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节能详情

《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

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工信部
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流程工艺风机及系统管网优化节能技术,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。技术提供单位为合肥通用机械研究院有限公司。在祥光铜业3.5万变压吸附制氧装置鼓风机改造项目中,对鼓风机叶轮进行改造,年节约标准煤1.07万吨,年减排CO2 2.96万吨。

工业用永磁辅助磁阻同步电机技术,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。技术提供单位为珠海格力电器股份有限公司。该技术为研发类节能技术,无应用案例。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CO2 7.2万吨。

特大型高炉鼓风高效节能装置技术,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。技术提供单位为西安陕鼓动力股份有限公司。在宝钢湛江5050立方米高炉配套AV100-17鼓风机组项目中,新建一套AV100-17高炉鼓风机组,相较于传统鼓风机组,年节约标准煤1.08万吨,年减排CO2 2.99万吨。

高效低碳微通道换热器技术,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,重量轻,100%可回收。技术提供单位为杭州三花微通道换热器有限公司。在北美厂商Nortek的绿色高效热泵室外微通道换热器项目,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,年节约标准煤0.65万吨,年减排CO2 1.79万吨。

等离子体点火及稳燃技术,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。技术提供单位为烟台龙源电力技术股份有限公司。在广东国华粤电台州电厂5#炉等离子体点火及稳燃项目中,将1层四台煤粉燃烧器改造成等离子体点火燃烧器,综合年节约标准煤0.031万吨,年减排CO2 0.085万吨。

高效动压气悬浮离心压缩机关键技术,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。技术提供单位为珠海格力电器股份有限公司。该技术为研发类节能技术,无应用案例。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CO2 14.96万吨。

跨临界CO2热泵的并行复合循环关键技术,采用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。技术提供单位为宁波美科二氧化碳热泵技术有限公司。在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中,运用CO2空气源热泵替代原有燃煤锅炉进行供暖,年节约标准煤0.0089万吨,年减排CO2 0.025万吨。

节能高效多级小焓降冲动式汽轮机,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。技术提供单位为沂源县华阳能源设备有限公司。在昌乐盛世热电有限公司节能改造项目中,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,年节约标准煤1.5万吨,年减排CO2 4.16万吨。

有机郎肯循环(ORC)发电技术,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。技术提供单位为中船动力(集团)有限公司。该技术为研发类节能技术,无应用案例。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CO2 8.86万吨。

开关磁阻电机驱动系统,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。技术提供单位为山东科汇电力自动化股份有限公司。在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”项目中,将120台RFRL30织机改进为开关磁阻电机驱动的RFRL31新型织机,年节约标准煤0.043万吨,年减排CO2 0.12万吨。

纯方波永磁无刷电机及驱动器节能技术,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,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。技术提供单位为珠海能达科技有限公司、沈阳永磁电机制造有限公司。在西藏自治区那曲市风电示范项目中,新建13台15千瓦时纯方波永磁无刷集风式风电一体化系统,年节约标准煤0.018万吨,年减排CO2 0.05万吨。

先导式气力物料运输系统,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,提高了介质在管内的运送效率。技术提供单位为北京中电永昌科技有限公司。在安徽华电芜湖电厂1号炉先导输灰系统改造项目中,在1#炉输灰系统上安装先导式输灰系统,年节约标准煤0.12万吨,年减排CO2 0.33万吨。

永磁电机内装式矿井提升机,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。技术提供单位为贵阳高原矿山机械股份有限公司。在贵州邦达能源有限公司苞谷山煤矿项目中,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,年节约标准煤0.039万吨,年减排CO2 0.11万吨。

卧式油冷型永磁调速器,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。技术提供单位为安徽沃弗永磁科技有限公司。在镇江大港热电厂3#机组扩容为15兆瓦机组改造项目中,综合节能率达到39.0%,年节约标准煤0.11万吨,年减排CO2 0.32万吨。

新型热源塔热泵系统,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。技术提供单位为北京金茂绿建科技有限公司。在青岛“中欧国际城”能源站集中供暖项目中,搭建污水源热泵+燃气锅炉系统+热源塔系统多能耦合系统,年节约标准煤0.038万吨,年减排CO2 0.11万吨。

永磁伺服电机节能动力系统,采用永磁体生成电机的磁场,无需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。技术提供单位为欧佩德伺服电机节能系统有限公司。在江门明星纸业制浆设备节能改造项目中,在11台总功率为1443千瓦时电机上配备伺服电机智能控制系统,年节约标准煤0.044万吨,年减排CO2 0.12万吨。

柴油机电力测功系统电力回馈技术,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。技术提供单位为中船动力(集团)有限公司。该技术为研发类节能技术,无应用案例。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CO2 9.92万吨。

全预混冷凝燃气热水锅炉,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。技术提供单位为浙江音诺伟森热能科技有限公司。在北京芳菁苑锅炉改造项目中,23台功率为700千瓦时的冷凝锅炉替代20台1000千瓦时的铸铁锅炉进行供热,年节约标准煤0.045万吨,年减排CO2 0.12万吨。

大型制冷机组高效节能环境模拟和检测技术,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。技术提供单位为合肥通用机械研究院有限公司。在珠海格力大型制冷机组集中冷源系统及测试系统项目中,年节约标准煤0.24万吨,年减排CO20.65万吨。

黑体强化辐射传热节能技术,采用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。技术提供单位为浙江西华节能技术有限公司。在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中,将10400个黑体元件安装在炉膛内,增加传热面积,实现节能12.3%,年节约标准煤0.36万吨,年减排CO2 0.93万吨。

基于水力空化的汽车涂装车间低温脱脂节能技术,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。技术提供单位为杭州路弘科技有限公司。在吉利杭州湾基地涂装前处理脱脂节能减排项目中,主脱脂环节安装水力空化发生器,油水分离设备旁加装低温破乳系统,年节约标准煤0.10万吨,年减排CO2 0.29万吨。

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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(21项).pdf