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余熱利用
工業余熱資源開發利用大有可為
文章來源:地大熱能 發布作者: 發表時間:2021-11-04 15:55:01瀏覽次數:2094
一、工業余熱資源特點工業部門消耗的能源品種包括原煤、洗煤、焦炭、油品、天然氣、熱力、電力等。工業用能有兩個基本用途:一是作為產品生產的原料投入;二是作為能源投入。工業部門總能耗中,除了一部分在生產過程中被有效利用外,其中相當一部分成為可供二次開發利用的寶貴余熱資源。工業余熱資源大體具有以下特點。 1.多形態。從余熱載體看,工 業余熱有固態、液態、氣態三種不同形態;部分余熱資源載體具有爆炸性、有毒性、含塵性、粘結性。 2.分散性。工業部門子行業眾 多,加上鋼鐵等子行業生產工藝流程較長,工業余熱廣泛散布在各子行業和生產工序環節。 3.行業分布不均。工業中各行 業用能量有多有寡,用能方式多有不同,產生的余熱資源量自然也多少不一。鋼鐵、水泥等行業余熱資源量較多,機械、電子等行業余熱資源量則較少。
4.資源品質存在較大差異。工業部門產生的余熱資源,有近50% 是高品質余熱,多一半的則是中低品質余熱。由于工業余熱資源具有上述特點,與煤炭、油氣等常規能源資源相比,其開發利用受到更多的技術經濟方面制約。
二、工業余熱資源總量巨大對鋼鐵、水泥、玻璃、合成氨、燒堿、電石、硫酸行業余熱資源的調查分析結果顯示,上述工業行業余熱資源量豐富,約占這7個工業行業能源消費總量的1/3。“十二五”時期,綜合考慮行業現狀與發展趨勢,這7個工業行業余熱資源總量高達3.4億噸標準煤。 從余熱資源的行業分布來看,上述7個工業行業中,鋼鐵、水泥、合成氨行業的余熱資源量位居前三,分別為1.71億噸標準煤、9300萬噸標準煤、3454萬噸標準煤,占這7個工業行業余熱資源總量的比重分別為50.3%、27.3%、10.2%;硫酸、電石、燒堿、玻璃余熱資源總量則較少,分別為1940萬噸標準煤、 1408萬噸標準煤、495萬噸標準煤、311萬噸標準煤,合計占7個工業行業余熱資源總量的12.2%。 從余熱資源品質來看,約46%為400℃及以上的高品質余熱資源,其余約54%則為400℃以下的中低品質余熱資源。工業余熱資源品質越高,其開發利用的技術難度較小,經濟性也相對好一些;反之,余熱資源品質越低,其開發利用的 技術難度較大,經濟性也相對差一些。 三、工業余熱資源開發利用是“十二五”節能的重大有效途徑 “十二五”是我國節能減排承前啟后的關鍵時期,國務院和有關部委已就節能減排工作作出全面的決策部署,明確提出單位GDP能耗降低16%左右、單位GDP二氧化碳排放降低17%左右、規模以上工業增加值能耗降低21%左右等多項節能減排目標。工業部門能源消費約占全國能源消費的70%,同時,也是最大的溫室氣體排放部門。“十二五”時期,工業部門節能減排工作的成敗,直接關系到全國節能減排目標能否實現。基于此,充分開發利用工業余熱資源,是“十二五”節能減排的重大有效途徑。 事實上,在“十一五”時期,上述7個工業行業在余熱資源開發利用方面已取得了實質性進展。 2010年末,余熱資源開發利用總量折合為8791萬噸標準煤。其中,余熱資源開發利用量超過1000萬 噸標準煤的有鋼鐵、合成氨、
硫酸、水泥4個行業,分別為3560萬噸標準煤、2450
萬噸標準煤、1244萬噸標準煤、1124萬噸標準煤。 調查分析結果表明,“十二五”時期,
綜合考量工業余熱資源總量
、工業行業發展趨勢、節能減排政策激勵和約束力度、余熱資源利用技術發展現狀及推廣應用前景等諸多因素,上述7個工業行業余熱資源可以開發利用潛力折合為 8994萬噸標準煤。若再把其他工業 行業考慮進來,“十二五”資源可以開發利用潛力估計超過1億噸標準煤。如果這1億噸標準煤的余熱資源潛力能夠得到及時、充分和有效的開發利用,其對實現“十二五”全國節能目標、工業節能目標的潛在貢獻率平均約為15%。
“十二五”時期,鋼鐵、水泥、合成氨、硫酸、燒堿、電石、玻璃等7個高耗能行業的余熱資源可以開發利用潛力均在數百萬噸標準煤以上,特別是鋼鐵、水泥行業余熱資源可以開發利用潛力均高達數千萬噸標準煤。對鋼鐵、水泥等高耗能行業而言,深入挖掘余熱資源開發利用潛力,將是這些高耗能行業節能的關鍵措施之一。 從工業余熱資源的地區分布來看,“十二五”時期,上述7個工業行業余熱資源可開發利用潛力居前六位的地區是河北、江蘇、山東、遼寧、山西、河南,分別為1507萬噸標準煤、680萬噸標準煤、664萬噸標準煤、530萬噸標準煤、419萬噸標準煤、361萬噸標準煤。這表明余熱資源開發利用是這些地區“十二五”節能的重大努力方向。特別是對河北、山西、遼寧這些單位GDP能耗高出全國平均值、“十二五”節能目標責任較重的地區來說,加快開發利用余熱資源將是其實現本地區節能目標的現實需要和無悔選擇。 工業余熱資源開發利用有發電、熱利用、制冷等多種技術方式。其中,余熱發電是工業余熱資源開發利用的主要技術方式之一。截止到“十一五”末期,上述7個工業行 業余熱發電裝機總容量近1200萬千瓦。“十二五”時期,這7個工業行業利用余熱發電仍大有可為。其現實裝機總潛力約1435萬千瓦,對實現《“十二五”節能減排綜合性工作方案》中提出的新建2000萬千瓦余能發電能力目標的潛在貢獻率超過70%。到“十二五”末期,這7個工業行業余熱發電裝機總容量可望達到約2600萬千瓦。這將相當于“十一五”末全國核電裝機總容量的2.4倍。 四、政策建議(一)統籌規劃余熱資源開發利用 建議國家節能管理部門協調地區節能管理部門、工業行業協會、工業企業、節能研究機構等,綜合考量工業余熱資源總量及地區和行業分布、資源品質、有效利用方式等因素,對工業余熱資源的開發利用進行統籌規劃。 組織制定“十二五”工業余熱資源開發利用總體方案,按照余熱梯級利用的基本原則,確定技術經濟合理的開發目標,優先開發較高品質的工業余熱資源,加快開發鋼鐵、水泥、合成氨等行業的余熱資源,以及河北、山東、江蘇、遼寧等地區的余熱資源。同時,研究提出確保實現工業余熱資源開發目標的綜合保障措施。
(二)支持余熱資源開發利用新技術示范 將余熱資源開發利用新技術示范全部納入節能技術產業化示范工程,支持循環冷卻水熱泵技術、螺桿膨脹動力驅動節能技術、液化天然氣冷能利用技術、非穩態熱源余熱發電技術、有機朗肯循環技術、撬裝式中小功率膨脹機技術、間歇/波動性余熱存儲技術、溫 差發電技術等余熱利用新技術的 工程示范應用。
(三)加快工業余熱資源利用標準體系建設 建議國家節能管理部門組織協調工業行業協會、標準制定部門、工業企業,加快建設有利于工業余熱資源充分有效開發利用的標準體系。
一是組織設計結構優化、數量合理、層次清楚、分類明確、協調配套的工業余熱資源利用標準體系,用于指導今后工業余熱資源利用標準的制定、修訂,確保標準的協調性、科學性。
二是組織修訂GB/T1028- 2000等已顯陳舊的現有工業余熱 資源利用標準。
三是盡快研究制定工業余熱資源利用必須的標準,包括工業余熱回收利用通則、工業余熱利用設備選型通則、余熱回收設備測試及熱工評價標準、鋼鐵/建材/石化等行業余熱發電及余熱利用工藝工序設計規范、余熱利用設備制造產品系列標準等。此外,工業余熱資源利用標準實施的保障體系建設也需要同步跟進。
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