重點推廣節(jié)能技術報告

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重點推廣節(jié)能技術報告

（第三批）

目錄

1礦井乏風和排水熱能綜合利用技術..........................................1

2新型高效煤粉鍋爐系統(tǒng)技術...............................................3

3汽輪機組運行優(yōu)化技術...................................................5

4火電廠煙氣綜合優(yōu)化系統(tǒng)余熱深度回收技術..................................7

5火電廠凝汽器真空保持節(jié)能系統(tǒng)技術.......................................10

6高壓變頻調速技術......................................................13

7電爐煙氣余熱回收利用系統(tǒng)技術...........................................15

8礦熱爐煙氣余熱利用技術................................................17

9鉛閃速熔煉技術........................................................19

10氧氣側吹熔池熔煉技術.................................................22

11油田采油污水余熱綜合利用技術..........................................24

12換熱設備超聲波在線防垢技術............................................26

13氯化氫合成余熱利用技術...............................................30

14水溶液全循環(huán)尿素節(jié)能生產工藝技術......................................33

15Low-E節(jié)能玻璃技術....................................................36

16燒結多孔砌塊及填塞發(fā)泡聚苯乙烯燒結空心砌塊技術........................38

17節(jié)能型合成樹脂幕墻裝飾系統(tǒng)技術........................................40

18預混式二次燃燒節(jié)能技術...............................................43

19機械式蒸汽再壓縮技術.................................................45

20聚能燃燒技術.........................................................47

21高強度氣體放電燈用大功率電子鎮(zhèn)流器新技術..............................49

22新型生物反應器和高效節(jié)能生物發(fā)酵技術..................................51

23直燃式快速烘房技術...................................................54

24塑料注射成型伺服驅動與控制技術........................................56

25電子膨脹閥變頻節(jié)能技術...............................................58

26工業(yè)冷卻塔用混流式水輪機技術..........................................61

27缸內汽油直噴發(fā)動機技術...............................................63

28瀝青路面冷再生技術在路面大中修工程中的應用技術........................65

29輪胎式集裝箱門式起重機“油改電”節(jié)能技術..............................68

30溫濕度獨立調節(jié)系統(tǒng)技術...............................................70

1礦井乏風和排水熱能綜合利用技術

一、技術名稱：礦井乏風和排水熱能綜合利用技術

二、適用范圍：煤炭行業(yè)煤礦中央并列式通風系統(tǒng)

三、與該節(jié)能技術相關生產環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：

年產150萬噸的礦井，年供暖及工藝用熱消耗近1萬噸原煤。

四、技術內容：

1.技術原理

為了充分利用地熱，選用水源熱泵機組取代傳統(tǒng)的燃煤鍋爐。冬季，利用水處理設

施提供的20℃左右的礦井排水和乏風作為熱能介質，通過熱泵機組提取礦井水中蘊含的

巨大熱量，提供45?55c的高溫水為井口供暖。夏季，利用同樣的水源通過熱泵機組制

冷，通過整體降低進風流的溫度來解決礦井高溫熱害問題。系統(tǒng)主要包括水處理、熱量

提取及換熱系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)和進口換熱部分。

2.關鍵技術

熱量提取及換熱工藝，礦井供暖末端。

3.工藝流程

工藝流程和技術原理分別見圖1和圖2?

圖1礦井乏風和排水熱能綜合利用系統(tǒng)流程圖

1

圖2礦井乏風和排水熱能綜合利用原理圖

五、主要技術指標：

1）提取熱源不低于15C；

2）供暖溫度為40?50℃。

六、技術應用情況：

該技術已通過山東省經濟信息化委員會技術鑒定。技術達到國內領先水平，并已應

用于新礦集團。

七、典型用戶及投資效益：

典型用戶：孫村煤礦、新巨龍公司、華恒公司

1）建設規(guī)模：4200kW礦井乏風和排水系統(tǒng)。主要技改內容：3臺10t的熱力鍋爐

改造為三臺熱泵機組，增加熱量提取裝置。減少燃料排放，凈化乏風，處理排水。節(jié)能

技改投資額750萬元，建設期1年。每年可節(jié)能lOOOtce,年節(jié)能經濟效益321萬元，

投資回收期2年。

2）建設規(guī)模：2600kW礦井乏風和排水系統(tǒng)。主要技改內容：1臺20t的熱力鍋爐

改造為兩臺熱泵機組，增加熱量提取裝置。減少燃料排放，凈化乏風，處理排水。節(jié)能

技改投資額550萬元，建設期1年。每年可節(jié)能880tce,年節(jié)能經濟效益200萬元，

投資回收期2.7年。

八、推廣前景和節(jié)能潛力：

全國煤礦80%分布在北方地區(qū)，副井都需要供暖，否則影響安全生產。目前基本都

采用鍋爐供暖，直接消耗一次能源，采用該技術可有效利用礦井乏風和排水的熱能，降

低一次能源消耗。預計到2015年，該技術可推廣到全國30%的煤礦，建設約540個此

類項目，實現(xiàn)年節(jié)能能力約55萬tee。

2

2新型高效煤粉鍋爐系統(tǒng)技術

一、技術名稱：新型高效煤粉鍋爐系統(tǒng)技術

二、適用范圍：煤炭行業(yè)及其他行業(yè)供暖或生產用蒸汽、民用供暖

三、與該節(jié)能技術相關生產環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：

目前，全國在用工業(yè)鍋爐有50多萬臺，約180萬蒸噸/小時。其中，燃煤鍋爐約

48萬臺，占工業(yè)鍋爐總容量的85%左右，每年消耗原煤約4億噸。我國燃煤工業(yè)鍋爐平

均運行效率僅為60%?65%。

四、技術內容：

1.技術原理

新型高效煤粉工業(yè)鍋爐采用煤粉集中制備、精密供粉、空氣分級燃燒、爐內脫硫、

鍋殼（或水管）式鍋爐換熱、高效布袋除塵、煙氣脫硫和全過程自動控制等先進技術，

實現(xiàn)了燃煤鍋爐的高效運行和潔凈排放。

2.關鍵技術

全密閉精確供粉，狹小空間截面爐膛內煤粉低氮穩(wěn)燃，鍋爐積灰和灰粘污自清潔等

技術。

3.工藝流程

新型高效煤粉工業(yè)鍋爐技術系統(tǒng)包括了煤粉接受和儲備（或爐前煤粉制備）、煤粉

輸送、煤粉燃燒及點火、鍋爐換熱、煙氣凈化、煙氣排放、粉煤灰排放等單元，是以鍋

爐為核心的完整技術系統(tǒng)。來自煤粉加工廠的密閉罐車將符合質量標準的煤粉注入煤粉

倉。倉內的煤粉按需進入中間倉后由供料器及風粉混合管道送入煤粉燃燒器。燃燒產生

的高溫煙氣完成輻射和對流換熱后進入布袋除塵器。除塵器收集的飛灰經密閉系統(tǒng)排

出，并集中處理和利用。鍋爐系統(tǒng)的運行由點火程序控制器和上位計算機系統(tǒng)共同完成。

具體工藝流程見圖1。

五、主要技術指標：

燃燒效率295%,系統(tǒng)熱效率285%,煙塵排放W30mg/m3,SO?排放W150mg/m3,

NO*排放W500mg/m3o

六、技術應用情況：

2007年2月，該技術通過山西省科技廳組織的科技成果鑒定。經科技鑒定，整體系統(tǒng)

技術配套先進，能源利用效率高，污染物減排效果顯著，達到國內先進水平。現(xiàn)已在全國多

3

圖1高效煤粉工業(yè)鍋爐技術工藝流程圖

個省市工業(yè)應用129臺套（2006蒸噸/小時），整體運行良好，節(jié)能減排效果顯著。

七、典型用戶及投資效益：

典型用戶：山西太原市道場溝小區(qū)、山西忻州師范學院

1）山西忻州師范學院。建設規(guī)模：供熱面積290000m：改造后的的煤粉鍋爐房系

統(tǒng)主要用于冬季供暖。主要技改內容：將小區(qū)鍋爐房原有2臺5.6MW往復爐排鍋爐和1

臺7.0MW鏈條鍋爐（運行效率約為65%左右）改造成3臺7MW高效煤粉鍋爐。主要設備

為煤粉儲罐、燃燒器、鍋爐本體、除塵器、自控系統(tǒng)。節(jié)能技改投資額870萬元，建設

期70天。每年可節(jié)煤2550tce/150天采暖期（節(jié)煤率25%）,節(jié)電85700度/150天采暖

期（節(jié)電率13.2%）,年節(jié)能經濟效益232.1萬元/150天采暖期，投資回收期3.8年。

2）山西太原市道場溝小區(qū)。建設規(guī)模：供熱面積190000m）主要技改內容：將小

區(qū)原有鍋爐2X4.2MW、2X2.8MW和3X1.4MW改造成1臺14MW高效煤粉鍋爐。原有鍋爐

平均運行效率約60%,主要設備為煤粉儲罐、燃燒器、鍋爐本體、除塵器、自控系統(tǒng)。

節(jié)能技改投資額540萬元，建設期80天，每年節(jié)煤量2264tce/150天采曖期（節(jié)煤率

31%）,%67200度/150天采暖期（節(jié)電率19.2%）,取得節(jié)能經濟效益206.1萬元/150

天采暖期，投資回收期2.6年。

八、推廣前景和節(jié)能潛力：

我國在用燃煤工業(yè)鍋爐50多萬臺，目前每年新增約3萬臺（10萬蒸噸），市場潛

力很大。預計到2015年，可完成總容量約7.5萬蒸噸的鍋爐改造，年節(jié)能能力可達500

萬tee。

4

3汽輪機組運行優(yōu)化技術

一、技術名稱：汽輪機組運行優(yōu)化技術

二、適用范圍：電力行業(yè)火電廠

三、與該節(jié)能技術相關生產環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：

汽輪機組熱力系統(tǒng)的狀態(tài)是影響機組能耗和運行安全經濟性的重要影響因素。目前

很多機組存在運行負荷波動比較大、熱力系統(tǒng)運行損失大、維護成本高、檢修后性能下

降快等問題。

四、技術內容：

1.技術原理

通過先進的診斷及在線控制技術，分析火電廠熱力系統(tǒng)的設備性能及運行參數，優(yōu)

化熱力系統(tǒng)各項運行指標，減少系統(tǒng)熱損失，達到最優(yōu)運行狀態(tài)。同時，提高機組啟停

的自動控制水平，簡化操作程序，縮短啟停時間，提高啟停運行的安全性，實現(xiàn)節(jié)能降

耗。

2.關鍵技術

汽輪機組狀態(tài)診斷與性能評估；

汽輪機組熱力系統(tǒng)運行優(yōu)化；

汽輪機組啟停優(yōu)化控制系統(tǒng)。

3.工藝流程

具體工藝流程見圖lo

圖1汽輪機組熱力系統(tǒng)運行優(yōu)化流程圖

五、主要技術指標：

通過對熱力系統(tǒng)各項運行參數的優(yōu)化，最終實現(xiàn)供電煤耗下降5g/kWho

六、技術應用情況:

5

2002年11月14日通過國家電力公司組織的鑒定。該技術已經在平涼電廠、陽邏電

廠、韶關電廠、梅縣電廠等電廠實施應用，解決了電廠機組運行曲線偏離實際最佳運行

工況的問題，確定了機組輔機最優(yōu)運行方式，有效地降低了機組供電煤耗，提高了機組

的運行經濟性。

七、典型用戶及投資效益：

典型用戶：平涼電廠、陽邏電廠

1）建設規(guī)模：5臺機組（4X300MW機組、1X600MW機組）。主要技改內容：汽封

系統(tǒng)改進和熱力系統(tǒng)優(yōu)化，主要設備為汽輪機本體和汽輪機組熱力系統(tǒng)。節(jié)能技改投資

額1810萬元，建設期每臺機組60天。改進后機組額定工況下對應發(fā)電煤耗率分別下降

7.38g/kWh、5.10g/kWh、5.06g/kWh,5.55g/kWh和4.86g/kWh,按年利用5000小

時計算，各機組每年可節(jié)約標準煤分別為10960噸、7573噸、7514噸、8242噸、14434

噸，共計每年可節(jié)約48723tce,年節(jié)能經濟效益按標煤價格800元/噸計算，改進機組

每年可減少燃煤成本共約4330萬元，投資回收期平均約6個月（以煤價計算）。

2）建設規(guī)模：2X300MW,主要技改內容：調整運行曲線和輔機運行方式。節(jié)能技

改投資額90萬元，建設期3個月，按每臺機組年利用小時5200小時，機組負荷率75%,

標準供電煤耗降低4g/kWh,全年兩臺機組節(jié)約12000tce,取得直接經濟效益為：標煤

價格按1000元/噸計算，全年兩臺機組產生節(jié)能效益1260萬元，投資回收期1個月。

八、推廣前景和節(jié)能潛力：

目前，發(fā)電行業(yè)都非常重視節(jié)能減排、降低成本，以提高企業(yè)經濟效益該技術具

有良好的節(jié)能效果和顯著的經濟效益，為企業(yè)所積極采用，近年來已得到快速推廣。預

計到2015年可被30%的發(fā)電企業(yè)采用，每臺機組投入按350萬元計算，總投入為100000

萬元，預期每年可節(jié)能210萬tee。

6

4火電廠煙氣綜合優(yōu)化系統(tǒng)余熱深度回收技術

一、技術名稱：火電廠煙氣綜合優(yōu)化系統(tǒng)余熱深度回收技術

二、適用范圍：燃煤火電機組

三、與該節(jié)能技術相關生產環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：

火力發(fā)電廠消耗我國煤炭總產量的50%,其排煙熱損失是電站鍋爐各項熱損失中最

大的一項，一般在5%?8隊占鍋爐總熱損失的80%或更高。排煙熱損失的主要影響因素

是鍋爐排煙溫度，一般情況下，排煙溫度每升高10℃,排煙熱損失增加0.6%?1.0%,

發(fā)電煤耗增加2g/kWh左右。我國現(xiàn)役火電機組中，鍋爐排煙溫度普遍維持在125?150℃

左右水平，褐煤鍋爐為170℃為左右，排煙溫度高是一個普遍現(xiàn)象，由此造成巨大的能

量損失。

對于已經投運的鍋爐，經過燃燒優(yōu)化來降低排煙溫度的幅度非常有限，省煤器和空

氣預熱器的改造因受到空間的限制，降低排煙溫度的幅度也很小，同時尾部受熱面的低

溫腐蝕也限制了排煙溫度的大幅降低。因此，獨立于原有鍋爐系統(tǒng)之外的排煙余熱回收

系統(tǒng)成為節(jié)能降耗的首選。

四、技術內容：

1.技術原理

電站鍋爐排煙余熱深度回收利用系統(tǒng)安裝在除塵器之后、脫硫塔之前的煙道中，可

以最大程度地降低煙氣溫度，使煙氣溫度再降低40?50℃。在一些采用濕煙囪或煙塔

合一等最新煙氣排放技術的電廠，脫硫塔入口煙溫可降低到85℃左右，使煙溫達到最

佳脫硫效率狀態(tài)，大大減少脫硫塔的冷卻水耗。

排煙余熱回收系統(tǒng)所吸收的能量可以用來加熱凝結水，或通過暖風器加熱空氣提高

送風溫度，從而減少低壓加熱器或者暖風器的抽汽量，增加汽輪機做功，提高機組效率。

2.關鍵技術

1）排煙余熱回收裝置即煙氣冷卻器的設計；

2）排煙余熱回收裝置即煙氣冷卻器的防腐；

3）排煙余熱利用系統(tǒng)即低壓給水加熱器或者暖風器的設計；

4）熱力系統(tǒng)優(yōu)化設計和控制。

3.工藝流程

工藝流程見圖1,循環(huán)介質（水）在循環(huán)水泵5的作用下，通過入口集箱3進入煙

7

氣冷卻器2,吸收尾部煙道1中的煙氣余熱后溫度升高，經出口集箱4流出。當環(huán)境溫

度較高時（例如在夏季），導向閥13切換到加熱給水狀態(tài)，空氣加熱器閘閥8全關，給

水加熱器閘閥6全開。經出口集箱4流出的高溫循環(huán)介質（水）進入給水加熱器14,

把在煙氣冷卻器2中吸收的熱量釋放給低壓給水后開始下一個循環(huán)。凝結水經過分水調

節(jié)閥10、11、12進入給水加熱器14,吸收循環(huán)介質（水）釋放的熱量，溫度升高后進

入除氧器。分水調節(jié)閥10、11、12可以改變各級（1#、2#、3#）低壓加熱器的分水比，

根據實際運行情況進行優(yōu)化調節(jié)。當環(huán)境溫度較低時（例如在冬季），導向閥13切換到

加熱冷空氣狀態(tài)，空氣加熱器閘閥8全開，給水加熱器閘閥6全關。經出口集箱4流出

的高溫循環(huán)介質（水）進入空氣加熱器7,把在煙氣冷卻器2中吸收的熱量釋放給送風

后開始下一個循環(huán)，冷空氣溫度升高后進入空氣預熱器繼續(xù)加熱。

1為尾部煙道，2為煙氣冷卻器，3為進口集箱，4為出口集箱，5為循環(huán)水泵，6為給水加熱器閘閥，7為空氣加熱

器，8為空氣加熱器閘閥，9為風道，10?12為低壓加熱器分水調節(jié)閥，13為余熱利用導向閥，14為給水加熱器。

圖1煙氣綜合優(yōu)化系統(tǒng)余熱深度回收工藝流程圖

五、主要技術指標：

電站鍋爐采用該排煙余熱深度回收系統(tǒng)后，發(fā)電煤耗可以降低2?3g/kWh。

六、技術應用情況：

該技術已獲得國家專利，目前已經在華能集團下屬的兩個火力發(fā)電廠應用。

七、典型用戶及投資效益：

典型用戶：華能國際電力股份有限公司井岡山電廠

8

1）建設規(guī)模：300MW火電機組。主要技改內容：在增壓風機之后脫硫塔之前的煙

道增加煙氣冷卻器，把給水從6#低壓加熱器前通過管道引入煙氣冷卻器，加熱后回到

5#低壓加熱器，使排煙溫度從152℃降低到108℃,低壓給水從83.8℃加熱到103.7℃,

主要設備包括煙氣冷卻器、控制系統(tǒng)、閥門和管道。節(jié)能技改投資額640萬元，建設期

45天。年節(jié)能3990tce,年節(jié)約費用319.2萬元/年，投資回收期2年。

八、推廣前景和節(jié)能潛力：

國內現(xiàn)有的300T000MW機組大部分采用濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，要求進入脫硫塔的煙

氣溫度在80C左右，因此鍋爐排煙中的部分余熱未被充分利用，通常使用噴水、GGH（氣

氣換熱器）降溫，造成了熱量的損失。排煙余熱深度回收利用技術可以把這部分熱量回

收用于加熱給水、送風。改造后發(fā)電煤耗平均降低約2g/kWh。截止到2009年12月，

我國火電裝機容量為6.52億kW。據此推測，如果有50%的火電廠進行排煙余熱深度回

收利用改造，年運行時數平均按照5000小時計算，每年節(jié)能320萬tee,節(jié)能潛力巨

大。

9

5火電廠凝汽器真空保持節(jié)能系統(tǒng)技術

一、技術名稱：火電廠凝汽器真空保持節(jié)能系統(tǒng)技術

二、適用范圍：火力發(fā)電機組水冷式凝汽器

三、與該節(jié)能技術相關生產環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：

由于凝汽器污垢問題未徹底解決，致使火力發(fā)電機組煤耗平均增加至少1%,由此

每年造成的煤耗增加至少為1300萬噸以上。

四、技術內容：

1.技術原理

保持凝汽器真空是汽輪機節(jié)能的一項重要內容，措施是保持凝汽器內壁清潔，改善

汽輪機凝汽器殼管的換熱效率，提高機組性能，進而達到節(jié)約能源的效果。本技術利用

膠球清洗，并能長期保持95%以上的收球率，能確保凝汽器所有的冷卻管都能得到清洗，

使凝汽器時刻保持最佳的清潔狀況，徹底免除停機人工清洗。凝汽器真空保持系統(tǒng)依靠

壓縮空氣作為動力，在微電腦控制程序的控制下，間歇地將清潔球瞬間同時一次性發(fā)射

入凝汽器的入口，對凝汽器所有的冷卻管進行擦拭清洗，清洗后的膠球由回收裝置收回。

2.關鍵技術

1）根據凝汽器污垢實時形成的特點，將傳統(tǒng)的膠球清洗裝置的定期連續(xù)清洗清洗

方式改為適時清洗的方式，使污垢剛附著在冷卻管就能及時被清除；

2）將傳統(tǒng)膠球清洗裝置的輸送膠球的動力源由膠球泵改為壓縮空氣，大大增強裝

置的發(fā)球能力；

3）每一次發(fā)球過程中，數量眾多的膠球瞬間同時一次性發(fā)射入凝汽器的入口，從

而保證每一次的清洗流程中，絕大多數的冷卻管都能得到清洗；

4）本技術的回收裝置能在極短時間（100s以內）將數量眾多的球回收。

3.工藝流程

凝汽器真空保持系統(tǒng)與凝汽器冷卻水系統(tǒng)一同工作。其工藝流程為每隔30?60min

清洗運行一次，每次的清洗流程包括：壓縮空氣儲氣罐加壓，壓力釋放，發(fā)球裝置瞬間

將膠球發(fā)射入凝汽器入口，數量眾多的膠球對凝汽器冷卻管進行清洗，清洗過后，膠球

通過回收裝置被收集回主體柜中的集球器，啟動主體柜內的膠球清潔程序，對膠球進行

清洗去污，隨后一次清洗流程結束。其工藝流程和設備簡圖分別見圖1和圖2。

10

1裝球2那壓-----3發(fā)球-------4清洗----5收球-------6集球

八

注水

膠球清洗

圖1凝汽器真空保持系統(tǒng)工藝流程圖

A

T

進

水

管

圖2凝汽器真空保持節(jié)能系統(tǒng)主要設備簡圖

五、主要技術指標：

1）收球率長期保持95%以上；

2）長期保持凝汽器所有冷卻管清潔；

3）徹底免除停機人工清洗；

4）凝汽器端差顯著下降平均1?2℃；

5）凝汽器真空度明顯提升1%以上；

6）平均降低汽輪機煤耗4g/kWh。

六、技術應用情況：

該技術已獲得國家專利，并已在15MW、60MW、300MW等機組上得到成功應用，設備

安裝簡便，系統(tǒng)運行可靠，節(jié)能效果顯著。

II

七、典型用戶及投資效益：

典型用戶：蘇州太倉港協(xié)鑫發(fā)電有限公司、蘇州藍天協(xié)鑫熱電有限公司

1）建設規(guī)模：2X300MW機組。主要技改內容：在已經運營的發(fā)電機組上，拆除

原有膠球清洗裝置，安裝凝汽器真空保持節(jié)能系統(tǒng)，主要技改設備包括主體柜、回收

裝置、微電腦控制柜和輔助設備。節(jié)能技改投資額1000萬元，建設期40天。年節(jié)能

12000tce以上，降低CO,排放3萬噸。每年直接經濟效益超過800萬元，投資回報期

1.25年。

2）建設規(guī)模：2X60MW機組。主要技改內容：對已經運營的發(fā)電機組進行改造，

拆除原有膠球清洗裝置，安裝凝汽器真空保持節(jié)能系統(tǒng)，主要技改設備包括主體柜、回

收裝置、微電腦控制柜和輔助設備。節(jié)能技改投資額200萬元，建設期40天。實施后，

平均降低端差3?4℃,提高真空度2%以上，年節(jié)能2700tce以上，每年的直接經濟效

益達到250萬元,投資回收期約一年。

八、推廣前景和節(jié)能潛力：

從已經實施的成功案例可以看出，該技術可以改善汽輪機凝汽器傳統(tǒng)的膠球清洗方

式，達到徹底清除凝汽器冷卻管污垢，長期保持凝汽器冷卻管的清潔效果。具有較大的

節(jié)能潛力和廣闊的市場推廣前景。

截至2009年底，全國火電裝機容量超過6.53億kW,按照30萬kW的規(guī)格計算，

全國火電機組裝機容量超過2000臺機組。至2015年，凝汽器真空保持節(jié)能系統(tǒng)在發(fā)電

行業(yè)內可達到20%的推廣率,總投入13.3億元,按照每年每臺30萬kW機組節(jié)能5000tce

計算，全行業(yè)每年可以節(jié)能超過200萬tee。

12

6高壓變頻調速技術

一、技術名稱：高壓變頻調速技術

二、適用范圍：電力、軋鋼、造紙、化工、水泥、煤炭、紡織、鐵路、食品、船舶、機

床等工業(yè)IkV以上的高壓交流電機。

三、與該節(jié)能技術相關生產環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：

全國電動機裝機總容量已達4億多kW,年耗電量達12000億kWh,占全國總用電量

的60%,占工業(yè)用電量的80%；其中風機、水泵、壓縮機的裝機總容量已超過2億kW,

年耗電量達8000億kWh,占全國總用電量的40%左右。目前，僅有約15%左右變頻調速

運行。

四、技術內容：

1.技術原理

高壓變頻調速技術采用單元串聯(lián)多電平技術或者IGBT元件直接串聯(lián)高壓變頻器等

技術，實現(xiàn)變頻調速系統(tǒng)的高輸出功率（功率因數＞0.95）,同時消除對電網諧波的污染。

對中高壓、大功率風機、水泵的節(jié)電降耗作用明顯，平均節(jié)電率在30%以上。

2.關鍵技術

單元串聯(lián)多電平技術采用功率單元串聯(lián)電壓相加回路，采取變壓器多繞組別分組分

壓整流單元均壓，單元電平疊加，通過IGBT逆變橋進行正弦（PWM）控制，可得到單項

交流輸出，每個功率模塊結構及電氣性能上完全一致，可以互換。

3.工藝流程

具體工藝流程及原理圖見圖1,圖2。

圖1主回路工作原理簡圖

13

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

(1)變壓器V

(2)功率單元V

(3)電機

圖2單元串聯(lián)多電平高壓變頻器原理示意圖

五、主要技術指標：

1)效率：＞96%；

2)輸出電壓范圍3kV?llkV；

3)輸入電流諧波總含量：W4%；

4)輸入功率因數：＞0.95。

六、技術應用情況：

該技術1997年通過了國家機械工業(yè)局組織的技術鑒定，并在部分電力，冶金推廣

應用，技術成熟可靠，節(jié)能經濟效益好。

七、典型用戶及投資效益：

典型用戶：北京大唐發(fā)電公司陡河發(fā)電廠，大冶特鋼第四煉鋼廠

1)建設規(guī)模：1000kW/6kV風機高壓變頻器改造。主要技改內容：125MW調峰機組風

機變頻調節(jié)，主要設備為1000kW/6kV風機變頻器。節(jié)能技改投資280萬元，建設期18

個月。每年可節(jié)能1160tce,年節(jié)能經濟效益100萬元，投資回收期24個月。

2)建設規(guī)模：1600kW/6kV除塵風機高壓變頻器改造。主要技改內容：70t交流電弧爐

除塵風機變頻調節(jié)，主要設備為1600KW/6KV除塵風機變頻器。節(jié)能技改投資280萬元，建設

期12個月。每年可節(jié)能2362tce,年節(jié)能經濟效益276萬元，投資回收期12個月。

八、推廣前景和節(jié)能潛力：

目前，我國大功率的風機、水泵等設備約有30000萬臺，其中只有約4000臺設備

進行了變頻改造，預計到2015年，使用高壓變頻器的風機、水泵等設備將達6000臺，

按平均裝機容量800kW計算，年節(jié)能能力為300萬tee,總投資約38.4億元。

14

7電爐煙氣余熱回收利用系統(tǒng)技術

一、技術名稱：電爐煙氣余熱回收利用系統(tǒng)技術

二、適用范圍：鋼鐵行業(yè)電爐煉鋼

三、與該節(jié)能技術相關生產環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：

當前，中國鋼鐵工業(yè)能耗總量占全國能耗總量的12%?15%,其中，電爐煉鋼占全

國鋼鐵產量的10%（2009年）。電爐煉鋼過程中會產生大量的高溫含塵煙氣（約1000?

1400℃）,煙氣顯熱占電爐煉鋼總能耗的10%以上。目前國內對煙氣冷卻方式主要為水

冷方式，即冶煉所產生的一次煙氣從其第四孔抽出，經水冷彎頭、水冷滑套、燃燒沉降

室、水冷煙道冷卻后，再經空冷器或噴霧冷卻塔降到約350℃,最后與來自大密閉罩

及屋頂除塵罩溫度為60℃的二次廢氣相混合，混合后的廢氣溫度低于130C,進除塵器

凈化，并經風機排往大氣。該方式實現(xiàn)了煙氣降溫除塵的目的，缺點是：一方面消耗大

量的電能和水，另一方面大量高溫煙氣的熱量沒有得到回收利用。

四、技術內容：

1.技術原理

電爐第四孔的爐氣，經爐蓋彎管和移動彎管煙道之間的間隙，進入移動彎管煙道，

同時抽入--定量的爐外空氣，以燃燼爐氣中的C0等可燃氣體形成高溫煙氣，高溫煙氣依

次經過沉降室、汽化煙道、余熱鍋爐及節(jié)能器生產一定壓力的蒸汽供生產生活使用，同

時經余熱利用系統(tǒng)后的煙氣溫度降到約250C,與來自大密閉罩及屋頂除塵罩溫度為

60℃的二次廢氣相混合，混合后的廢氣溫度低于130C,進除塵器凈化，并經風機排往

大氣。

2.關鍵技術

根據系統(tǒng)所處工況的不同，工藝系統(tǒng)可分別采用低壓強制循環(huán)汽化冷卻系統(tǒng)、中壓

強制循環(huán)汽化冷卻系統(tǒng)、中壓自然循環(huán)汽化冷卻系統(tǒng)及直流系統(tǒng)，最大限度回收煙氣余

熱，同時綜合考慮系統(tǒng)安全可靠、經濟運行、延長系統(tǒng)使用壽命及降低投資等因素。

余熱鍋爐設備的關鍵技術為：合理的煙氣量、汽化冷卻方式和強制循環(huán)倍率的選擇,

受熱面的形式選擇及對煙氣中的粉塵適應性（含耐磨性和粘結性），合理的煙道流速選

擇。

3.工藝流程

工藝流程見圖lo

15

圖1電爐煙氣余熱回收利用系統(tǒng)工藝流程圖

五、主要技術指標：

1）回收蒸汽量：140?200kg/噸鋼；

2）余熱利用系統(tǒng)排煙溫度：W250C。

六、技術應用情況：

目前，歐洲及俄羅斯部分鋼鐵廠的電爐煙氣余熱利用已經實現(xiàn)了汽化冷卻產生蒸汽

供鋼鐵廠生產生活使用，這樣可大大降低除塵系統(tǒng)運行的電耗，降低煉鋼成本，是電爐

煙氣冷卻除塵的最佳工藝方向。但國內電爐煙氣冷卻除塵處理還一直停留在水冷方式

上，在生產蒸汽方面尚無成熟的技術。本技術在河北邢鋼集團邢臺不銹鋼有限公司進行

了首臺示范應用。

七、典型用戶及投資效益：

典型用戶：河北邢鋼集團邢臺不銹鋼有限公司

建設規(guī)模：50t電爐。主要技改內容：電爐煙氣余熱回收利用系統(tǒng)，主要設備為移

動轉彎煙道、固定斜煙道、沉降室、水平煙道、除塵器、余熱鍋爐本體、節(jié)能器及相關

輔機。節(jié)能技改投資額1286萬元，建設期9個月。年回收蒸汽量5.0929萬噸；折合

5600tce/a,年節(jié)約830萬元，投資回收期2.3年（含建設期）。

八、推廣前景和節(jié)能潛力：

按照目前電爐鋼比例計算，預計到2015年全國電爐總容量可達8000—90003如

果均采用該項技術即汽化冷卻生產蒸汽，預計可節(jié)能約100萬tce/a,估計投資總量約

為27億元，若推廣至30%左右，總投資約8億元人民幣，總節(jié)能能力可達35萬tce/a。

16

8礦熱爐煙氣余熱利用技術

一、技術名稱：礦熱爐煙氣余熱利用技術

二、適用范圍：鋼鐵行業(yè)硅系鐵合金冶煉、化工電石行業(yè)等

三、與該節(jié)能技術相關生產環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：

2008年我國各類鐵合金產量1900萬噸，耗電量約為1100億kWh。

四、技術內容：

1.技術原理

通過余熱回收裝置，利用生產過程中產生的高溫煙氣及輻射熱量，進行二次回收利

用，在余熱鍋爐內產生中低壓蒸汽，進而推動發(fā)電設備進行發(fā)電。

2.關鍵技術

礦熱爐高溫煙氣導入余熱鍋爐，蒸汽驅動汽輪機組從而帶動發(fā)電。

當余熱發(fā)電設備出現(xiàn)故障或進行正常維修時進行煙氣導出轉換，恢復現(xiàn)有除塵狀

態(tài)。

3.工藝流程

具體工藝流程見圖lo

余熱煙氣

汽輪機、發(fā)電機

干法布袋除塵器

圖1硅系鐵合金冶煉礦熱爐煙氣余熱利用系統(tǒng)示意圖

五、主要技術指標：

16臺14000kVA礦熱爐余熱利用系統(tǒng)，年發(fā)電量可達1.92億度。

六、技術應用情況：

該技術已在部分鐵合金企業(yè)使用，技術成熟，節(jié)能效果顯著。

七、典型用戶及投資效益：

典型用戶：青海百通高純材料開發(fā)有限公司

1）建設規(guī)模：8臺13噸余熱鍋爐，24000kW余熱發(fā)電機組及配套設施，設計年發(fā)

17

電量為1.92億度。主要技改內容：將原來的煙氣凈化空冷卻器全部拆除，安裝8臺13

噸余熱鍋爐及相關配套管網，安裝24000kW蒸汽發(fā)電機及配套余熱鍋爐和輸電設備，改

造硅鐵礦熱爐煙罩，建冷卻池、冷卻塔、化學水處理、給排水及相應土建工程。主要設

備為16臺14000kVA礦熱爐煙罩、8臺13噸余熱鍋爐和24000kW余熱發(fā)電機組及配套

設施。節(jié)能技改投資額1.71億元，建設期18個月。每年可節(jié)約67200tce（按年發(fā)電

量L92億度計算），年節(jié)能經濟效益6144萬元，投資回收期2.5年。

八、推廣前景和節(jié)能潛力：

預計2015年該技術可在鋼鐵、化工等行業(yè)推廣到60%,總節(jié)能能力約105萬tce/ao

18

9鉛閃速熔煉技術

一、技術名稱：鉛閃速熔煉技術

二、適用范圍：低鉛物料的火法冶煉

三、與該節(jié)能技術相關生產環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：

2009年我國粗鉛冶煉綜合能耗332kgce/t-Pb,鉛冶煉綜合能耗475kgce/t-Pb。

四、技術內容：

1.技術原理

在氧氣閃速熔煉和過程還原相結合的基礎上，通過工藝設備設計和工藝參數的優(yōu)化

及自動控制，實現(xiàn)了氧化、還原過程的有機結合及平衡。

閃速熔煉爐熔池中設置焦慮層，通過弱還原氣氛的控制，使約70%以上的鉛直接還

原為金屬，減少焦慮層的熱量損失，降低爐壁爐襯的浸蝕；液態(tài)爐渣直接流入還原電爐

進行鉛的深度還原，直接得到棄渣。由于充分利用了硫的氧化熱，并實現(xiàn)自熱熔煉，粗

鉛冶煉能耗達到0.23tce/t-Pbo

2.關鍵技術

1）低品位復雜含鉛物料的閃速熔煉技術；

2）高溫熔融渣中鉛的連續(xù)還原技術。

3.工藝流程

含鉛物料經干燥后由精礦噴嘴噴入閃速爐的反應塔，發(fā)生冶金化學反應，精礦中

70%?80%的鉛與焦炭層產生的CO及C發(fā)生反應，被還原成金屬Pb,鉛與渣在沉淀池分

離，大部份粗鉛從沉淀池放鉛口虹吸放出，至澆鑄機澆筑成粗鉛錠，送鉛精煉車間電解

精煉；少部分鉛呈PbO進入爐渣，經流槽自流至風焦反應器，和焦炭混合二次還原后，

再自流至礦熱貧化電爐進行深度還原。控制適宜的還原強度，保證渣含鉛小于3%o貧

化爐渣用包子吊往煙化爐處理。貧化電爐的粗鉛從放鉛口虹吸放出澆鑄成鉛錠，送鉛精

煉車間電解精煉。具體工藝流程見圖1。

19

圖1鉛閃速熔煉工藝流程圖

五、主要技術指標：

1）鉛總回收率98.5%；

2）粗鉛冶煉能耗降低了0.102tce/t-Pb（與2009年粗鉛冶煉能耗：332kgce/t-pb

相比較）；

3）煙氣SO2濃度大于20%,總硫利用率大于97%、硫捕集率大于99%。

六、技術應用情況：

該技術已在部分有色金屬企業(yè)應用，節(jié)能效果顯著，技術成熟可靠。

七、典型用戶及投資效益：

典型用戶：河南靈寶市華寶集團公司

20

建設規(guī)模：10萬噸粗鉛/年。主要技改內容：用閃速熔煉工藝替代傳統(tǒng)的煉鉛工藝。

主要設備包括鉛閃速熔煉爐、貧化電爐、煙氣制酸裝置和余熱利用裝置。節(jié)能技改投資

額6000萬元,建設期1.5年。年可節(jié)能10200tce（與2009年粗鉛綜合能耗0.332tce/

噸粗鉛相比），年節(jié)能經濟效益1700萬元，投資回收期3.5年。

八、推廣前景和節(jié)能潛力：

我國現(xiàn)有鉛冶煉廠400余家，半數以上的產能由傳統(tǒng)的燒結——鼓風爐還原熔煉工

藝完成，該工藝能耗高、污染大，屬于落后淘汰的工藝。與該工藝相比，鉛閃速熔煉技

術對提高鉛冶煉行業(yè)節(jié)能、減排和趕超世界先進水平具有重要意義，具有廣泛的市場應

用前景。預計到2015年，該技術推廣比例可達30%,總投入3.84億元，總節(jié)能量約15

萬tce/ao

21

10氧氣側吹熔池熔煉技術

一、技術名稱：氧氣側吹熔池熔煉技術

二、適用范圍：適宜處理含銅、銀、鉛、睇、錫、鐵的物料

三、與該節(jié)能技術相關生產環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：

根據我國《銅冶煉企業(yè)單位產品能源消耗限額》(GB21248-2007)要求：新建銅冶

煉企業(yè)單位產品綜合能耗限額準入值W700kgce/t。

根據我國《銀冶煉企業(yè)單位產品能源消耗限額》(GB21251-2007)要求：新建銀冶

煉企業(yè)單位產品綜合能耗限額準入值W850kgce/t(銀精礦-高銀銃)。

目前我國粗鉛冶煉綜合能耗為420?450kgce/t。

四、技術內容：

1.技術原理

氧氣側吹熔煉集物料干燥和熔煉于一身，熔煉強度大，可充分利用原料自身的化學

反應熱，產生的煙氣通過余熱鍋爐回收余熱后進行發(fā)電，有效降低了能耗。尤其是在鉛

冶煉過程中取消了鼓風爐還原工段，節(jié)省了大量焦炭；且氧化爐產生的高鉛渣是以液態(tài)

進入還原爐，充分利用了高鉛渣的顯熱，節(jié)約了能源。

2.關鍵技術

氧氣側吹熔池熔煉技術、氧氣側吹爐及其余熱鍋爐等與該技術配套的設備。

3.工藝流程

適宜處理的物料、熔劑、返塵和煤等混合配料后送入氧氣側吹爐內，富氧空氣由爐

側風口鼓入，鼓風使熔體激烈攪動，發(fā)生相應的氧化、還原反應，生成的銃相互碰撞并

長大，下沉進入風口以下區(qū)域，在此與渣分離，然后由各自虹吸口排出。

具體工藝流程見圖U

五、主要技術指標：

銅粗煉回收率298.5%；

電銅綜合能耗550-600kgce/to

銀熔煉回收率294.89%；

高銀銃綜合能耗787.2kgce/to

鉛熔煉回收率297%；

粗鉛綜合能耗310~360kgce/to

22

六、技術應用情況：

該技術已在部分有色金屬冶煉企業(yè)進行了應用，節(jié)能效果顯著。

七、典型用戶及投資效益：

典型用戶：廣西南國銅業(yè)有限責任公司、新疆新鑫礦業(yè)股份有限公司、朝陽塞外礦

業(yè)有限公司

建設規(guī)模：電銅15萬t/a0主要技改內容：銅熔煉及吹煉系統(tǒng)、粗銅精煉系統(tǒng)和

煙氣制酸系統(tǒng)，主要設備為氧氣側吹熔煉爐等。節(jié)能技改投資額7500萬元，建設期2

年。每年可節(jié)約15000tce,年節(jié)能經濟效益1800萬元，投資回收期4年。

八、推廣前景和節(jié)能潛力：

氧氣側吹煉銅技術目前已有2家采用并投產，預計2015年采用該技術的冶煉廠將

達到8?12家，改造產能超過180萬噸。2009年銅的綜合能耗366kg/t-Cu,使用該技

術可降低銅的綜合能耗150kgce/t-Cu,節(jié)能能力可達30萬tce/a。

23

11油田采油污水余熱綜合利用技術

一、技術名稱：油田采油污水余熱綜合利用技術

二、適用范圍：油田、化工等行業(yè)

三、與該節(jié)能技術相關生產環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：

原油中含有約85%的污水需降溫后回灌，而在生產和生活中需要的中溫熱水主要依

靠直接燃燒油氣獲得，能耗大，能效低。國內原油產量近2億噸，如果陸上生產的原油

按1.5億噸計算，采油過程中將產生8.5億噸溫度約為50℃的采油污水。

四、技術內容：

1.技術原理

利用油田伴生氣或者原油作為驅動熱源，采用直燃式熱泵技術，回收污水中的熱量

制取中溫熱水，用于外輸原油加熱器和油管道伴熱，或者采油區(qū)的生活供暖。

2.關鍵技術

1）系統(tǒng)優(yōu)化設計技術；

2）低溫熱水余熱回收技術;

3）高效傳熱傳質技術；

4）高真空技術；

5）發(fā)生器結構技術；

6）屏蔽泵變頻技術；

7）智能控制技術。

五、主要技術指標：

采油廢水余熱利用率達到30%,直燃式熱泵的C0P=l.7。

六、技術應用情況：

2010年5月通過江蘇省經濟和信息化委員會和無錫市科技局聯(lián)合組織的新產品和

科技成果鑒定，鑒定結論為主要性能指標達到國際先進水平。擁有全部自主知識產權，

已在華北油田采油廠成功實施，節(jié)能效果顯著。

七、典型用戶及投資效益：

典型用戶：華北油田公司第一采油廠

建設規(guī)模：2X2910kW油田污水余熱綜合利用系統(tǒng)。主要技改內容：增設采油污水

余熱利用系統(tǒng)及相關優(yōu)化控制設備。節(jié)能技改投資額800萬元，建設期9個月。每年可

節(jié)約2257tce,年節(jié)能經濟效益230萬元，投資回收期3.5年。

八、推廣前景和節(jié)能潛力：

該技術節(jié)能效果明顯，如果在油田開采、化工等行業(yè)廣泛應用，可大幅降低能耗水

平。按照我國2009年的原油產量，采油低溫污水可達到8.5億噸，按10℃溫差計算，

節(jié)能總量可達10684.5GJ/a,按2015年推廣至30%計算，節(jié)能量約35萬tce/a。

25

12換熱設備超聲波在線防垢技術

一、技術名稱：換熱設備超聲波在線防垢技術

二、適用范圍：石化行業(yè)換熱設備

三、與該節(jié)能技術相關生產環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：

我國石化行業(yè)現(xiàn)存的換熱設備超過30萬臺，長期以來這些設備的防垢、除垢問題一

直沒有很好的解決辦法，換熱設備普遍在帶垢0.2~10mm厚度之間的狀態(tài)下運行。垢的導

熱系數（一般均在lW/m-K左右）僅為換熱器金屬管壁的幾十分之一。據行業(yè)統(tǒng)計，垢質

每年在換熱設備和管道中的沉積厚度約為4mm,換熱設備積垢每增加1mm,傳熱系數卜降

9%~9.6%,能耗和排放將增加10%以上，同時帶來生產效率下降、垢下腐蝕縮短設備壽命、

安全隱患等一系列問題。

四、技術內容：

1.技術原理

超聲脈沖振蕩波在換熱器管、板壁傳播，在金屬管、板壁和附近的液態(tài)介質之間產

生效應，破壞污垢的附著條件，防止換熱設備在運行過程中結垢，提高換熱設備傳熱能

力，降低達到同樣工藝要求所需的能耗量，實現(xiàn)節(jié)能目的。

2.關鍵技術

1）強磁致伸縮新型換能器技術；

2）超聲波聲學參數調測和數字控制技術；

3）不同應用環(huán)境超聲波聲學參數定向設計技術。

3.工藝流程

1）超聲波防垢原理（見圖1）

2）超聲波防垢機理

高速微渦效應：

由于超聲波頻率很高，在管、板壁傳播時形成很高的加速度，作用于與管、板壁直

接接觸的流體介質時，會出現(xiàn)一個微小的真空區(qū)域。真空區(qū)域剛一形成，附近介質在壓

力的作用下就會迅速涌向這一區(qū)域來填補真空，形成許多微小的渦流，這些渦流與生產

同時進行，對壁面形成不間斷的沖刷，這就是高速微渦效應。這一效應相當于介質隨時

都在對壁面進行清洗，可有效防止污垢的粘附。

高速微渦效應具有防垢與除垢雙重作用（見圖2）。

26

壁

，

液

界

面

-

壁

-防垢

熱

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超

聲皮

交

算垢

中

脈

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界

震

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皮

蕩

面

備-

壁除垢

，

軟

垢

，

液

界

面

圖1超聲波防垢原理圖

高速微渦效應

圖2高速微渦效應防垢除垢作用圖

剪切應力效應：

壁面振動會帶動其上的垢層一起振動，從而在壁面和垢層之間產生剪切力和推斥

力，對于已有垢層，剪切力和推斥力會使其疲勞、裂紋、疏松、破碎而脫落；對于即將

粘附的污垢成分，剛一接觸壁面即被排開，無法穩(wěn)定停留在壁面上。無論哪種情況，污

垢都會隨著介質的流動被帶走,這就是剪切應力效應。剪切應力效應起到了除垢作用（見

圖3）。

27

?超聲波剪切應力效應?

圖3剪切應力效應除垢作用圖

此外，介質流動時，由于與固體壁面有摩擦力，會在近壁區(qū)域而形成滯流層，也叫

邊界層。這一區(qū)域的傳熱過程為滯流介質的導熱過程而不是對流換熱過程，而介質的導

熱系數較對流換熱系數要低得多，因此滯流層的存在會降低傳熱系數。當有超聲波作用

時，超聲波引起的高速微渦可有效破壞滯流層，起到強化傳熱的作用。

五、主要技術指標：

1）平均提高換熱設備傳熱系數21%,降低換熱設備污垢熱阻55%。

2）石化行業(yè)換熱設備平均節(jié)能率為9.1沆

六、技術應用情況：

2010年通過中國石油化工集團公司科學技術成果鑒定，目前已在石油、石化、化工

行業(yè)眾多企業(yè)應用。該技術在不同應用環(huán)境聲學參數定向設計、減少超聲波衰減和抗畸

變方面具有新穎性，整體技術達到國際先進水平，具有顯著的節(jié)能效益。

七