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《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

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工信部
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自回热精馏节能技术(SHRT),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%。技术提供单位为江苏乐科节能科技股份有限公司。在南通泰利达自回热精馏项目中,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,年节约标准煤0.061万吨,年减排CO2 0.17万吨。

升温型工业余热利用技术,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。技术提供单位为北京华源泰盟节能设备有限公司。在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中,安装二类热泵机组回收乙苯工艺装置热水余热,年节约标准煤0.90万吨,年减排CO2 2.49万吨。

基于热能梯级利用的热电联产低位能供热技术,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。技术提供单位为国能龙源蓝天节能技术有限公司。在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中,采用“宽背压低压缸转子”的改造方案,年节约标准煤9.2万吨,年减排CO2 25.5万吨。

大腔体高温真空电热氮化烧结系统及余热利用技术,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。技术提供单位为机械工业第六设计研究院有限公司。在中钢耐火天祝玉通科技新材料有限公司项目中,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,年节约标准煤0.079万吨,年减排CO2 0.22万吨。

污泥耦合发电技术,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。技术提供单位为中电环保股份有限公司。在南京化工园热电厂污泥耦合发电资源化综合利用项目中,新建1套污泥处理处置系统,年节约标准煤0.64万吨,年减排CO2 1.78万吨。

汽车轮毂生产线余热高效回收利用关键技术与应用,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%。技术提供单位为秦皇岛信能能源设备有限公司。在中信戴卡6号线能量综合利用项目中,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,年节约标准煤0.066万吨,年减排CO2 0.18万吨。

锅炉烟气余热深度利用技术,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。技术提供单位为烟台龙源电力技术股份有限公司。在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中,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℃,年节约标准煤0.41万吨,年减排CO2 1.13万吨。

工业用复叠式热功转换制热技术,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。技术提供单位为山东双信节能环保技术有限公司。在江阴市华腾印染有限公司项目中,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),年节约标准煤0.072万吨,年减排CO2 0.20万吨。

工业企业能源节能降耗及余能再利用技术,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。技术提供单位为淄博博一新能源科技发展有限公司。在山东东佳集团微热管高效换热设备系统节能改造项目中,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,年节约标准煤1.575万吨,年减排CO2 4.36万吨。

智能全闭式蒸汽冷凝水回收系统,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。技术提供单位为湖南柯林瀚特环保科技有限公司。在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中,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,系统运行稳定,年节约标准煤0.027万吨,年减排CO2 0.074万吨。

船用柴油机余热利用发电系统,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。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3%,年节约标准煤0.133万吨,年减排CO2 0.368万吨。

配套于大型催化裂化装置补燃式余热锅炉,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。技术提供单位为苏州海陆重工股份有限公司。在中石化济南炼化120万吨/年催化裂化余热锅炉项目中,改造安装容量48吨/小时的余热锅炉系统,年节约标准煤3.35万吨,年减排CO2 9.28万吨。

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附件:《国家工业节能技术应用指南与案例(2021)》之八:余热余压利用技术(12项).pdf