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产业综述
节能新思路余热变财富
2010-06-08 14:17
      地球上的资源真的很有限,人类应该把有限的资源用到无限的经济发展之中去。
      在全球经济迅猛发展的背景下,有限的资源和能源似乎已经显得捉襟见肘,并逐渐成为全球经济发展的软肋,经济的方舟将驶向何处? 
      在全球金融危机面前,纵然中国经济独具特色,一枝独秀,但我们要勇敢地问自己,中国经济的粗放增长能持续多久? 
      为了寻找中国经济的未来,突围资源和能源的“围堵”,在大力推行节能减排的当下,我们的政府和企业应该拥有更新环保科技的远见和开拓节能的新思路。 

     
时代的需要 市场的“呼唤” 
      余热在工业生产过程中无处不在,大部分低品位余热因为利用难度太大而被企业白白浪费掉。300度~500度这样一个温度范围的余热资源非常丰富,在我国有色金属等行业大量存在,且并没有得到有效的回收利用。据统计,中国人均能源可采储量中,石油、天然气、煤炭仅为世界平均值的10%、5%和57%。但是目前中国单位产值能耗大约是世界平均水平的2倍多,许多领域呈现粗放式增长。中国单位GDP能耗是日本的7倍,美国的6倍,甚至是印度的2.8倍。每公斤标煤产生的国内生产总值仅为0.36美元,而世界平均值为1.86美元。 
      在中国能源消费构成中,工业耗能占比最高。自20世纪90年代以来,中国工业耗能占比始终保持在70%左右的水平,与国外能源消费构成相比,中国工业用能比重明显偏高。据测算,中国能源效率比国际先进水平低约10个百分点,节能潜力巨大。当前中国能源利用效率仅为33%。电力、钢铁、有色等行业主要产品的单位能耗平均比国际先进水平高40%,而这些行业的能源消耗占工业部门能源消耗总量的73%左右;中国是世界上产值能耗最高的国家之一。专家推算,中国的节能潜力约为3亿吨标煤,若按每吨标煤400元计算,中国的节能产业规模可达到1200亿元,其中余热发电就能拥有400亿元以上的巨大市场。作为中国节能减排潜力最大行业之一的有色金属行业,节能减排工作和可持续发展任重道远,同时也给节能减排的相关技术和产品带来了巨大的市场推广价值和空间。 
      工业余热广义地来说应包括余热、余压和二次燃料资源,在工业生产和社会生活中,余热利用的形式呈现多样化,主要包括直接利用和间接利用。直接利用是在工艺流程中利用余热资源预热入炉空气、燃料或矿物;间接利用是通过余热锅炉或者热交换器把余热转换成蒸汽、热水或热空气,供发电、生产工艺、生活热水或采暖空调使用。从能级的品质上,余热资源可以分为高品位和低品位两种。高品位余热资源是指能量密度高、稳定连续的余热资源,如高温的过热蒸汽,焦炉煤气等。由于品位较高,这些余热余能的利用相对较为容易。而低品位余热资源,如300度~400度的烟气、饱和蒸汽或过热度很小的蒸汽、80度~90度的热水等,由于受技术的限制、企业节能意识的淡薄和国家政策的缺失,过去一直没有得到有效的回收利用。余热发电的基本原理,北京世纪源博科技有限责任公司(以下简称北京世纪源博公司)的技术总监陈恩鉴教授解释说,是将工业生产中排出的余热通过余热回收装置(如余热锅炉)产生过热蒸汽或者饱和蒸汽来推动汽轮机,实现热能向机械能的转换,再带动发电机发电。 
      工业生产过程中会产生大量的余热资源,有效回收利用这些余热资源,既能减少能源的浪费,又能减少环境的污染,防止温室效应的加速,是降低能耗、提高能源利用效率、降低企业生产成本和提高企业综合经济效益与社会效益的重要途径。目前,余热发电技术在我国水泥行业应用比较普遍,产业和市场化程度都很高,行业发展相对成熟,而有色、钢铁、化工等行业的低品位余热发电技术的应用在我国才刚刚开始。随着国家一系列利好政策的逐步出台和企业社会责任的增强以及干部考核方式的转变,我国有色金属行业节能市场产业化将呈现加速度发展态势。2008年以来,随着低品位余热回收利用技术的逐步成熟、企业节能减排的巨大压力和不断上涨的电价,我国有色金属行业将有望进入低品位余热发电市场的快速增长期。 

      节能新推手 业内新宠儿 
      中国经济的高速发展正遭遇资源和能源缺乏的双重挑战,中国需要拥有一种全新的姿态、全新的理念和不断更新的环保节能科技远见,才能寻找到中国经济可持续发展的突破口,才能彻底从资源和能源的包围圈中实现完美突围。 
      当中国企业正努力致力于废水、废气、废渣的无害化处理和综合回收利用的时候,北京世纪源博公司却瞄准了一个以前少有人涉足的低品位余热回收利用领域,并成为了我国节能领域新的推手,创造了我国钢铁、建材、有色等行业低品位余热回收利用的多个新纪录,填补了我国低品位余热利用多项技术空白。北京世纪源博公司研发的具有自主知识产权的低品位余热发电技术与装置在有色、钢铁、建材、石化、化工、轻纺等众多行业都有广泛的应用空间。他们善于发现市场,抢抓机遇,以超常发展思维、全新的技术和合作模式,在钢铁行业余热发电应用中获得了第一桶金。尽管中国钢铁行业的市场很大,但北京世纪源博公司并没有把目标局限在钢铁这一个行业,作为我国率先从事低品位余热发电技术研究开发并努力进行市场化推广的“工业节能专家”,他们把发展的视野瞄准了各个工业耗能行业,坚持不断开拓创新客户市场,走高端技术路线。在经过2年时间对铜、铝、锗、铅锌等多种有色金属做了大量的研究,取得大量可行性分析数据后,把有色金属行业作为又一个主攻的目标,成为该行业头一个“吃螃蟹”的节能服务企业。由于该行业低品位余热资源相当丰富,利用难度大,采用一般的通用余热发电方法难以取得理想的效果,所以大多数企业面对这些技术难题都显得束手无策,而对于掌握低品位余热回收利用核心技术、装置与个性化解决方案的北京世纪源博公司来说,完全能够适应有色金属行业的工艺余热利用特殊性。 
      北京世纪源博公司的优胜之处在于拥有低品位余热利用自主发明专有技术,对低品位余热利用系统、方案以及关键设备设计方面都有独到理解和丰富实践。世界首座转炉低温余热电站——济钢集团第一炼钢厂转炉饱和蒸汽余热电站安全运行了3年,当开缸检查时汽轮机叶片崭新如初,无任何损伤,充分说明这个技术的稳定性和可靠性。低品位余热和高品位余热在利用上存在很大差异,在这一点上北京世纪源博公司掌握得比较好,和国际上相比也有自己的独特优势。目前国际上普遍使用的饱和蒸汽汽轮机利用高强度的材料抵抗水汽腐蚀和撞击,成本很高,且缺乏安全性。而北京世纪源博公司则是利用技术路线,通过精妙的设计解决此问题,成本低、效益高,安全可靠,设备通常采用一些通用的可替代的配件,且售后服务高效快捷,24小时远程实时监控,造价却仅为国外产品的三分之一。近日,北京世纪源博公司与江西铜业铅锌金属有限公司达成合作,为其饱和蒸汽余热电站工程提供关键设备,取代了业内此前通常使用的某国外品牌产品,凭借自身实力成为业内新宠。 
      为了努力开拓新世纪能源的广博空间,为了在众多领域寻找人类生存必需的能源,一项积淀已久的节能技术和一位毕生从事能源回收利用研究工作的首席科学家,与一个年幼的工业节能技术型企业走到一起,因为一个共同的目标,因为一次偶得的机缘,因为低品位余热回收利用的高难度和高技术性,因为巨大的市场商机和社会经济效益,北京世纪源博公司敢为人先,努力为我国工业企业低品位余热回收利用事业奋力打拼,不断前行。 
      如今,北京世纪源博公司在技术、市场、配套资金、项目实施上都取得了扩张性、突破性地发展。为确保自身在行业的领先地位,北京世纪源博公司始终把技术创新作为公司发展的源泉,他们与中科院力学所共建“低品位余热回收利用研究的联合实验室”,共同承担了国家863课题“低品位余热发电技术与装置的研制”,并通过建立技术转化基地,不断转化新技术成果,逐步做到电站设备主要部件标准化,减少重复,提高效率。目前他们已形成以公司为主体,市场为导向,产学研结合的科学创新体系,建设完成了一批各领域的低品位余热利用优秀业绩,技术成果得到市场认可,业绩在全国一直处于领先地位。 

      个性化的服务 灵活的商务模式 
      节能服务是最近两年在中国逐渐兴起的一个新兴市场,是一个充满活力和希望的朝阳产业。近年来一些高新技术企业都摩拳擦掌,不约而同地瞄准这一领域,准备施展拳脚有所作为,从而使得这个市场充满激烈的竞争与挑战。北京世纪源博公司作为业内公认的率先专业从事低品位余热利用的技术型服务公司,依靠先进成熟的技术和个性化的优质服务脱颖而出。北京世纪源博公司技术服务范围广,从交钥匙工程,到包括余热资源整体规划、节能改造技术方案及设计、专利设备提供、工程组织与管理、电站运行技术支持等分阶段技术服务都可灵活提供。 
      有色金属、钢铁等行业余热利用的特殊性在于,设备很多都是60年代到现在各个历史时期国产或进口的,设备老化现象普遍存在,工艺也各不相同,过去国家节能减排的指标要求较低,随着国民经济规模和总量的增加,国家对环保标准的提高,这些设备早已不能满足要求,所以做节能减排特别是低品位余热回收利用的节能服务公司必须拥有深厚的技术功底,针对不同企业、不同工艺设备量身定做,制定多样化、个性化的最适合某个特定企业节能减排的方案。比如北京世纪源博公司为陕西东岭集团做的两个项目同样是铅锌矿冶炼余热利用工程,但因所用设备和年代的不同,余热系统的设计就不尽相同;如云南斗南的锰硅系铁合金的余热利用,热源的波动性很大,热空气中含有各种金属的灰尘很多,所以这些问题需要一系列行之有效的针对不同的热源情况量身定做的个性化的技术解决方案,以达到最高的余热利用效率;再如北方某钢厂由于气温较低,余热资源基本上半年用来生活使用,半年用来发电。北京世纪源博公司就设计了一套科学实用、因地制宜的方案,就是先发电,之后再用来取暖、洗澡,这套设计方案生动地展示了能源综合利用、梯级利用的个性化理念,为企业和国家创造了更好的绿色经济效益。同时,北京世纪源博公司采取多种有效措施,运用多种灵活的商业合作模式,全方位地满足各行业企业各种不同的需求。通过这一系列措施,各种难题都纷纷迎刃而解。特别是与客户合作方式上,北京世纪源博公司根据客户不同的实际情况,采取了独具特色的商业合作模式,例如EMC模式、EPC模式、技术服务模式与设备供货模式等。低品位余热发电在中国是一个新兴行业,行业的商业模式有别于其他传统行业,除采用上述几种典型的商业运作模式外,北京世纪源博公司还根据业主需求与业主协商,探索采用其他更加灵活的、操作性更强、更加创新的项目建设模式与商业模式。 
      北京世纪源博公司以技术领先优势和多样化、个性化的商业市场合作模式去开拓新的市场,新的领域,去不断推进中国乃至全球低品位余热技术的进步和节能服务市场的产业化进程。 

      有色行业余热利用实例 
      有色金属行业作为国家的能耗和排放大户,为了践行科学发展观,贯彻落实国家有关节能减排政策和文件精神,完成目标任务,近年来各有色企业都做了很多具体、扎实的工作,成效显著。根据国家有关部门发布的有关上年度有色金属行业节能减排任务完成的情况看,有色节能减排工作任重道远,任务繁重而艰巨。面对当前有色行业的经济形势和企业节能减排的现实,为了完成国家下达的任务指标,真正实现有色行业的“零污染,零排放”,创建“资源节约型,环境友好型”的“绿色有色”,除了有色要不断改造自身的环保意识和环保观念外,节能减排的先进技术、工艺和装备都将成为“有色节能减排时代”的新宠和中坚力量,从而具有广泛的推广价值和市场拓展空间。 
      余热电站能不能建,有没有建的价值,北京世纪源博公司始终秉持企业的余热情况是关键,而不是单独考虑企业的规模。对钢铁企业来讲,一般产量达到50万~100万吨的企业都可以做,但要综合经济核算因素来做出最终决策。随着北京世纪源博公司的低品位余热回收利用发电技术在有色金属行业的大力推广和应用,有色金属行业又将步入能源综合利用的新纪元,有色企业也将迎来一个实现环保与经济效益双赢的和谐春天。通过深入调查了解,西部有色冶炼的矿山分布比较分散,甚至有些矿山电网无法到达,还在用柴油机发电。随着柴油价格的不断上涨,众多企业成本上升,利润下降,不堪重负,而电炉里的热力效应仅利用60%至70%左右,另外30%至40%热能没有得到综合回收利用,所以如果能够把该项技术引入偏远的冶炼矿山,那又将会生成人与自然和谐相处的美丽画卷和国内乃至全球生态型冶炼矿山的典范,同时还会为企业创造可观的经济收益。 
      陕西东岭集团是多元经济实体构成的紧密型集团化民营企业。东岭锌业是“中国企业500强之一”、“中国成长企业100强之一”陕西东岭集团的全资子公司。其锌冶炼板块是骨干产业之一,目前产能已居中国第四位,海内外产品市场占有率不断提高,而东岭锌业在这一产能结构中占有重要位置。作为年产商品锌近7万吨的大型锌冶炼公司,东岭锌业由于采用了大量行之有效的环保节能增效措施,精锌回收率竟可高达97.38%,这一纪录已经让全球业内刮目相看,同时该公司依靠自身饱和蒸汽余热发电完全实现了全年用电量近亿度的用电需求,自给自足且有富余,创造了业内的又一个奇迹。 
      尽管冶炼工业能源消耗较大,但东岭集团并没有以浪费能源、破坏环境为代价。东岭集团积极响应国家号召,坚持走科学发展之路,大力推行节能减排,不仅节约了能源,而且企业效益大增,实现了企业的贡献、责任和效益的统一。 
      蒸馏残渣堆放和生产系统的沸腾炉和焦结炉每小时40吨蒸汽的外排所造成的资源极大浪费是“目前锌冶炼行业最大的问题之一”。通过节能减排、技术创新使浪费的资源能够回收利用,这是东岭锌业技改二期在建工程的重点——采用旋涡炉熔炼技术工程。东岭集团这一高达1.7亿元的投资,建成后可以使残渣中的绝大部分锌和其他金属得到回收,年回收量为锌1600吨、铅680吨、银9.05吨、铜240吨。该工程每小时产生的总量60吨的余热蒸汽采用北京世纪源博公司的低品位余热发电技术与装置用于发电,发电量每小时可达到13000度,从而完全实现全厂用电自给自足。此外可以使得精馏锌综合能耗标准煤/吨下降约200千克达到1500千克,远远低于电解锌。 
      由于该技术对企业能源综合利用和节能减排降耗意义重大,因此尽管当时有色遭受全球金融危机的重创,东岭集团经济形势较为困难,但是集团毅然决定停掉其他项目,坚持上马该技术项目。 
      东岭锌业余热电站目前已经建成投入使用,运行稳定,效果非常良好。该电站设计装机容量为13MW,采用北京世纪源博公司科技有限责任公司拥有专利技术的关键设备,系统简单安全、发电效率高。此项技术已在钢铁行业多个项目中应用并已取得可观的经济效益。作为该公司设计建造的首座有色金属冶炼行业饱和蒸汽余热电站,该项目建成后,年发电量达9360万度,可满足东岭锌业全厂用电负荷。全年节约标准煤约2.9万吨,减排二氧化碳7.25万吨,大大提高了能源利用效率,进一步降低了产品能耗,社会效益和经济效益十分显著。由于一期项目的成功建设及投产,随后东岭集团又委托北京世纪源博公司建了第二座余热电站,预期的运行效果与经济效益会比第一座更好。
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