766千瓦时,节电率为14.23%,因本次测试在8月,为传统的空调使用旺季,空调负荷大,节能空间相对较小,预计在其他季节,尤其4~5月,10~11月等交换季节的节电率将更高,可达30%以上。项目全年用电量为3000万千瓦时,以年节电率保守估计14.23%计算,年节约标准煤0.13万吨,年减排CO20.37万吨。该项目综合年效益226万元,总投入339万元,投资回收期18个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到20%,可形成年节约标准煤2.4万吨,年减排CO26.6万吨。(十)智慧热岛—余热利用技术1.技术适用范围适用于化工领域余热余压利用节能技术改造。2.技术原理及工艺以水为媒介,通过泵送至各个热量富余的生产装置或系统,以换热的方式收集余热(取热岛),然后输送给需要热量的装置或系统中(用热岛),替代用热岛中现有的蒸汽加热方式,达到节省蒸汽的目的。技术原理图如下:3.技术指标(1)热量利用效率提升20%以上。(2)加权总传热系数提升20%。(3)总换热面积下降5%~10%。4.技术功能特性(1)热量自平衡,自动进行热量匹配,可实现系统的闭环优化,无须人工干预。(2)提供信息化管理平台、系统运行状况监测诊断、重点设备运行监控管理、客户终端浏览、信息展示等。(3)具有良好的扩展性,通过扩展取热岛、用热岛数量,扩展系统的总供热能力,可适应企业未来的发展。(4)无缝设计对接,缩短工程设计时间,保障设计效果,模块化设计,减少现场施工时间。5.应用案例茂名石化化工分部芳烃装置余热利用EMC项目,技术提供单位为上海优华系统集成技术股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:茂名石化综合能耗在国内处于先进水平,高温余热已基本回收利用。经核算芳烃装置低温余热将近20兆瓦,目前均通过空冷器和水冷器冷却。(2)实施内容及周期:新建低温余热回收站,包括热水罐、热水泵、蒸汽换热器和相应的仪表控制系统,芳烃装置新增2台换热设备,以及进行相应的平台框架改造,并在MTBE装置新增两台换热设备和相应的管道、仪表等。实施周期10个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,实际节省蒸汽消耗约8吨/小时,按年运行时间8400小时计算,年节约标准煤0.62万吨,年减排CO21.7万吨。该项目综合年效益689万元,总投入1370万元,投资回收期2年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到7%,可形成年节约标准煤20万吨,年减排CO255.4万吨。(十一)iSave中央空调AI节能控制系统1.技术适用范围适用于中央空调能源信息化管控节能技术改造。2.技术原理及工艺中心单元ASP(大脑)依据室内温湿度及其变化曲率、室外温湿度及其变化曲率、系统运行数据以及各设备运行状态,通过AI节能算法计算制冷站最佳的控制参数设定值。当接入末端空调机组时,AI节能算法能够根据室内外环境及时间参数计算最佳的空调机组送风温度设定值和室内温度设定值等,实现中央空调系统的深度节能。技术原理图如下:3.技术指标(1)节能率:20%~50%。(2)部署周期降低:70%。(3)项目成本降低:30%。4.技术功能特性(1)可实现远程监控、能源管理、节能管理、智能运维、远程系统维护、故障预警和报警以及平台管理等功能。(2)软件功能强大,AI节能算法配置全面,从全系统角度挖掘节能潜力。(3)采用边缘控制器为设备赋能,标准化、智慧化,实施简单、实施周期短、成本低、维护简单。(4)具有强大的兼容能力,支持多种协议,支持多种接口方式,并可根据客户需求进行定制化功能开发,建立个性化的节能平台。(5)操作软件支持3D模型。5.应用案例武汉市第九医院中央空调节能改造项目,技术提供单位为武汉捷高技术有限公司。(1)用户用能情况简单说明:武汉市第九医院住院部大楼的中央空调水系统采用手动控制模式,控制效率较低。武汉九医院改造前,热泵机组全年能耗912337千瓦时,水泵全年能耗230760千瓦时,总能耗1143097千瓦时。(2)实施内容及周期:改造范围主要为热泵机组、循环水泵,硬件改造主要为增加电动阀、变频器、控制器、传感器等;软件改造采用iSave中央空调AI节能系统。同时升级安装空调水系统节能动力柜和节能控制柜,水管温度传感器和压差传感器,热泵机组支路电动开关阀以及铺设相关线路等。实施周期3周。(3)节能减排效果及投资回收期:改造前系统供暖期实际运行能耗为38.62万千瓦时,制冷期实际运行能耗为67.74万千瓦时,改造完成后,系统供暖期实际运行能耗为31.31万千瓦时,制冷期实际运行能耗为46.1万千瓦时。通过武汉节能监察中心节能审核,项目年节电量为28.95万千瓦时,节省费用27.5万元,节能率27.22%,年节约标准煤0.0090万吨,年减排CO20.025万吨。该项目综合年效益26万元,总投入46.5万元,投资回收期1.8年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到5%,可形成年节约标准煤3.1万吨,年减排CO28.6万吨。(十二)一种组合式互联网节能型智慧空压站的集成设计及智能控制系统1.技术适用范围适用于空压站系统能源信息化管控节能技术改造。2.技术原理及工艺利用物联网、大数据等技术将节能空压机、储气罐、节能冷干机、过滤器集成到智慧空压站中,该智慧空压站24小时远程监控并不间断地发送监控数据,自动报警,自动收集空压机数据并进行分析自动优化工作模式,可为用户提供所需的高品质压缩空气,相比于传统空压机节能15%~60%。技术原理图如下:3.技术指标(1)耗电量:110千瓦时,产气量:24立方米/分钟。(2)节能空压机均采用双永磁变频技术及二级压缩,相同功率下比一级压缩产气量高30%以上。(3)凭借AI和数采技术,将空压站等各类设备的运行数据进行可视化呈现。(4)支持LTECat-1bis和GSM和GPRS三模。(5)兼容4G、5G、以太网等不同的通信方式,支持多种数传协议和应用服务。4.技术功能特性(1)应用生态和管理:生态入口统一、应用管理协同、虚拟机应用协同。(2)云服务协同:高阶服务推送、基础服务推送。(3)AI协同:边缘推理、联邦训练。(4)数据协同:数据预处理、边云灾备。(5)资源协同:边缘和中心云内网互通、中心云服务按需使用、资源/流量调度。5.应用案例湖北融通高科先进材料有限公司压缩空气系统共享智慧空压站卖气综合节能服务项目,技术提供单位为武汉瑞气节能环保科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:湖北融通高科空压站原有8台空压机,设备能效低,为三级能效产品,每个月用电量52.99万千瓦时。常开设备为工频机,频繁空重车,浪费电力。(2)实施内容及周期:新增2个气宝智慧空压站(一级标准站房、压缩空气等级一级、一级能效),并新增定制后处理系统,空压机云智控系统,物联网,云平台管理服务、区块链技术。实施周期8个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,每个月用电量由529920千瓦时下降到312564千瓦时,年节约标准煤0.081万吨,年减排CO20.22万吨。该项目综合年效益203万元,总投入600万元,投资回收期2.95年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到30%,可形成年节约标准煤32万吨,年减排CO288.72万吨。附件《国家工业节能技术应用指南与案例(2021)》之八——余热余压利用技术(一)自回热精馏节能技术1.技术适用范围适用于化工、石化、轻工、制药等行业精馏工艺节能技术改造。2.技术原理及工艺自回热精馏节能技术(SHRT),是将精馏系统塔顶的低温蒸汽通过压缩机压缩,提高其温度及压力后送往再沸器加热塔釜料液并放热冷凝,系统运行仅通过压缩机维持精馏过程的能量平衡,系统利用少量电能提高塔顶蒸汽的热品位,高效回收了塔顶蒸汽的汽化潜热,减少塔釜料液加热的外加能源需求,降低了塔顶冷却水耗量,实现精馏过程节能经济运行,能耗仅为传统精馏工艺的60%~80%。工艺原理图如下:压缩机精馏塔第1预热器第2预热器3.技术指标(1)蒸汽压缩机压缩每吨甲醇电耗:≤60千瓦时,流量:120~7000立方米/分钟,压比范围达2~8。(2)再沸器的传热系数(K值)较传统再沸器(热虹吸式)提升20%以上。4.技术功能特性(1)可针对不同的精馏物系及精馏纯度要求,开发设计直接压缩式自回热精馏系统与间接式自回热精馏系统。(2)设计开发了适用于精馏工况的小温差横管降膜再沸器,优化了换热器结构及工艺匹配方式。(3)配备有智能测控系统,系统压缩机运行频率等参数可远程组态监控操控。(4)保留原有的塔顶冷凝器及连接管路,与改造新增的自回热精馏回路互为备用,增强了系统运行的可靠性。5.应用案例南通泰利达自回热精馏项目,技术提供单位为江苏乐科节能科技股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:南通泰利达项目乙醇精馏总进料量为7.3立方米/小时,原系统采用常规常压精馏系统,塔釜温度103.5℃,塔顶79.5℃,原系统消耗蒸汽3.5吨/小时(折合标煤45.6千克/立方米)、冷却水量150立方米/小时,造成较大的能源浪费。(2)实施内容及周期:采用直接压缩式自回热精馏技术对其精馏系统进行节能改造,取消原系统塔顶冷凝器,采用高效双螺杆压缩机(装机功率250千瓦)将塔顶蒸汽进行压缩增温至108℃(饱和温度),增温后的蒸汽用于加热塔釜物料,蒸汽凝液预热系统进料,塔釜再沸器采用面积为425平方米的横管降膜式再沸器。实施周期4个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造完成后,系统节约蒸汽66.67%,新增压缩机电耗36.8千瓦时/立方米,系统能源消耗折合标煤27.4千克/立方米,降低了18.2千克标准煤/立方米。生产系统按一年约2/3的时间运行,年节约标准煤0.061万吨,年减排CO20.17万吨。投资回收期1.5年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到3%,可形成年节约标准煤130万吨,年减排CO2360.1万吨。(二)升温型工业余热利用技术1.技术适用范围适用于工业废热利用节能技术改造。2.技术原理及工艺以第二类溴化锂吸收式热泵作为主要设备,采用中温热源驱动,热泵循环中蒸发压力和吸收压力高于发生压力和冷凝压力,借助其与低温热源的势差,可吸收低品位余热(热水、蒸汽或其他介质),将另外一部分中温热提升到较高的温度,生产高品位热蒸汽或热水,实现能源品位的提升。该类热泵以获取更高的输出温度为目的,由于其向环境或低温热源排放部分热量,其性能系数COP一般小于1,在0.3~0.5之间,系统运行过程中仅消耗少量的电能,具有显著的节能效果。技术路线图如下:3.技术指标(1)可回收利用70℃以上的中温废热。(2)单级升温可提供比废热源温度高30~40℃,但不超过150℃的热水或饱和蒸汽,能效0.45~0.48。(3)两级升温可提供比废热源温度高40~60℃,但不超过175℃的热水或饱和蒸汽,能效0.3。4.技术功能特性(1)机组控制参数及运行具备远程监控功能。(2)基于“互联网+”的监控平台,数据的收集、整理及发布均通过互联网进行。5.应用案例中海石油宁波大榭石化30万吨/年乙苯装置工艺热水余热回收项目,技术提供单位为北京华源泰盟节能设备有限公司。(1)用户用能情况简单说明:30万吨乙苯装置中高温物料冷却产生大量热水,温度达120℃、总量468.4吨/小时,直接进入冷却塔散热,造成极大浪费。(2)实施内容及周期:安装二类热泵机组回收乙苯工艺装置热水余热,以120℃热水作为驱动热源,制取0.30兆帕(表压)的蒸汽,并入0.25兆帕(表压)蒸汽管网。实施周期2个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,可多产0.3兆帕蒸汽12.5吨/小时,节约循环水1400吨/小时。设备年运行时间按8000小时计算,年节约标准煤0.90万吨,年减排CO22.49万吨。投资回收期10个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到5%,可形成年节约标准煤10万吨,年减排CO227.72万吨。(三)基于热能梯级利用的热电联产低位能供热技术1.技术适用范围适用于热电厂大规模生活供热节能技术改造。2.技术原理及工艺利用居民采暖的低品位热能需求,对汽轮机低压缸转子、凝汽器等关键设备进行改造。采暖期适当提高机组运行背压,以热网循环水作为机组排汽冷却水,回收机组低品位排汽余热作为热网的基础热源,加热循环回水后对外供热,供热不足部分由高品位中排抽汽进行尖峰加热,实现能源梯级利用,提升了机组发电出力,显著降低了供热耗能成本。空冷机组和湿冷机组梯级低位能供热系统如下图所示。3.技术指标(1)相比传统抽汽式供热,机组供热能力提高40%以上,机组发电出力增加5%以上。(2)机组发电煤耗可下降至150克/千瓦时以下。4.技术功能特性实现余热回收,有效释放热电联产机组的供热能力。5.应用案例国电电力大连开发区热电厂1号机机组供热节能改造工程,技术提供单位为国能龙源蓝天节能技术有限公司。(1)用户用能情况简单说明:两台350兆瓦超临界热电联产机组,采用中排抽汽供热,单机实际抽汽量490吨/小时,电厂最高供热面积1145平方米。(2)实施内容及周期:综合考虑电厂供热负荷、发电煤耗率、非供热期负荷率、㶲损失等条件,采用“宽背压低压缸转子”的改造方案,新转子即可适应采暖期高背压供热条件,也可兼顾非采暖期纯凝运行经济性,采暖期将1号机主机乏汽和小机乏汽共同回收、用作热网的基础热源,加热热网循环水,非采暖期将再凝汽器内的冷却水更换为循环冷却水。实施周期1年。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后机组热负荷可达490兆瓦,电厂设计供热面积达到1600万平方米,机组供热能力增加31.6%,发电出力增加11.4%,发电煤耗相对下降105.9克/千瓦时。按采暖期机组发电8.7亿千瓦时计算,年节约标准煤9.2万吨,年减排CO225.5万吨。该项目综合年效益9210万元,总投入27600万元,投资回收期3年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到25%,可形成年节约标准煤81万吨,年减排CO2224.37万吨。(四)大腔体高温真空电热氮化烧结系统及余热利用技术1.技术适用范围适用于碳化硅陶瓷产品制备技术领域节能技术改造。2.技术原理及工艺采用高强度大腔体炉,真空度、密封性和保温设计优良,产品装载量大,利用高温时射流均温系统缩小炉内分层温差,氮化率高,余热可充分回收利用,热利用率高;同时通过工业DCS控制系统及工业组态软件相结合,实现了大腔体氮化炉的加热升温、鼓风降温、送风排杂、射流均温、自动补氮、余热利用等智能控制功能,单位吨耗低,相比行业先进指标,节电250千瓦时/吨,节氮气55立方米/吨(标态)。技术原理图如下:1-高强钢结构炉体,2-水冷密封电极,3-浮锚式砌体保温层,4-射流均温系统,5-多列式电加热装置,6-高压氮气预热送气管路,7-氮化硅结合碳化硅制品,8-窑压高低压控制系统,9-重载活动炉车,10-排烟及烟气调节控制系统,11-洁净烟气余热利用系统,12-杂质烟气净化处理系统3.技术指标(1)有效装载容积23立方米,装载量30吨。(2)最高使用温度1450℃,温度均匀性±5℃。(3)使用压力范围±0.1兆帕。(4)电耗850千瓦时/吨,氮气耗20~30立方米/吨(标态)。(5)生产周期(冷到冷)约10天。4.技术功能特性(1)高温高压高真空,温度均匀性好,氮化效率高。(2)装载量大、单位吨耗低,余热高效利用,热利用率高。(3)自动化智能控制、网络协同运维服务相结合。5.应用案例中钢耐火天祝玉通科技新材料有限公司项目,技术提供单位为机械工业第六设计研究院有限公司。(1)用户用能情况简单说明:氮化设备总装机容量7500千瓦,全厂年总用电量1400万千瓦时,含制氮用电。(2)实施内容及周期:改造十台氮化炉,改造为23立方米大腔体氮化烧结炉系统+余热智能利用。实施周期10个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后年产量10500吨,系统平均节电250千瓦时/吨,平均节约氮气55立方米/吨(标态),年节约标准煤0.079万吨,年减排CO20.22万吨。项目新增产量7800吨,新增效益2106万元,总投入1980万元,投资回收期11个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到3%,可形成年节约标准煤0.23万吨,年减排CO20.637万吨。(五)污泥耦合发电技术1.技术适用范围适用于污泥等固废处理余热余压节能技术改造。2.技术原理及工艺采用低温蒸汽式污泥干化装备,利用电厂低品位蒸汽干化污泥,提高污泥热值,干化尾气送入电厂锅炉热分解,回收利用干化尾气潜热的同时随锅炉尾气脱硝、除尘、脱硫后超净排放,冷凝液经生物处理达标回用;再将干化污泥与燃煤混合后送入电厂锅炉燃烧,燃烧灰渣作为建筑辅料,在无害化处理污泥的同时,耦合发电,实现资源化利用。污泥耦合发电的核心设备是低温蒸汽式高效污泥干化装备和高湿除尘器。工艺流程图如下:3.技术指标(1)主设备单台面积420平方米。(2)单位面积干化污泥量12.2千克/小时(含水80%)。(3)主机用电消耗17.6千瓦时/吨。(4)净耗蒸汽热1400千焦/千克(含水80%)。4.技术功能特性(1)低温蒸汽高效污泥干化机吨污泥干化耗汽量小于0.5吨,污泥全部资源化利用,污泥干化产生废气超净排放,干化冷凝液达标回用。(2)新型水雾除尘技术装备,在相对湿度大于90%的高湿条件下,干化尾气含尘小于20毫克/立方米。(3)智能管控,系统控制实现现场无人值守运行。5.应用案例南京化工园热电厂污泥耦合发电资源化综合利用项目,技术提供单位为中电环保股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:装机容量30万千瓦,热电厂一期2×50兆瓦高压双抽汽凝汽式发电机组,3台220吨/小时高温高压燃煤锅炉,供应10兆帕等级蒸汽30~40吨/小时,4.3兆帕等级蒸汽100~150吨/小时,1.4兆帕蒸汽270~360吨/小时。(2)实施内容及周期:新建1套污泥处理处置系统,共用化工园热电厂输煤、锅炉、环保等设施,采用污泥“间接干化+耦合发电”处理方式,产生的废水全部收集处理达标后排放到滨江污水厂,废气经处理后送至电厂锅炉焚烧,生产的干污泥全部送入电厂与煤混合后焚烧发电。实施周期10个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,年处理10万吨污泥,干化后污泥可利用热值按1500千卡(1千卡=4.1868千焦)计算,年节约标准煤0.64万吨,年减排CO21.78万吨。项目总投资6500万元,污泥处置收费按吨计价,投资回收期5年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到51%,可形成年节约标准煤10万吨,年减排CO227.7万吨。(六)汽车轮毂生产线余热高效回收利用关键技术与应用1.技术适用范围适用于车辆轮毂生产线余热利用节能技术改造。2.技术原理及工艺采用自主开发的余热回收利用系统,梯次回收轮毂生产线高、中、低温余热,同时采用轮毂生产线低品位余热的高效提取及冷热双供技术,产出超低温冷水(7~12℃),供机组冷却循环使用;结合能源控制数据库和云平台,实现远程监控及调试、能耗实施跟踪、能源数据共享等功能;同时利用磁悬浮技术的低温余热发电机组将过剩的余热资源转化为电能,整机热电效率最高可达13%。工艺流程图如下:高温回收单元高温工艺中温回收单元中温工艺低温回收单元低温工艺辅助设施智能控制系统磁悬浮轴承发电机组冷却水高温中温低温热量热量热量高温3.技术指标(1)余热回收利用率可达70%。(2)余热发电机组余热回收范围90~250℃,整机热电效率可达13%。(3)最低可提取20℃低温余热。(4)冷热双供可产出7~12℃超低温冷水。4.技术功能特性(1)可实现生产过程中余热的高效回收、热能均衡分布、流向智能调节及热需求自适应满足等功能。(2)建立了能源控制数据库,结合云平台可实现远程监控及调试、能耗实施跟踪、能源数据共享。5.应用案例中信戴卡6号线能量综合利用项目,技术提供单位为秦皇岛信能能源设备有限公司。(1)用户用能情况简单说明:戴卡股份有限公司铝车轮六号线生产过程中熔炼工序烟气锅炉余热,淬火槽热处理工序及压铸模具、液压站、铸旋等冷却循环水产生大量的余热,涂装工艺用热,机加清洗用热,职工洗澡用热以及建筑物采暖具有大量的低温热量需求。(2)实施内容及周期:收集4台2.5吨/小时熔炼炉烟气余热,用于涂装前处理用热。收集淬火槽共4组淬火余热,用于洗澡和机加清洗用热。每台收集模具冷却循环水量2立方米/小时,液压站冷却循环水量364立方米/小时,铸旋冷却循环水量40立方米/小时,循环水余热用于供暖。实施周期2个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后根据数据估算年节约标准煤0.066万吨,年减排CO20.18万吨。投资回收期5个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到3%,可形成年节约标准煤6万吨,年减排CO216.62万吨。(七)锅炉烟气余热深度利用技术1.技术适用范围适用于发电锅炉节能技术改造。2.技术原理及工艺利用尾部烟气余热加热凝结水以及空预器入口冷风,尾部烟气余热利用位置可以在电除尘前或者脱硫塔之前,在利用位置安装H型鳍片管式换热器。电除尘前尾部烟气分别经过一级和二级烟冷器,一级烟冷器管内工质吸收尾部烟气余热对汽机侧凝结水进行加热,二级烟冷器设置在一级烟冷器后,烟冷器管内工质吸收尾部烟气余热在暖风器内加热冷空气,可实现烟气温度降低40℃,冷风温度升高30℃,机组供电煤耗减少2.5克/千瓦时。技术原理图如下:3.技术指标(1)电除尘前尾部烟气温度可降低40℃。(2)机组供电煤耗减少2.2~2.8克/千瓦时。4.技术功能特性(1)换热高效、使用率高、耐磨耐腐蚀性强。(2)提高了空预器冷端温度,减少空预器堵塞。5.应用案例天津国电津能热电有限责任公司2#炉锅炉排烟余热利用项目,技术提供单位为烟台龙源电力技术股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:机组容量330兆瓦,排烟余热冷却后排放,能源浪费严重。(2)实施内容及周期:在电除尘和脱硫塔入口烟道加装两级烟气冷却器,烟冷器FGC2将烟气温度由143.8℃降到94.7℃;烟冷器FGC3将烟气温度由54.1℃降到52.5℃。实施周期4个月。(3)节能减排效果及投资回收期:河北电科院出具的性能考核试验报告表明在额定负荷330兆瓦下,余热回收装置吸收烟气余热量为25.39兆瓦,回收的热量折算提高锅炉效率2.28%,年节约标准煤0.41万吨,年减排CO21.13万吨。投资回收期6年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到40%,可形成年节约标准煤39万吨,年减排CO2108万吨。(八)工业用复叠式热功转换制热技术1.技术适用范围适用于印染、轻工等行业高温废水余热利用节能技术改造。2.技术原理及工艺采用梯级换热和热泵集成创新技术,废水先经板换与清水换热,后经热泵机组降到室温后排放,具有一定热量的清水再经热泵机组加热后进入热水箱,可提取工艺废水余热中75%以上的能量,供生产使用,同时还可用于夏季废水降温,余热回收后的废水温度可降到20~25℃。工艺流程图如下:3.技术指标系统能效比(COP)15以上。4.技术功能特性(1)机组配有板换自动清洗装置,效率下降时,可选择对应的化学介质对系统进行自动清洗。(2)免维护过滤器解决了印染废水中的绒毛难以过滤和浆料堵塞难以清理等行业难题。(3)控制系统自动化,与物联网5G平台结合,实现系统设备信息实时传输远程操作控制。5.应用案例江阴市华腾印染有限公司项目,技术提供单位为山东双信节能环保技术有限公司。(1)用户用能情况简单说明:项目洗涤生产线每天排放70~80℃废水280~360吨,浪费大量热能,且排放污水温度高,影响污水处理,同时生产线需要工艺生产热水。(2)实施内容及周期:安装复叠式热功转换制热机组设备、安装过滤系统、换热系统、管路、仪器仪表自动化(智控远传)。实施周期1.5个月。(3)节能减排效果及投资回收期:按照每小时处理水量12~15吨的热回收机组1套,每天运行24小时计算,可处理280~360吨左右废水,处理后废水排放温度为20℃左右,每天可生产60~70℃热水280吨左右,折合节约标准煤2.4吨/天,按年运行300天计算,年节约标准煤0.072万吨,年减排CO20.20万吨。该项目综合年效益80万元,总投入120万元,投资回收期18个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到3.1%,可形成年节约标准煤4.65万吨,年减排CO212.88万吨。(九)工业企业能源节能降耗及余能再利用技术1.技术适用范围适用于工业加窑炉等节能技术改造。2.技术原理及工艺工业窑炉外排烟气经预处理后进入基于平板微热管阵列及平行流技术的烟气—水及烟气—空气换热器,该换热器体积质量只有传统的1/10~1/5,成本低,可高效回收烟气温度低于80℃的低温余热,换热器充分回收烟气热量后再外排烟气,显热换热效率可达80%,同时可利用谷电高效蓄冷蓄冰。超级导热材料微热管阵列结构图如下:3.技术指标(1)换热效率最高可达90%。(2)蓄冰率可达100%。(3)蓄能密度达到300兆焦/立方米。(4)蓄放冷温差2℃。4.技术功能特性(1)可将LNG、液氮气化冷能回收利用。(2)可实现化工厂低温储料罐低谷电冷能利用。5.应用案例山东东佳集团微热管高效换热设备系统节能改造项目,技术提供单位为淄博博一新能源科技发展有限公司。(1)用户用能情况简单说明:硫酸生产线用循环水5500立方米/小时,LNG冷站每天70000立方米供气量,大量高温循环水热量浪费。(2)实施内容及周期:利用换热器将烟气、乏汽等余热进行回收利用到原生产线中,降低蒸汽及天然气消耗量。实施周期8个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,年节约标准煤1.575万吨,年减排CO24.36万吨。该项目综合年效益1200万元,总投入1150万元,投资回收期1年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到5%,可形成年节约标准煤4.6万吨,年减排CO212.74万吨。(十)智能全闭式蒸汽冷凝水回收系统1.技术适用范围适用于工业蒸汽冷凝水的回收循环利用节能技术改造。2.技术原理及工艺蒸汽经加热设备换热后产生不同压力的冷凝水,冷凝水通过本系统可自行回流至冷凝水回收缓冲罐(微负压)内,然后进行汽水分离、引流;分离后的冷凝水通过高温回收水泵进行加压输送至锅炉房,吸气定压装置把闪蒸汽引射至冷凝水回收管网一并输送至锅炉房;高温冷凝水回收水泵无汽蚀问题,保证在整个闭式运行的系统中凝结水能稳定地输送。工艺流程图如下:3.技术指标(1)系统背压不超过0.1兆帕。(2)水蒸气及冷凝水回收率95%。4.技术功能特性(1)在线监测系统实现疏水系统故障报警监控、记录、自诊断及应急处理。(2)PLC及变频控制,水泵热备用模式,系统故障时自动纠错处理。5.应用案例常德芙蓉烟叶复烤有限责任公司冷凝水热能利用及备用水系统更新改造项目,技术提供单位为湖南柯林瀚特环保科技有限公司。(1)用户用能情况简单说明:12000千克/小时打叶复烤生产线,主要消耗的能源为电力和管道天然气,生产1吨片烟消耗管道天然气均值为72立方米(标态),年管道天然气的消耗量约为220万立方米(标态)。(2)实施内容及周期:改造蒸汽冷凝水疏水系统为全密闭式回收系统,回收利用锅炉烟气余热。实施周期4个月。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,凝结水实现全部回收利用,锅炉排烟温度由150℃降至120℃以下,除氧器给水温度提升50℃以上,年节约标准煤0.027万吨,年减排CO20.074万吨。该项目综合年效益90万元,总投入90万元,投资回收期1年。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到35%,可形成年节约标准煤0.499万吨,年减排CO21.38万吨。(十一)船用柴油机余热利用发电系统1.技术适用范围适用于大型船用柴油机余热利用节能技术改造。2.技术原理及工艺对柴油机进行调制以提高排气温度,排气大部分进入增压器涡轮做功,约10%左右通过EGB阀进入动力涡轮发电,排气汇合后进入余热锅炉,产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电,乏汽冷凝后汇入水包经给水泵升压,再通过缸套水冷却器和两段式空冷器预热,随后进入锅炉完成系统水循环。船舶主机余热利用系统运行模式按主机负荷变化而变化,主机工况35%以下,烟气旁通或余热锅炉产生日用蒸汽或热水,不发电;主机工况35%以上,启动汽轮机做功发电;主机工况达55%以上,切入动力涡轮,与汽轮机联合发电。技术路线图如下:3.技术指标(1)系统热能有效利用率3.02%。(2)可回收发电比65.1%。4.技术功能特性(1)可回收主机功率能量7.7%,性能接近国际先进水平(8%)。(2)动力涡轮气动设计先进,采用弯扭掠复合叶型,流量大、高效区宽,膨胀比达到3.22,等熵效率超过78%,结合低功耗齿轮箱,可回收发电比达到65.1%。5.应用案例本技术为研发类技术无应用案例,技术提供单位为中船动力(集团)有限公司。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到3%,可形成年节约标准煤0.133万吨,年减排CO20.368万吨。(十二)配套于大型催化裂化装置补燃式余热锅炉1.技术适用范围适用于炼油、石化行业催化裂解装置节能技术改造。2.技术原理及工艺应用了FCC催化剂再生烟气内嵌式SCR脱硝工艺,解决了受热面及管道露点腐蚀、高温腐蚀和积灰问题,延长了烟道长度,提高了热回收效率;采用独特的旁通烟道结构,第四烟道内的高温烟气温度恒定,避免温度过高造成催化剂烧结失活及烟气温度过低生成铵盐,有效延长了催化剂的使用寿命,降低了脱硝反应器的运行维护费用,提高了脱硝效率。催化余热锅炉结构示意图如下:3.技术指标(1)锅炉容量:20~300吨/小时。(2)烟气流量:5~35万立方米/小时(标态)。(3)系统出口烟气温度:≤180℃。(4)高压过热蒸汽压力及温度:9.5~12兆帕、480~580℃。(5)锅炉系统效率:76%~86%。4.技术功能特性(1)创新烟道排布结构,尽可能降低锅炉高度的前提下延长烟道长度,提高了锅炉的热回收效率,可达85%以上。(2)采用独特的换热器及脱硝装置排布结构,将整个锅炉设备的高度从70米降低至50米,方便了锅炉设备的安装、维护、检修,提高了稳定性。(3)创新设计了脱硝烟气温度调节机构,确保进入第四烟道内的高温烟气的温度始终保持在350~400℃。5.应用案例中石化济南炼化120万吨/年催化裂化余热锅炉项目,技术提供单位为苏州海陆重工股份有限公司。(1)用户用能情况简单说明:汽轮机存在备件周期长、维修费用高,汽耗偏高。(2)实施内容及周期:改造安装容量48吨/小时的余热锅炉系统。实施周期1年。(3)节能减排效果及投资回收期:改造后,锅炉回收的余热废热锅炉的热力循环效率比中温中压锅炉提高了5%,发电效率提高10%~15%,余热发电量为10808万千瓦时/年,年节约标准煤3.35万吨,年减排CO29.28万吨。该项目综合年效益3000万元,总投入2000万元,投资回收期8个月。6.未来三年推广前景及节能减排潜力预计未来3年,推广应用比例可达到10%,可形成年节约标准煤12.5万吨,年减排CO234.62万吨。

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