余熱利用
工業(yè)余熱資源開(kāi)發(fā)利用大有可為
文章來(lái)源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2021-11-04 15:55:01瀏覽次數(shù):1974
工業(yè)部門(mén)余熱資源總量極為豐富,“十二五”期間可以開(kāi)發(fā)利用的潛力超過(guò)1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。充分挖掘工業(yè)余熱資源,是實(shí)現(xiàn)“十二五”全國(guó)和工業(yè)部門(mén)節(jié)能目標(biāo)的有效途徑之一。
一、工業(yè)余熱資源特點(diǎn)工業(yè)部門(mén)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(yè)用能有兩個(gè)基本用途:一是作為產(chǎn)品生產(chǎn)的原料投入;二是作為能源投入。工業(yè)部門(mén)總能耗中,除了一部分在生產(chǎn)過(guò)程中被有效利用外,其中相當(dāng)一部分成為可供二次開(kāi)發(fā)利用的寶貴余熱資源。工業(yè)余熱資源大體具有以下特點(diǎn)。 1.多形態(tài)。從余熱載體看,工 業(yè)余熱有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種不同形態(tài);部分余熱資源載體具有爆炸性、有毒性、含塵性、粘結(jié)性。 2.分散性。工業(yè)部門(mén)子行業(yè)眾 多,加上鋼鐵等子行業(yè)生產(chǎn)工藝流程較長(zhǎng),工業(yè)余熱廣泛散布在各子行業(yè)和生產(chǎn)工序環(huán)節(jié)。 3.行業(yè)分布不均。工業(yè)中各行 業(yè)用能量有多有寡,用能方式多有不同,產(chǎn)生的余熱資源量自然也多少不一。鋼鐵、水泥等行業(yè)余熱資源量較多,機(jī)械、電子等行業(yè)余熱資源量則較少。
4.資源品質(zhì)存在較大差異。工業(yè)部門(mén)產(chǎn)生的余熱資源,有近50% 是高品質(zhì)余熱,多一半的則是中低品質(zhì)余熱。由于工業(yè)余熱資源具有上述特點(diǎn),與煤炭、油氣等常規(guī)能源資源相比,其開(kāi)發(fā)利用受到更多的技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面制約。
二、工業(yè)余熱資源總量巨大對(duì)鋼鐵、水泥、玻璃、合成氨、燒堿、電石、硫酸行業(yè)余熱資源的調(diào)查分析結(jié)果顯示,上述工業(yè)行業(yè)余熱資源量豐富,約占這7個(gè)工業(yè)行業(yè)能源消費(fèi)總量的1/3。“十二五”時(shí)期,綜合考慮行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì),這7個(gè)工業(yè)行業(yè)余熱資源總量高達(dá)3.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。 從余熱資源的行業(yè)分布來(lái)看,上述7個(gè)工業(yè)行業(yè)中,鋼鐵、水泥、合成氨行業(yè)的余熱資源量位居前三,分別為1.71億噸標(biāo)準(zhǔn)煤、9300萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤、3454萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占這7個(gè)工業(yè)行業(yè)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(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤、 1408萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤、495萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤、311萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤,合計(jì)占7個(gè)工業(yè)行業(yè)余熱資源總量的12.2%。 從余熱資源品質(zhì)來(lái)看,約46%為400℃及以上的高品質(zhì)余熱資源,其余約54%則為400℃以下的中低品質(zhì)余熱資源。工業(yè)余熱資源品質(zhì)越高,其開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)難度較小,經(jīng)濟(jì)性也相對(duì)好一些;反之,余熱資源品質(zhì)越低,其開(kāi)發(fā)利用的 技術(shù)難度較大,經(jīng)濟(jì)性也相對(duì)差一些。 三、工業(yè)余熱資源開(kāi)發(fā)利用是“十二五”節(jié)能的重大有效途徑 “十二五”是我國(guó)節(jié)能減排承前啟后的關(guān)鍵時(shí)期,國(guó)務(wù)院和有關(guān)部委已就節(jié)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(guī)模以上工業(yè)增加值能耗降低21%左右等多項(xiàng)節(jié)能減排目標(biāo)。工業(yè)部門(mén)能源消費(fèi)約占全國(guó)能源消費(fèi)的70%,同時(shí),也是最大的溫室氣體排放部門(mén)。“十二五”時(shí)期,工業(yè)部門(mén)節(jié)能減排工作的成敗,直接關(guān)系到全國(guó)節(jié)能減排目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)。基于此,充分開(kāi)發(fā)利用工業(yè)余熱資源,是“十二五”節(jié)能減排的重大有效途徑。 事實(shí)上,在“十一五”時(shí)期,上述7個(gè)工業(yè)行業(yè)在余熱資源開(kāi)發(fā)利用方面已取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。 2010年末,余熱資源開(kāi)發(fā)利用總量折合為8791萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。其中,余熱資源開(kāi)發(fā)利用量超過(guò)1000萬(wàn) 噸標(biāo)準(zhǔn)煤的有鋼鐵、合成氨、
硫酸、水泥4個(gè)行業(yè),分別為3560萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤、2450
萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤、1244萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤、1124萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。 調(diào)查分析結(jié)果表明,“十二五”時(shí)期,
綜合考量工業(yè)余熱資源總量
、工業(yè)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)、節(jié)能減排政策激勵(lì)和約束力度、余熱資源利用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及推廣應(yīng)用前景等諸多因素,上述7個(gè)工業(yè)行業(yè)余熱資源可以開(kāi)發(fā)利用潛力折合為 8994萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。若再把其他工業(yè) 行業(yè)考慮進(jìn)來(lái),“十二五”資源可以開(kāi)發(fā)利用潛力估計(jì)超過(guò)1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如果這1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的余熱資源潛力能夠得到及時(shí)、充分和有效的開(kāi)發(fā)利用,其對(duì)實(shí)現(xiàn)“十二五”全國(guó)節(jié)能目標(biāo)、工業(yè)節(jié)能目標(biāo)的潛在貢獻(xiàn)率平均約為15%。
“十二五”時(shí)期,鋼鐵、水泥、合成氨、硫酸、燒堿、電石、玻璃等7個(gè)高耗能行業(yè)的余熱資源可以開(kāi)發(fā)利用潛力均在數(shù)百萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上,特別是鋼鐵、水泥行業(yè)余熱資源可以開(kāi)發(fā)利用潛力均高達(dá)數(shù)千萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。對(duì)鋼鐵、水泥等高耗能行業(yè)而言,深入挖掘余熱資源開(kāi)發(fā)利用潛力,將是這些高耗能行業(yè)節(jié)能的關(guān)鍵措施之一。 從工業(yè)余熱資源的地區(qū)分布來(lái)看,“十二五”時(shí)期,上述7個(gè)工業(yè)行業(yè)余熱資源可開(kāi)發(fā)利用潛力居前六位的地區(qū)是河北、江蘇、山東、遼寧、山西、河南,分別為1507萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤、680萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤、664萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤、530萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤、419萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤、361萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。這表明余熱資源開(kāi)發(fā)利用是這些地區(qū)“十二五”節(jié)能的重大努力方向。特別是對(duì)河北、山西、遼寧這些單位GDP能耗高出全國(guó)平均值、“十二五”節(jié)能目標(biāo)責(zé)任較重的地區(qū)來(lái)說(shuō),加快開(kāi)發(fā)利用余熱資源將是其實(shí)現(xiàn)本地區(qū)節(jié)能目標(biāo)的現(xiàn)實(shí)需要和無(wú)悔選擇。 工業(yè)余熱資源開(kāi)發(fā)利用有發(fā)電、熱利用、制冷等多種技術(shù)方式。其中,余熱發(fā)電是工業(yè)余熱資源開(kāi)發(fā)利用的主要技術(shù)方式之一。截止到“十一五”末期,上述7個(gè)工業(yè)行 業(yè)余熱發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘拷?200萬(wàn)千瓦。“十二五”時(shí)期,這7個(gè)工業(yè)行業(yè)利用余熱發(fā)電仍大有可為。其現(xiàn)實(shí)裝機(jī)總潛力約1435萬(wàn)千瓦,對(duì)實(shí)現(xiàn)《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》中提出的新建2000萬(wàn)千瓦余能發(fā)電能力目標(biāo)的潛在貢獻(xiàn)率超過(guò)70%。到“十二五”末期,這7個(gè)工業(yè)行業(yè)余熱發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘靠赏_(dá)到約2600萬(wàn)千瓦。這將相當(dāng)于“十一五”末全國(guó)核電裝機(jī)總?cè)萘康?.4倍。 四、政策建議(一)統(tǒng)籌規(guī)劃余熱資源開(kāi)發(fā)利用 建議國(guó)家節(jié)能管理部門(mén)協(xié)調(diào)地區(qū)節(jié)能管理部門(mén)、工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)、工業(yè)企業(yè)、節(jié)能研究機(jī)構(gòu)等,綜合考量工業(yè)余熱資源總量及地區(qū)和行業(yè)分布、資源品質(zhì)、有效利用方式等因素,對(duì)工業(yè)余熱資源的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。 組織制定“十二五”工業(yè)余熱資源開(kāi)發(fā)利用總體方案,按照余熱梯級(jí)利用的基本原則,確定技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的開(kāi)發(fā)目標(biāo),優(yōu)先開(kāi)發(fā)較高品質(zhì)的工業(yè)余熱資源,加快開(kāi)發(fā)鋼鐵、水泥、合成氨等行業(yè)的余熱資源,以及河北、山東、江蘇、遼寧等地區(qū)的余熱資源。同時(shí),研究提出確保實(shí)現(xiàn)工業(yè)余熱資源開(kāi)發(fā)目標(biāo)的綜合保障措施。
(二)支持余熱資源開(kāi)發(fā)利用新技術(shù)示范 將余熱資源開(kāi)發(fā)利用新技術(shù)示范全部納入節(jié)能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程,支持循環(huán)冷卻水熱泵技術(shù)、螺桿膨脹動(dòng)力驅(qū)動(dòng)節(jié)能技術(shù)、液化天然氣冷能利用技術(shù)、非穩(wěn)態(tài)熱源余熱發(fā)電技術(shù)、有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)、撬裝式中小功率膨脹機(jī)技術(shù)、間歇/波動(dòng)性余熱存儲(chǔ)技術(shù)、溫 差發(fā)電技術(shù)等余熱利用新技術(shù)的 工程示范應(yīng)用。
(三)加快工業(yè)余熱資源利用標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè) 建議國(guó)家節(jié)能管理部門(mén)組織協(xié)調(diào)工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)、標(biāo)準(zhǔn)制定部門(mén)、工業(yè)企業(yè),加快建設(shè)有利于工業(yè)余熱資源充分有效開(kāi)發(fā)利用的標(biāo)準(zhǔn)體系。
一是組織設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、數(shù)量合理、層次清楚、分類(lèi)明確、協(xié)調(diào)配套的工業(yè)余熱資源利用標(biāo)準(zhǔn)體系,用于指導(dǎo)今后工業(yè)余熱資源利用標(biāo)準(zhǔn)的制定、修訂,確保標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性、科學(xué)性。
二是組織修訂GB/T1028- 2000等已顯陳舊的現(xiàn)有工業(yè)余熱 資源利用標(biāo)準(zhǔn)。
三是盡快研究制定工業(yè)余熱資源利用必須的標(biāo)準(zhǔn),包括工業(yè)余熱回收利用通則、工業(yè)余熱利用設(shè)備選型通則、余熱回收設(shè)備測(cè)試及熱工評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、鋼鐵/建材/石化等行業(yè)余熱發(fā)電及余熱利用工藝工序設(shè)計(jì)規(guī)范、余熱利用設(shè)備制造產(chǎn)品系列標(biāo)準(zhǔn)等。此外,工業(yè)余熱資源利用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的保障體系建設(shè)也需要同步跟進(jìn)。
(四)盡快完善工業(yè)余熱發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)政策 目前,工業(yè)企業(yè)余熱發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)難等問(wèn)題仍然比較突出。建議國(guó)家節(jié)能管理部門(mén)協(xié)調(diào)能源管理部門(mén)、電力監(jiān)管部門(mén)、電網(wǎng)企業(yè),盡快研究制定科學(xué)合理的余熱發(fā)電并網(wǎng)管理辦法,規(guī)范余熱發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)審批程序、上網(wǎng)管理費(fèi)用等,清理妨礙工業(yè)企業(yè)余熱發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行的不合理規(guī)定,促進(jìn)形成余熱發(fā)電無(wú)歧視、無(wú)障礙上網(wǎng)新機(jī)制
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