國家重點推廣的低碳技術(shù)目錄（第四批）技術(shù)簡介

國家重點推廣的低碳技術(shù)目錄（第四批）

技術(shù)簡介

一、節(jié)能及提高能效類技術(shù)

1干式抽真空系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)

一、技術(shù)名稱：干式抽真空系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)

二、技術(shù)類別：減碳技術(shù)

三、所屬領(lǐng)域及適用范圍：電力行業(yè)凝汽器抽真空系統(tǒng)

四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況

本技術(shù)利用干式抽真空系統(tǒng)并連接入，針對傳統(tǒng)電廠凝汽器抽真

空系統(tǒng)，進(jìn)行節(jié)能改造。目前，電廠凝汽器抽真空系統(tǒng)一般裝設(shè)2~3臺

水環(huán)真空泵組。隨著機組真空系統(tǒng)嚴(yán)密性要求越來越高，按照常規(guī)泄

漏量設(shè)計配置的傳統(tǒng)真空泵存在運行功率過大、能耗高的問題。受水

環(huán)泵特性、極限真空的限制，冬季漏入真空系統(tǒng)的不凝結(jié)氣體無法完

全抽出來，普遍存在凝汽器端差大、真空差、凝結(jié)水溶氧超標(biāo)等現(xiàn)象，

影響機組經(jīng)濟(jì)性和安全性。干式抽真空系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)是在凝汽器

原水環(huán)抽真空設(shè)備基礎(chǔ)上，并聯(lián)一套干式抽真空系統(tǒng)，具有功耗低、極

限真空度高、抽氣速率不受密封水溫影響等特點，可使電耗降低80%

以上，機組冬季真空度得到提高，凝結(jié)水溶氧顯著降低，經(jīng)濟(jì)性和安全

效益顯著。目前該技術(shù)已在2臺300MW機組應(yīng)用，節(jié)能減碳效果良

好。

五、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

1

該技術(shù)根據(jù)機組運行狀態(tài)下真空嚴(yán)密性的實際狀況，通過基于機

組真空泄漏量模型算法以確定抽真空設(shè)備的抽氣速率，集成了工作腔

無需密封水的干式變螺距螺桿真空泵，系統(tǒng)極限真空度高。采用最優(yōu)化

的關(guān)鍵設(shè)備選型、系統(tǒng)配置功率和運行控制方案，可大幅度降低系統(tǒng)電耗，

提高機組真空度，顯著降低凝結(jié)水溶氧，提高了機組的經(jīng)濟(jì)性和安全性，

實現(xiàn)節(jié)能減排。

2.關(guān)鍵技術(shù)

（1）基于機組真空泄漏量模型算法定制系統(tǒng)抽氣速率技術(shù)

該技術(shù)根據(jù)機組運行狀態(tài)下真空度要求的實際狀況，通過基于機

組真空泄漏量模型算法確定抽真空設(shè)備的抽氣速率，定制化設(shè)計抽真

空系統(tǒng)的功率，并采用變頻調(diào)速設(shè)計，大幅度降低系統(tǒng)配置功率。

（2）基于干式變螺距螺桿真空泵的抽真空技術(shù)

該技術(shù)主設(shè)備利用干式變螺距螺桿真空泵，其轉(zhuǎn)子與泵體采用較

小間隙設(shè)計，無摩擦、噪音小、變螺距、工作腔無需密封水或密封油、

功耗低、極限真空高。軸端采用無泄漏無磨損復(fù)合密封，軸承潤滑油不

易乳化，使用壽命長。

（3）基于積木式模塊化集成設(shè)計技術(shù)

干式抽真空系統(tǒng)采用積木式模塊化集成設(shè)計技術(shù)，占地面積小于

4m2，減少設(shè)備占地面積，簡化設(shè)備接口，降低維護(hù)費用。同時，設(shè)計

有完善的保護(hù)邏輯和自動控制系統(tǒng)，系統(tǒng)簡單易維護(hù)。

3.工藝流程

干式抽真空系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)工藝流程見圖1。

在凝汽器原水環(huán)式抽真空設(shè)備并聯(lián)增加一套干式抽真空系統(tǒng)，汽

2

輪發(fā)電機組啟動時用原水環(huán)抽真空泵組，機組正常運行后啟動干式抽

真空系統(tǒng)，與原水環(huán)抽真空泵組同時備用。

8

凝汽器

5

123467

1.電廠凝汽器2.進(jìn)氣管路3.進(jìn)氣真空手動閥4.進(jìn)氣速關(guān)閥5.控制裝置

6.干式抽真空泵組7.冷卻水管路8.原水環(huán)抽真空泵組

圖1干式抽真空系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)工藝流程圖

六、主要技術(shù)指標(biāo)

1.電耗降低80%以上；

2.冬季真空度提高0.5-2kPa；

3.凝結(jié)水溶氧10μg/L以內(nèi)。

七、技術(shù)鑒定及獲獎情況

3

該技術(shù)已獲得國家實用新型專利4項。并于2018年通過河北建投

國融能源服務(wù)有限公司組織的科技項目成果驗收。

八、典型用戶及投資效益

典型用戶：秦皇島秦?zé)岚l(fā)電有限責(zé)任公司

典型案例1

案例名稱：秦?zé)?號機（300MW）增設(shè)真空高效裝置項目

建設(shè)規(guī)模：增設(shè)一套干式抽真空系統(tǒng)，每臺機占地約4m2。建設(shè)條

件：凝汽器使用水環(huán)真空泵組抽真空的系統(tǒng)。主要建設(shè)內(nèi)容：機組原汽

輪機凝汽器2臺水環(huán)式真空泵抽真空設(shè)備并聯(lián)增設(shè)一套干式抽真空系

統(tǒng)。主要設(shè)備：變頻干式變螺距螺桿泵及其控制系統(tǒng)，以及配套管道、

閥門等附屬設(shè)備。項目總投資100萬元，建設(shè)期為4個月。年碳減排

量為4270tCO2，碳減排成本為10~20元/tCO2。年經(jīng)濟(jì)效益120萬元，

投資回收期小于1年。

典型案例2

案例名稱：秦?zé)?號機（300MW）增設(shè)真空高效裝置項目

建設(shè)規(guī)模：增設(shè)一套干式抽真空系統(tǒng)，每臺機占地約4m2。建設(shè)條

件：凝汽器使用水環(huán)真空泵組抽真空的系統(tǒng)。主要建設(shè)內(nèi)容：機組原汽

輪機凝汽器2臺水環(huán)式真空泵抽真空設(shè)備并聯(lián)增設(shè)一套干式抽真空系

統(tǒng)。主要設(shè)備：變頻干式變螺距螺桿泵及其控制系統(tǒng)，以及配套管道、

閥門等附屬設(shè)備。項目總投資100萬元，建設(shè)期為4個月。年碳減排

量5060tCO2，碳減排成本為10~20元/tCO2。年經(jīng)濟(jì)效益140萬元，投

資回收期小于1年。

九、推廣前景和減排潛力

4

干式抽真空系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)電力行業(yè)推廣應(yīng)用，項目投資低，見

效快，節(jié)能減碳效果良好。預(yù)計未來5年，該技術(shù)在300MW等級以

上大型發(fā)電機組推廣應(yīng)用比例將達(dá)到10%（300MW等級機組新增1套

干式抽真空系統(tǒng)，600MW、1000MW等級機組新增2套），總投資將

達(dá)到2億元，每年可節(jié)電1.3億kWh，節(jié)煤22萬tce，可形成的年碳

減排能力約67萬tCO2。

5

2多孔表面高通量管高效換熱技術(shù)

一、技術(shù)名稱：多孔表面高通量管高效換熱技術(shù)

二、技術(shù)類別：減碳技術(shù)

三、所屬領(lǐng)域及適用范圍：石油化工行業(yè)石油、化工行業(yè)的低品位熱

利用

四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況

在石油化工行業(yè)，重沸器、蒸汽發(fā)生器等沸騰工況換熱器的換熱

管通常為光管，普遍存在換熱效率低下的問題。裝置大型化是我國石

油化工行業(yè)未來的發(fā)展趨勢，但因效率低造成的換熱器體積大、數(shù)量

多等問題尤為突出，不利于低品位熱利用。用多孔表面高通量管替代

光管，使換熱器具有所需傳熱溫差小、換熱效率高等優(yōu)點，能夠加強對

更低品位的余熱進(jìn)行利用，并有效減少換熱器的數(shù)量和體積，提高壓

縮機的效率。目前，多孔表面高通量管換熱器已在百萬噸乙烯、60萬

噸/年甲醇制烯烴，以及50萬噸/年煤制乙二醇等大型化工裝置上成功

應(yīng)用，并取得良好節(jié)能效果。

五、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

該技術(shù)是一種用于提高沸騰換熱效率的強化換熱技術(shù)，通過在普

通換熱管表面制造一層金屬多孔層，達(dá)到強化沸騰傳熱的目的。金屬

多孔層能提供大量的泡核中心，可使傳熱維持在高效率的泡核沸騰狀

態(tài)，使沸騰換熱系數(shù)達(dá)到光管的3~8倍，從而有效減少換熱器的體積

和數(shù)量；同時，表面的多孔使介質(zhì)容易形成大直徑氣泡，可降低達(dá)到沸

6

騰所需的過熱度，減小傳熱溫差，從而可以利用更低品位的余熱，提高

壓縮機效率，實現(xiàn)節(jié)能減碳。

2.關(guān)鍵技術(shù)

（1）強化傳熱結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)

針對不同低品位熱利用的差異化需求，根據(jù)介質(zhì)特性和溫差條件

進(jìn)行強化傳熱設(shè)計，設(shè)計適宜的多孔表面高通量管外形，并設(shè)計與之

相匹配的換熱器結(jié)構(gòu)。

（2）多孔層金屬粉末配方技術(shù)

根據(jù)傳熱強化要求，篩選適宜的多孔層金屬粉末配方，調(diào)節(jié)制成

工藝達(dá)到合適的孔徑和孔隙率范圍，使多孔層的工藝參數(shù)既能滿足強

化傳熱要求，也能滿足結(jié)合強度要求。

（3）多孔層和基層的燒結(jié)工藝技術(shù)

采用優(yōu)選的燒結(jié)溫度及工藝，使金屬顆粒間以及金屬顆粒與基管

之間達(dá)到微冶金結(jié)合狀態(tài)，并且實現(xiàn)制造出的金屬多孔層厚度均勻、

與基層結(jié)合牢固。

3.工藝流程

多孔層微觀結(jié)果及多孔表面高通量管沸騰強化傳熱原理見圖1。

圖1多孔層微觀結(jié)果及沸騰強化傳熱原理示意圖

7

六、主要技術(shù)指標(biāo)

1.沸騰傳熱系數(shù)為光管的3～8倍；

2.沸騰溫差為光管的1/4～1/7；

3.多孔層厚度0.2～0.4mm；

4.多孔層孔隙率20%～70%；

5.多孔層孔徑50～150μm。

七、技術(shù)鑒定及獲獎情況

該技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利2項，實用新型專利24項。2012年

通過了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定；2018年通過

了中國有色金屬工業(yè)協(xié)會組織的科技成果評價；2018年榮獲中國有色

金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎一等獎。

八、典型用戶及投資效益

典型用戶：山東華魯恒升化工股份公司、中石化集團(tuán)天津石化分

公司等

典型案例1

案例名稱：山東華魯恒升煤制乙二醇塔頂氣余熱產(chǎn)蒸汽項目

建設(shè)規(guī)模：50萬噸/年煤制乙二醇裝置。建設(shè)條件：裝置中有可回

收的塔頂氣低溫余熱，其他設(shè)備有低壓蒸汽的用熱需求。主要建設(shè)內(nèi)

容：采用不銹鋼多孔表面高通量管作為蒸汽發(fā)生器的換熱管，回收裝

置中4臺塔的塔頂氣低溫余熱作為熱源，年產(chǎn)122.56萬噸低壓蒸汽，

滿足該裝置T1塔的全部用熱需求。主要設(shè)備：項目共配置13臺高通

量管蒸汽發(fā)生器。高通量管換熱器總投資為2001.7萬元，建設(shè)期為22

個月。年碳減排量26萬tCO2，碳減排成本為10~30元/tCO2。年經(jīng)濟(jì)

8

效益12256萬元，投資回收期約2個月。

典型案例2

案例名稱：中石化天津乙烯裝置高通量管換熱器替代光管換熱器

項目

建設(shè)規(guī)模：100萬噸/年乙烯裝置。建設(shè)條件：利用裝置中自產(chǎn)的

急冷水作為低溫余熱給丙烯精餾塔提供熱源。主要建設(shè)內(nèi)容：采用多

孔表面高通量波紋管換熱器作為丙烯精餾塔底重沸器，替代原設(shè)計所

選用的光管換熱器。主要設(shè)備：項目共配置3臺多孔表面高通量波紋

管換熱器，作為1#和2#丙烯精餾塔的塔底重沸器。高通量波紋管換熱

器總投資為1170萬元，建設(shè)期為26個月。年碳減排量6萬tCO2，碳

減排成本為10~30元/tCO2。年經(jīng)濟(jì)效益2400萬元，投資回收期約6個

月。

九、推廣前景和減排潛力

隨著國家對石油和化工行業(yè)節(jié)能減排的要求逐步提高，石油和化

工企業(yè)將越來越多地采用節(jié)能、環(huán)保新技術(shù)和新設(shè)備。新裝置應(yīng)用和

老裝置改造都為高效換熱器提供了廣闊市場，高效節(jié)能換熱設(shè)備的需

求量將持續(xù)增長。預(yù)計未來5年，我國乙烯產(chǎn)能將超過5000萬噸/年，

乙二醇裝置產(chǎn)能將達(dá)到2200萬噸/年，該技術(shù)可推廣應(yīng)用到國內(nèi)60%

的乙烯裝置和30%的乙二醇裝置，項目總投資將達(dá)到4億元，可形成

的年碳減排能力約為210萬tCO2。

9

3多能互補型直流微電網(wǎng)及抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)技術(shù)

一、技術(shù)名稱：多能互補型直流微電網(wǎng)及抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)技術(shù)

二、技術(shù)類別：減碳技術(shù)

三、所屬領(lǐng)域及適用范圍：石油化工行業(yè)各類型微電網(wǎng)工程及分布

式風(fēng)、光利用和儲能工程

四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況

油田多采用單井獨立變頻電控裝置，存在諧波污染嚴(yán)重、抽油機

倒發(fā)電饋能處理方式不當(dāng)、能耗大和變壓器冗余容量大等問題。多能

互補型直流微電網(wǎng)及抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)技術(shù)通過物聯(lián)網(wǎng)集散群控系

統(tǒng)，發(fā)揮集多能直流群控和信息化資源共享為一體的集群控制優(yōu)勢，

結(jié)合風(fēng)電、光伏等新能源的利用，拓展節(jié)能空間。目前，該技術(shù)已經(jīng)在

勝利油田、華北油田、中原油田、新疆油田等多個油田應(yīng)用約3200臺，

節(jié)能減碳效益比單井獨立電控裝置提高12～19%，市場前景廣闊。

五、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

通過新能源風(fēng)/光/儲/網(wǎng)電等多能互補控制構(gòu)成直流微電網(wǎng)，為多

個抽油機電控終端供電，充分發(fā)揮直流供電的優(yōu)點和多抽油機的群體

優(yōu)勢。各抽油機沖次可根據(jù)采油工況優(yōu)化調(diào)節(jié)，通過物聯(lián)網(wǎng)無線通訊

技術(shù)實現(xiàn)集群井間協(xié)調(diào)和監(jiān)控管理。通過協(xié)調(diào)控制井群各抽油機上、

下沖程狀態(tài)，使下沖程向直流母線的饋能功率在處于上沖程耗能狀態(tài)

的抽油機上得以共享利用，即各抽油機倒發(fā)電饋能通過直流母線互饋

共享、循環(huán)利用。該技術(shù)既提高能效，又降低諧波，從根本上解決油田

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抽油機電控長期存在的采油工藝和能效問題，大幅度降低所需供電變

壓器容量和臺數(shù)，顯著降低抽油機的耗電量，從而實現(xiàn)節(jié)能增效。

2.關(guān)鍵技術(shù)

（1）抽油機沖程相位參差協(xié)調(diào)及優(yōu)化控制技術(shù)

根據(jù)直流母線上各逆變終端之間的倒發(fā)電能流互饋共享、循環(huán)利

用和抽油機饋耗功率平衡的要求，結(jié)合抽油機載荷的周期性急劇變化

特點，實現(xiàn)各抽油機沖程相位參差協(xié)調(diào)及優(yōu)化控制，提高系統(tǒng)節(jié)能減

碳效益。

（2）抽油機柔性驅(qū)動及姿態(tài)控制技術(shù)

結(jié)合采油工藝要求，群控系統(tǒng)的逆變終端可實現(xiàn)對抽油機及電機

的精準(zhǔn)快速柔性控制，實現(xiàn)抽油機的柔性驅(qū)動及姿態(tài)控制，優(yōu)化了井

筒舉升工藝，提高了泵效，降低檢泵及作業(yè)成本。

（3）直流微電網(wǎng)多能互補控制技術(shù)

采用直流微電網(wǎng)的風(fēng)/光/氣/蓄/網(wǎng)等多能互補的控制方式，結(jié)合新

能源接入、儲能等措施，保障在抽油作業(yè)意外事件發(fā)生時保持獨立運

行，最大限度降低突發(fā)事件帶來的影響。

3.工藝流程

多能互補型直流微電網(wǎng)及抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)方案流程如圖1所

示。

11

10kV電網(wǎng)多能互補直流微電網(wǎng)

高壓開關(guān)抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)方案

（網(wǎng)電零克(零克）)

變壓器

真空斷路器

逆變終端變頻終端逆變終端

＃

控制柜控制柜11＃控制柜控制柜n#

整流/濾波

整流/

多能互補

控制單元.

圖1多能互補型直流微電網(wǎng)及抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)方案流程

六、主要技術(shù)指標(biāo)

1.抽油機噸液生產(chǎn)節(jié)電率：15～25％；

2.網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)：優(yōu)于0.95；

3.直流微電網(wǎng)風(fēng)、光等可再生能源利用率提高8%-20%；

4.儲能系統(tǒng)效率提高7%～15%；

5.循環(huán)壽命提高5%～20%。

七、技術(shù)鑒定及獲獎情況

該技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利5項、實用新型專利31項和軟件著作

權(quán)15項。2013年10月，該技術(shù)通過山東省科技廳組織的科技成果鑒

定，整體達(dá)到國際先進(jìn)水平；2019年12月，該技術(shù)入選《國家工業(yè)節(jié)

能技術(shù)裝備推薦目錄》（2019）。

八、典型用戶及投資效益

典型用戶：中國石化集團(tuán)

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典型案例1

案例名稱：勝利油田東辛采油廠營二管理區(qū)營26斷塊基于多能互

補型直流微電網(wǎng)供電的抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)供電技術(shù)應(yīng)用工程

建設(shè)規(guī)模：30口油井，30kW光伏發(fā)電，30kW垂直軸風(fēng)力發(fā)電機。

建設(shè)條件：油井配電系統(tǒng)原采用常規(guī)“一井一變”配電模式，存在變

壓器負(fù)載率及功率因數(shù)低、配電線路損耗高、配電電氣設(shè)施多。主要建

設(shè)內(nèi)容：項目以井場分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)、地面小型風(fēng)力發(fā)電機組系

統(tǒng)和抽油機直流群控系統(tǒng)相結(jié)合的方式進(jìn)行建設(shè)。每個發(fā)電單元光伏

組件和風(fēng)力發(fā)電機組所發(fā)電能通過直流變換器并入直流母線電路，通

過直流互饋型直流母線，以集散式供電模式到達(dá)各井口，經(jīng)逆變終端

實現(xiàn)對抽油機電機的變頻驅(qū)動。

主要設(shè)備：3臺160kW整流裝置，30臺37kW逆變裝置，3臺光

伏組件匯流柜，3臺光伏DC-DC直流并網(wǎng)控制器，100塊315WpA級

單晶太陽能光伏組件，1臺30kW垂直軸風(fēng)力發(fā)電機。項目總投資203

萬元，建設(shè)期為0.5個月。年碳減排量293tCO2，碳減排成本為340~360

元/tCO2。年經(jīng)濟(jì)效益130萬元，投資回收期約3年。

典型案例2

案例名稱：勝利油田東辛采油廠辛50區(qū)塊基于多能互補型直流微

電網(wǎng)供電的抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)供電技術(shù)應(yīng)用工程

建設(shè)規(guī)模：25口油井，30kW光伏，30kW垂直軸風(fēng)力發(fā)電機。

建設(shè)條件：油井配電系統(tǒng)原采用常規(guī)“一井一變”配電模式，存在變

壓器負(fù)載率及功率因數(shù)低、配電線路損耗高、配電電氣設(shè)施多。主要建

設(shè)內(nèi)容：項目以井場分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)、地面小型風(fēng)力發(fā)電機組系

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統(tǒng)和抽油機直流群控系統(tǒng)相結(jié)合的方式進(jìn)行建設(shè)。每個發(fā)電單元光伏

組件和風(fēng)力發(fā)電機組所發(fā)電能通過直流變換器并入直流母線電路，通

過直流互饋型直流母線，以集散式供電模式到達(dá)各井口，經(jīng)逆變終端

實現(xiàn)對抽油機電機的變頻驅(qū)動。

主要設(shè)備：2臺整流裝置160kW，25臺逆變裝置37kW，3臺光伏

組件匯流柜，3臺光伏DC-DC直流并網(wǎng)控制器，100塊315WpA級單

晶太陽能光伏組件，1臺30kW垂直軸風(fēng)力發(fā)電機。項目總投資177.58

萬元，建設(shè)期為0.5個月。年碳減排量256tCO2，碳減排成本為340~360

元/tCO2。年經(jīng)濟(jì)效益123.6萬元，投資回收期約2年。

九、推廣前景和減排潛力

預(yù)計未來5年，該技術(shù)在油田領(lǐng)域的推廣比例將達(dá)到25%左右，

項目總投資為21億元，可形成的年碳減排能力約為32萬tCO2。

14

4旋浮銅冶煉節(jié)能減碳技術(shù)

一、技術(shù)名稱：旋浮銅冶煉節(jié)能減碳技術(shù)

二、技術(shù)類別：減碳技術(shù)

三、所屬領(lǐng)域及適用范圍：有色金屬行業(yè)銅冶煉

四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況

目前，全世界火法煉銅的工廠約110家，其中采用閃速熔煉的工

廠約40多家，產(chǎn)銅量占總產(chǎn)量的60%以上。閃速冶煉以其節(jié)能高效環(huán)

保的技術(shù)特點，成為世界先進(jìn)、主流的銅冶煉工藝。隨著銅冶煉向著更

加節(jié)能、環(huán)保、低碳的方向發(fā)展，閃速冶煉的反應(yīng)偏析、脫雜差、能耗

高、強化冶煉困難等問題也暴露出來，并制約著冶煉產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

我國銅冶煉綜合能耗額一般在280～350kgce/t之間。

旋浮冶煉技術(shù)于2009年5月應(yīng)用于銅冶煉項目，與閃速冶煉技術(shù)

相比，該技術(shù)具有生產(chǎn)能力大、反應(yīng)充分、煙塵率低、自熱冶煉（可處

理大量吸熱原料如氧化礦等）、原料適應(yīng)性強（可處理高雜質(zhì)銅精礦）

等優(yōu)點，已被納入我國《銅冶煉行業(yè)規(guī)范條件》，目前已在國內(nèi)外7家

大型銅冶煉企業(yè)得到推廣應(yīng)用。該技術(shù)適用于銅、鎳、鉛、金等有色金

屬冶煉工藝，在新建生產(chǎn)線和舊有生產(chǎn)線技改均可進(jìn)行推廣應(yīng)用，有

較大的市場前景和節(jié)能減碳潛力。

五、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

閃速冶煉反應(yīng)機理為反應(yīng)塔內(nèi)氧氣和物料顆粒間發(fā)生反應(yīng)，以熔

煉為例，主要反應(yīng)：CuFeS2→FeS+Cu2S；FeS+O2→FeO+SO2；

15

FeO+O2→Fe3O4（過氧化反應(yīng)）；Cu2S+O2→Cu2O+SO2（過氧化反應(yīng)）。

閃速冶煉對物料的分散采取的是用水平方向的分布風(fēng)打散垂直下落的

物料，當(dāng)投料量大時，易出現(xiàn)反應(yīng)偏析、下生料、煙塵率高、爐況波動

等問題。

旋浮冶煉除了具有同閃速冶煉相同的反應(yīng)塔上部反應(yīng)機理外，還

獨創(chuàng)了反應(yīng)塔下部過氧化物料顆粒和次氧化物料顆粒間的碰撞反應(yīng)機

理。以熔煉為例，反應(yīng)塔下部的主要反應(yīng)：Fe3O4+FeS→FeO+SO2；

Cu2O+FeS→FeO+Cu2S；FeO+SiO2→Fe2OSiO4。旋浮冶煉采用“風(fēng)內(nèi)料

外”的供料方式，對物料的分散模擬了自然界龍卷風(fēng)高速旋轉(zhuǎn)時具有極

強擴(kuò)散和卷吸能力的原理，物料顆粒呈倒龍卷風(fēng)的旋流狀態(tài)分布在反

應(yīng)塔中央，在龍卷風(fēng)旋流體中間增加中央脈動氧氣，改變物料顆粒的

運動，實現(xiàn)物料顆粒間脈動碰撞、傳熱傳質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)的強化，使整

個熔煉和吹煉過程的化學(xué)反應(yīng)能夠更加充分地進(jìn)行。

2.關(guān)鍵技術(shù)

（1）超強化旋浮熔煉和旋浮吹煉技術(shù)；

（2）新型脈動旋流型噴嘴；

（3）旋浮冶煉數(shù)值仿真模擬在線控制技術(shù)。

3.工藝流程

旋浮銅冶煉工藝及裝置示意圖見圖1，脈動旋流噴嘴原理示意圖見

圖2。

16

1-富氧空氣，2-粉狀物料，3-脈動氧氣，4-脈動燃料槍，5-高旋流體，6-脈動紊流，

7-分離出的液滴，8-高溫?zé)煔猓?-反應(yīng)器，10-熔池，11-排煙道，12-脈動旋流噴嘴

圖1旋浮銅冶煉工藝及裝置示意圖

圖2脈動旋流噴嘴原理示意圖

六、主要技術(shù)指標(biāo)

1.投料量：由200t/h提高到350t/h；

2.單臺爐的年產(chǎn)能最大可提高到50萬t；

3.反應(yīng)塔熱負(fù)荷：2600-2900MJ/m3·h；

4.熔煉爐作業(yè)率98%，吹煉爐作業(yè)率97%；

5.粗銅綜合能耗：150kgce/t；

6.銅锍品位可達(dá)70%；

17

7.渣尾礦含銅0.21%。

七、技術(shù)鑒定及獲獎情況

該技術(shù)獲得國家發(fā)明專利11項、實用新型專利7項，PCT國際發(fā)

明專利13項。該技術(shù)2011年通過山東省科技廳組織的科技成果鑒定；

2012年獲得中國有色金屬工業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)一等獎、二等獎各1項；

2013年獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎；2014年獲得中國專利金獎。

2016年入選國家發(fā)改委《國家重點節(jié)能技術(shù)推廣目錄》。

八、典型用戶及投資效益

典型用戶：陽谷祥光銅業(yè)有限公司、中國黃金集團(tuán)—河南中原黃

金冶煉廠有限責(zé)任公司、紫金銅業(yè)有限公司等。

典型案例1

案例名稱：陽谷祥光銅業(yè)有限公司年產(chǎn)20萬t陰極銅節(jié)能改造項

目

建設(shè)規(guī)模：年產(chǎn)20萬t陰極銅工程。建設(shè)條件：閃速爐銅冶煉工

藝改造。主要技改內(nèi)容：用旋風(fēng)脈動型精礦噴嘴和冰銅噴嘴替代了舊

有的中央擴(kuò)散型精礦噴嘴和冰銅噴嘴。主要設(shè)備:包括旋風(fēng)脈動型精礦

噴嘴和旋風(fēng)脈動型冰銅噴嘴各一臺、冰銅干法粒化裝置和吹煉渣干法

?；b置各1套。項目技改投資3000萬元，建設(shè)期12個月。年碳減

排量155000tCO2，碳減排成本為10~20元/tCO2。項目改造后單爐產(chǎn)能

由原來的20萬t/a提升為50萬t/a，項目形成的年經(jīng)濟(jì)效益為18572萬

元，投資回收期約2個月。

典型案例2

18

案例名稱：河南中原黃金冶煉廠有限責(zé)任公司年產(chǎn)10萬t陰極銅

改造項目

建設(shè)規(guī)模：年產(chǎn)陰極銅10萬t，建設(shè)條件：吹煉工藝采用旋浮閃

速吹煉爐。主要技改內(nèi)容：建造旋浮閃速吹煉爐及配套設(shè)施，采用旋浮

吹煉工藝進(jìn)行改造。主要設(shè)備:旋浮閃速吹煉爐2臺；冰銅干法?；b

置和吹煉渣干法?；b置各1套。項目技改投資3000萬元，建設(shè)期24

個月。項目實施后，年碳減排量30970tCO2，碳減排成本為35~55元

/tCO2。項目形成的年經(jīng)濟(jì)效益3700萬元，投資回收期約1年。

九、推廣前景及減排潛力

預(yù)計未來5年，按照中國年銅產(chǎn)量1100萬t計算，該技術(shù)在我國

銅冶煉行業(yè)內(nèi)推廣比例將達(dá)到60%，預(yù)計總投入近10億元，可形成的

年碳減排能力約為204萬tCO2。

19

5全氧燃燒玻璃窯爐工藝及產(chǎn)業(yè)化技術(shù)

一、技術(shù)名稱：全氧燃燒玻璃窯爐工藝及產(chǎn)業(yè)化技術(shù)

二、技術(shù)類別：減碳技術(shù)

三、所屬領(lǐng)域及適用范圍：建材行業(yè)玻璃制造

四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況

玻璃窯爐為玻璃制造行業(yè)必須的玻璃熔化裝置，行業(yè)多采用蓄熱

式空氣燃燒窯爐，窯爐由空氣助燃、單位能耗高、污染物排放相對較

高，因此屬于高能耗、高排放、高污染的行業(yè)。玻璃熔窯采用全氧燃燒

時，燃料燃燒完全，火焰溫度高，可以大幅減少煙氣和粉塵排放量以及

排煙的熱損失。目前，全氧燃燒玻璃熔窯技術(shù)已在彩虹集團(tuán)和中國建

材集團(tuán)成功推廣應(yīng)用，節(jié)能減碳和環(huán)境效益良好。

五、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

該技術(shù)主要利用高純度氧氣代替空氣與燃料進(jìn)行充分燃燒，將混

合均勻的粉料加熱至高溫熔解，再通過玻璃液的均化、澄清、冷卻及溫

度調(diào)節(jié)等過程，形成成分均勻、缺陷較少、符合成形溫度要求的玻璃

液。與蓄熱式空氣燃燒窯爐相比，由于使用純氧，空氣中約79%的氮

氣不再參與燃燒，可大幅減少煙氣量和粉塵及排煙熱損失，同時減少

NOx排放。同時，使燃料燃燒更完全，比空氣助燃黑度大，輻射能力

強，火焰輻射玻璃液溫度可提高100℃左右，配合料熔融速度加快，可

使熔化率提高20％左右，從而實現(xiàn)節(jié)能減碳。

2.關(guān)鍵技術(shù)

20

（1）光伏玻璃全氧燃燒窯爐設(shè)計技術(shù)

熔化部池底采用四道臺階式結(jié)構(gòu)設(shè)計，增加澄清效果，起到控制

引導(dǎo)作用，減少玻璃液回流；采用無縮孔整體熔鑄式窯坎設(shè)計，設(shè)置于

窯爐3/4處，提高熔化質(zhì)量，穩(wěn)定了玻璃液流；橫通路拐角采用“倒角”

設(shè)計，防止玻璃析晶，保證對流穩(wěn)定；橫通路墻體及熔化池后山墻采用

“錨拉磚”控制，防止墻體傾斜。

（2）光伏玻璃全氧燃燒輔助工藝裝置設(shè)計技術(shù)

采用脈沖式窯爐鼓泡裝置，提高了熔化效率；采用獨有的三對消

泡裝置及消泡液配方，可有效消除富硅層泡沫，降低窯爐能耗，提高熔

化質(zhì)量。

（3）光伏玻璃全氧燃燒熔解工藝控制技術(shù)

選用高過率玻璃配方，配合“單峰狀”窯爐溫度特性分布曲線，采用

“雙垂直煙道+百葉窗式補風(fēng)”的窯爐壓力穩(wěn)定及精確控制技術(shù)和DCS

控制系統(tǒng)可實現(xiàn)窯溫的自動檢測，實現(xiàn)對全氧燃燒熔解工藝的精確控

制。

4.工藝流程

全氧燃燒玻璃窯爐工藝技術(shù)的工藝流程見圖1。全氧燃燒玻璃窯

爐平面示意圖見圖2。全氧燃燒玻璃窯爐剖面示意圖見圖3。

21

圖1全氧燃燒玻璃窯爐工藝及產(chǎn)業(yè)化技術(shù)工藝流程圖

圖2全氧燃燒玻璃窯爐平面示意圖

圖3全氧燃燒玻璃窯爐剖面示意圖

22

六、主要技術(shù)指標(biāo)

1.熔窯熱效率提高15%~20%；

2.單位產(chǎn)品能耗下降25%-30%；

3.天然氣單耗小于1170kcal/kg；

4.溫室氣體CO2排放減少20%~30%，NOx排放減少80%以上。

七、技術(shù)鑒定及獲獎情況

該技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利8項，實用新型專利16項。2016年，

經(jīng)中國電子學(xué)會組織的科技成果評價，該技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，其

中窯爐結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝控制技術(shù)處于國際領(lǐng)先。同年，榮獲中國電子學(xué)

會科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎及中國建材行業(yè)第二十次優(yōu)秀工程設(shè)計獎一

等獎。2018年，牽頭起草由中國建筑玻璃與工業(yè)玻璃協(xié)會組織的《全

氧燃燒超白壓花玻璃能源消耗限額標(biāo)準(zhǔn)》。

八、典型用戶及投資效益

典型用戶：彩虹（合肥）光伏有限公司、中國建材集團(tuán)

典型案例1

案例名稱：合肥光伏玻璃一期全氧燃燒玻璃窯爐工藝及產(chǎn)業(yè)化項

目

建設(shè)規(guī)模：一座750噸/日全氧光伏玻璃燃燒窯爐及配套生產(chǎn)線。

建設(shè)條件：無特殊條件。主要建設(shè)內(nèi)容：750噸/日全氧光伏玻璃燃燒

窯爐，配套4條熱端引流生產(chǎn)線，以及6條玻璃深加工生產(chǎn)線。主要

設(shè)備：全氧燃燒設(shè)備、窯爐鼓泡系統(tǒng)、熔化池燃燒設(shè)備、排煙設(shè)備與控

制系統(tǒng)、DCS控制系統(tǒng)、退火窯設(shè)備。項目總投資61382萬元，建設(shè)

期為7個月。年碳減排量18200tCO2，碳減排成本為1600-1700元/tCO2。

23

年經(jīng)濟(jì)效益8768萬元，投資回收期約7年。

典型案例2

案例名稱：合肥光伏玻璃二期全氧燃燒光伏玻璃窯爐工藝及產(chǎn)業(yè)

化項目

建設(shè)規(guī)模：建設(shè)一座日熔化能力為800t/d的全氧燃燒玻璃窯爐及

配套生產(chǎn)線。建設(shè)條件：無特殊條件。主要建設(shè)內(nèi)容：建設(shè)一座日熔化

能力為800t/d的全氧燃燒玻璃熔窯，并配套4條單線≥200t/d壓延玻璃

生產(chǎn)線和相應(yīng)產(chǎn)能的玻璃鍍膜、鋼化生產(chǎn)線。主要設(shè)備：全氧燃燒設(shè)

備、窯爐鼓泡系統(tǒng)、熔化池燃燒設(shè)備、排煙設(shè)備與控制系統(tǒng)、DCS控

制系統(tǒng)、退火窯設(shè)備。項目總投資75000萬元，建設(shè)期為10個月。年

碳減排量19180tCO2，碳減排成本為1900~2100元/tCO2。年經(jīng)濟(jì)效益

10822萬元，投資回收期約7年。

九、推廣前景和減排潛力

目前，全氧燃燒技術(shù)在我國光伏玻璃領(lǐng)域中應(yīng)用較多，在光伏領(lǐng)

域占比約12%，在全國玻璃制造領(lǐng)域占比僅為1.53%。在產(chǎn)能最大的

浮法玻璃領(lǐng)域中，全氧燃燒技術(shù)還尚未大范圍推廣應(yīng)用，若該技術(shù)在

浮法玻璃制造領(lǐng)域中進(jìn)行應(yīng)用，其推廣應(yīng)用前景十分廣闊。預(yù)計未來

5年，在光伏玻璃領(lǐng)域市場規(guī)模將達(dá)到40000噸/日，其中光伏玻璃全

氧燃燒應(yīng)用規(guī)模將超過10000噸/日，將占總市場的25%左右。項目

總投資將達(dá)到80億元，可形成的年碳減排能力約為24萬tCO2。

24

6陶瓷原料干法制粉技術(shù)

一、技術(shù)名稱：陶瓷原料干法制粉技術(shù)

二、技術(shù)類別：減碳技術(shù)

三、所屬領(lǐng)域及適用范圍：建材行業(yè)陶瓷原料制備

四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況

目前，我國建筑陶瓷生產(chǎn)大部分采用濕法制粉技術(shù)，建陶生產(chǎn)過

程中能耗高、尾氣污染嚴(yán)重，每噸陶瓷干粉料消耗電能約58～80kWh。

采用干法制粉工藝取代傳統(tǒng)濕法制粉工藝，工藝簡單連續(xù)，生產(chǎn)效率

相對較高，由于減少了造粒噴霧塔環(huán)節(jié)，可直接節(jié)約用水70%以上，

從而減少了蒸發(fā)水所消耗的電量和燃料，降低了生產(chǎn)過程中的碳排放。

同時，整個粉料的生產(chǎn)過程配備有全過程封閉自動化系統(tǒng)，從而減少

了電耗，燃料用量及廢氣和粉塵排放量也大幅下降，生產(chǎn)的綜合能耗

降低約78.85%，節(jié)能減碳和環(huán)保效益顯著。目前，該技術(shù)已在淄博卡

普爾陶瓷有限公司、河北領(lǐng)世陶瓷有限公司等陶瓷制粉公司推廣應(yīng)用。

五、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

傳統(tǒng)陶瓷濕法制粉一般采用“球磨、噴霧塔”進(jìn)行的“干→濕→

干”操作工藝，具有高能耗、高物耗、高排放等特點。而干法制粉技術(shù)

采用“預(yù)破碎機、立磨機”的“干→干”操作工藝，取消了造粒噴霧塔

環(huán)節(jié)，直接節(jié)約用水70%以上，有效降低蒸發(fā)水消耗的電量、燃料以

及生產(chǎn)過中的二氧化碳和污染物排放。同時，采用干法制粉成套裝備，

使生產(chǎn)工藝簡單連續(xù)，其中主要設(shè)備采用集中式工業(yè)控制器，可精確

25

控制陶瓷原料的加工參數(shù)，提升了原料的供給質(zhì)量，從而實現(xiàn)陶瓷生

產(chǎn)的高效節(jié)能。

2.關(guān)鍵技術(shù)

（1）陶瓷原材料預(yù)均化干燥處理技術(shù)

針對水分含量較高的原料，如原料配方中的泥料，水分達(dá)到25%左

右，無法直接按比例配送至磨機磨粉，采用預(yù)均化處理方法，可大幅降

低水分含量，水分可降到8%以下，保證了準(zhǔn)確的泥料配比。

（2）高效的干法造粒技術(shù)

在干法造粒前期，對粉料精確稱重，采用先進(jìn)的控水系統(tǒng)，在粉料

增濕環(huán)節(jié)保證了原料注水精準(zhǔn)穩(wěn)定可調(diào)。造粒時，采用先進(jìn)的粒子細(xì)

化系統(tǒng)，使攪拌更加均勻、造粒更圓滑、粒子結(jié)構(gòu)密實、粒度級配調(diào)整

更加簡單，易操作，更加高效。

（3）干法制粉工藝流程智能控制技術(shù)

運用中控管理的方法，可自動化監(jiān)控陶瓷制粉的各個工序，節(jié)省

人力、物力并提高生產(chǎn)效率，降低廢品率，實現(xiàn)綜合節(jié)能降耗。

3.工藝流程

干法陶瓷制粉工藝流程如圖1所示。

粗破

原料自動配料料罐

干燥

造粒系統(tǒng)造粒系統(tǒng)集粉系統(tǒng)磨機系統(tǒng)

分選系統(tǒng)陳腐倉

圖1全干法陶瓷制粉工藝流程示意圖

26

六、主要技術(shù)指標(biāo)

1.節(jié)約天然氣70～80%；

2.節(jié)約水66～80%；

3.節(jié)約電能5～15%；

4.節(jié)約耗材68～78%。

七、技術(shù)鑒定及獲獎情況

該技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利1項，實用新型專利10項。2016年

10月，通過中國建筑材料聯(lián)合會組織的科技成果鑒定，綜合技術(shù)達(dá)到

國際先進(jìn)水平；2017年，《干法制粉用于制造釉面磚（陶質(zhì)磚）的關(guān)鍵

技術(shù)研究與應(yīng)用示范》榮獲廣東省輕工業(yè)聯(lián)合會科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等

獎。

八、典型用戶及投資效益

典型用戶：淄博卡普爾陶瓷有限公司、河北領(lǐng)世陶瓷有限公司等

典型案例1

案例名稱：淄博卡普爾陶瓷有限公司釉面磚干法制粉項目

建設(shè)規(guī)模：占地面積約3500m2，產(chǎn)能16t/h，2條單線7400m2/d的

干法制粉釉面磚生產(chǎn)線，系統(tǒng)日耗粉量350t。建設(shè)條件：滿足建設(shè)施

工條件，無特殊要求。主要建設(shè)內(nèi)容：對濕法制粉工藝和原料車間進(jìn)行

系統(tǒng)性改造。主要設(shè)備：包括原料輸送、預(yù)破碎系統(tǒng)、料倉、磨機系統(tǒng)、

除鐵、造粒、集塵系統(tǒng)、流化干燥系統(tǒng)、篩分系統(tǒng)、陳腐倉等。項目投

資額為3500萬元，建設(shè)周期為4個月。年碳減排量約為8960tCO2，碳

減排成本為185~205元/tCO2。年經(jīng)濟(jì)效益約為1921萬元，項目投資

回收期約為2年。

27

典型案例2

案例名稱：河北領(lǐng)世陶瓷有限公司建陶園區(qū)集中干法制粉項目

建設(shè)規(guī)模：主設(shè)備占地面積約4000m2；產(chǎn)能40~45t/h；1條

42000m2/d的瓷磚生產(chǎn)線，系統(tǒng)日耗粉量800t。建設(shè)條件：滿足建設(shè)施

工條件。主要建設(shè)內(nèi)容：新建1條產(chǎn)量≥40~45t/h，能滿足42000m2瓷

片產(chǎn)量的干法制粉生產(chǎn)線。主要設(shè)備：破碎系統(tǒng)、立磨系統(tǒng)、造粒系

統(tǒng)、除鐵系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等。項目投資額4518萬，建

設(shè)周期4個月。年碳減排量約為12600tCO2，碳減排成本為185~205元

/tCO2。年經(jīng)濟(jì)效益4390萬元，項目投資回收期約為1年。

九、推廣前景和減排潛力

目前，陶瓷原料干法制粉技術(shù)在我國陶瓷行業(yè)的推廣應(yīng)用比例僅

為1%，預(yù)計未來5年，該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣比例將達(dá)到20%，項目

總投資約為38億元，可形成的年碳減排能力約為100萬tCO2。

28

7多腔孔陶瓷復(fù)合保溫絕熱材料

一、技術(shù)名稱：多腔孔陶瓷復(fù)合保溫絕熱材料

二、技術(shù)類別：減碳技術(shù)

三、所屬領(lǐng)域及適用范圍：建材行業(yè)保溫隔熱新材料領(lǐng)域，適用于各

行業(yè)管道及建筑的保溫隔熱等

四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況

目前，我國保溫材料行業(yè)無機軟質(zhì)類材料和硬質(zhì)類材料應(yīng)用較多。

以硅酸鋁棉為代表的軟質(zhì)類保溫材料熱橋大、通孔多，在高溫條件下

保溫能力會下降，使用過程中易變形老化。以硅酸鈣為代表的硬質(zhì)類

保溫材料則不能卷曲，通用性差，長期使用容易粉化脫落。傳統(tǒng)無機保

溫材料的保溫能力總體欠佳，實際使用厚度大，使用過程中能耗及維

護(hù)成本較高，保溫壽命短，設(shè)備全壽期內(nèi)更換頻繁。多腔孔陶瓷復(fù)合保

溫絕熱材料具有耐高溫、柔韌性好、抗腐蝕、不燃等優(yōu)勢，目前已在電

力、石油化工、冶金、建筑、紡織等行業(yè)領(lǐng)域成功應(yīng)用，具有良好的絕

熱保溫效果。

五、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

多腔孔陶瓷復(fù)合保溫絕熱材料采用中空陶瓷玻化微珠、反輻射納

米配方、纖維等復(fù)合而成。將一定配比的原料經(jīng)化料、攪拌、均化、陳

化、布料成型、干燥、自動化收卷等先進(jìn)制備工藝，形成具有硬質(zhì)可卷

曲、多級微納米孔、蜂巢狀結(jié)構(gòu)等特點的新一代保溫絕熱材料。該材料

在熱面溫度為200℃時，材料導(dǎo)熱系數(shù)小于0.041W/（m·K），能耐高溫

29

1000℃。與傳統(tǒng)纖維狀保溫材料相比，相同保溫效果保溫厚度減薄

1/3~1/2，保溫性增加1倍左右，絕熱保溫效果顯著。

2.關(guān)鍵技術(shù)

（1）微納多尺度、多腔孔微觀結(jié)構(gòu)控制技術(shù)

將納米技術(shù)與先進(jìn)復(fù)合材料設(shè)計方法相結(jié)合，使性狀穩(wěn)定的微納

米顆粒和閉腔孔的陶瓷顆粒與纖維原料混合成型，制備形成多級閉腔

孔結(jié)構(gòu)，控制微納多尺度、多腔孔微觀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)多層次耦合隔熱。

（2）硬質(zhì)可卷曲制造技術(shù)

在生產(chǎn)中添加提升陶瓷柔性的纖維類材料，采用濕法靜電攪拌工

藝將纖維類材料和其它材料組分混合均勻，提升其柔韌性，可將多腔

孔陶瓷生產(chǎn)成為硬質(zhì)可卷曲的保溫材料。

（3）異型、接縫處漿料一體化處理技術(shù)

在保溫材料施工過程中，采用涂抹施工工藝，將容易漏熱、熱損耗

較大且傳統(tǒng)保溫材料不易于施工的異型和接縫等部位使用特殊漿料涂

抹填縫，漿料干燥后與保溫卷材形成一體化的保溫體，提高了整體保

溫效果，且對比包裹施工工藝更為方便快捷高效。

3.工藝流程

該材料的生產(chǎn)工藝流程如圖1所示，主要包括原料配備、攪拌、

陳化、成型、烘干、包裝等工藝。

圖1多腔孔陶瓷生產(chǎn)工藝流程

30

六、主要技術(shù)指標(biāo)

1.與傳統(tǒng)保溫材料同厚度應(yīng)用時，設(shè)備外表面溫度比國標(biāo)設(shè)計要

求降低10℃，節(jié)能率約25%；

2.與傳統(tǒng)保溫材料保溫效果相同時，保溫厚度減薄30%以上，用量

減少40%以上；

3.保溫壽命30年；

4.溫度適用區(qū)間：－40℃～1000℃；

5.循環(huán)回用率100%。

七、技術(shù)鑒定及獲獎情況

該技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利3項，實用新型專利13項，國際PCT

發(fā)明專利1項，并聯(lián)合主編《DL/T1761-2017電廠多腔孔復(fù)合絕熱材

料技術(shù)規(guī)范》。2015年通過中國電力企業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果及新

產(chǎn)品鑒定；2016年通過中國電力規(guī)劃設(shè)計協(xié)會組織的科技成果評價；

2017年榮獲“電力工程科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎”一等獎，“中煤新集利辛電廠

多腔孔陶瓷復(fù)合絕熱材料應(yīng)用”入選國家節(jié)能中心首批《重點節(jié)能技

術(shù)應(yīng)用典型案例》。

八、典型用戶及投資效益

典型用戶：中煤新集利辛發(fā)電有限公司、廣東互太紡織公司等。

典型案例1

案例名稱：中煤新集利辛電廠多腔孔陶瓷復(fù)合絕熱材料應(yīng)用工程

建設(shè)規(guī)模：中煤新集利辛電廠1×1000MW超超臨界機組四大管道

保溫。建設(shè)條件：保溫施工前應(yīng)對所有保溫材料做質(zhì)量檢驗，保溫材料

及其制品的性能必須符合設(shè)計要求；保溫施工期間切忌使保溫材料受

31

潮。室外施工時應(yīng)在晴天施工，做到主保溫層和保護(hù)層同時進(jìn)行，并有

防雨措施。主要建設(shè)內(nèi)容：1×1000MW超超臨界機組四大管道保溫，

保溫材料總用量1140m3。項目總投資180萬元，建設(shè)期為1個月。年

碳減排量900tCO2，碳減排成本為65~75元/tCO2。年產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

45萬元，投資回收期約4年。

典型案例2

案例名稱：廣東互太紡織公司多腔孔陶瓷復(fù)合絕熱材料應(yīng)用工程

建設(shè)規(guī)模：4管染缸一臺+6管染缸1臺，共2臺設(shè)備保溫。建設(shè)

條件：保溫施工前應(yīng)對所有保溫材料做質(zhì)量檢驗，保溫材料及其制品

的性能必須符合設(shè)計要求；保溫施工期間切忌使保溫材料受潮。室外

施工時應(yīng)在晴天施工，要做到主保溫層和保護(hù)層同時進(jìn)行，并有防雨

措施。主要建設(shè)內(nèi)容：兩臺染缸缸體保溫，用量共計5.3m3。項目總投

資3.5萬元，建設(shè)期為4個月。年碳減排量5tCO2，碳減排成本為220~240

元/tCO2。年產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益約0.74萬元，投資回收期約4.7年。

九、推廣前景和減排潛力

該保溫絕熱材料可在電力、石油化工、冶金、建筑、紡織、供熱等

各行業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，與傳統(tǒng)保溫材料相比，由于其具有耐高溫、柔韌

性好、抗腐蝕、不燃等優(yōu)良特性，有較大的推廣應(yīng)用空間。預(yù)計未來5

年，該技術(shù)在保溫材料行業(yè)的推廣比例將達(dá)到4%，可推廣應(yīng)用250萬

3

m，項目總投資約25億元，可形成的年碳減排能力約130萬tCO2。

32

8新型無碳粘土濕型砂鑄造技術(shù)

一、技術(shù)名稱：新型無碳粘土濕型砂鑄造技術(shù)

二、技術(shù)類別：減碳技術(shù)

三、所屬領(lǐng)域及適用范圍：機械行業(yè)鑄造領(lǐng)域適用于各行業(yè)機械裝

備零件的鑄造

四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況

鑄造業(yè)是我國裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)和前端產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)量約占世界的

40%。我國鑄造行業(yè)長期存在能源平均利用率低、能耗高、污染嚴(yán)重等

問題。2019年，我國鑄件產(chǎn)量約4950萬噸，采用煤粉濕型砂鑄造技術(shù)

生產(chǎn)約3500萬噸，粉塵污染排放約150萬噸，廢氣污染排放約530億

立方米，廢砂約3000萬噸。新型無碳粘土濕型砂鑄造技術(shù)解決了現(xiàn)行

的鑄造用煤粉濕型砂長期存在污染的難題，該技術(shù)只需對原有鑄造工

藝稍作改進(jìn)，即可從源頭上控制、消減鑄造過程中產(chǎn)生的廢氣、粉塵和

固體廢棄物造成的污染，從而減少二氧化碳排放量。目前，該技術(shù)已在

天津、江蘇、安徽等地100多家鑄造企業(yè)成功應(yīng)用。

五、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

傳統(tǒng)砂型鑄造工藝的型砂由原砂、陶土、煤粉等原材料混合制成，

在鑄造高溫作用下，煤粉燃燒會產(chǎn)生大量的氣體、粉塵和固體廢棄物，

造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。新型無碳粘土濕型砂鑄造技術(shù)的型砂由原砂、

粘土混合制成，其成分以SiO2等氧化物為主，是無毒無味的無機材料，

不含碳質(zhì)材料等有機物，在高溫鐵水澆注過程中不會燃燒而產(chǎn)生氣體

33

和粉塵，經(jīng)高溫作用后回用的型砂再次經(jīng)受高溫作用時性能更加穩(wěn)定，

并且不會對型砂造成污染。同時，利用金屬鑄件及無碳粘土砂鑄型的

界面作用，可實現(xiàn)凝固后鑄件表面不粘砂，有效提升鑄件的成品率。與

傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相比，該技術(shù)具有節(jié)煤、節(jié)約粘結(jié)劑，鑄件成品率高，且

鑄造過程中不產(chǎn)生氣體等優(yōu)點，極大地減少了粉塵和固廢的排放，因

此具有良好的節(jié)能減碳和環(huán)保效益。

2.關(guān)鍵技術(shù)

（1）無碳粘土砂鑄型/金屬鑄件的界面作用調(diào)控技術(shù)

利用無碳粘土砂與金屬液的化學(xué)物理界面相互作用，防止鑄件粘

砂，有效保證鑄件的表面質(zhì)量。同時，由于新型無碳粘土濕型砂采用純

無機物為原料，型砂中不添加煤粉、不含任何碳質(zhì)材料和有機物，在高

溫鐵水澆注過程中不燃燒、不產(chǎn)生氣體，保證了鑄件的品質(zhì)。

（2）適應(yīng)各種造型生產(chǎn)線的無碳粘土砂型鑄造工藝和設(shè)備技術(shù)

開發(fā)了適用于水平造型生產(chǎn)和垂直分型自動造型生產(chǎn)線用無碳粘

土砂的制備工藝、無碳粘土砂造型工藝和設(shè)備技術(shù)。核心是無碳粘土

砂，型砂由原砂、粘土混合制成，其成分以SiO2等氧化物為主，匹配

了適于各種造型生產(chǎn)線的鑄造工藝和設(shè)備技術(shù)。

3.工藝流程

將舊砂、新砂、粘土干混，再加水濕混均勻制成型（芯）砂，用混

制的砂造型（制芯）合箱，澆注鐵水、凝固冷卻、落砂清理后即可獲得

鑄件。工藝流程如圖1所示：

34

圖1新型無碳粘土濕型砂鑄造工藝流程圖

六、主要技術(shù)指標(biāo)

1.新型鑄造型砂不含煤粉等有機物或碳材料，煤粉減少100%；

2.新型鑄造型砂回用率≥95%，粘結(jié)劑補加量減少30～60%；

3.鑄件成品率平均提高2～6%；

4.原材料無自燃爆炸問題，無安全生產(chǎn)風(fēng)險；

5.生產(chǎn)每噸鑄件，節(jié)約0.118tce，碳減排0.31tCO2。

七、技術(shù)鑒定及獲獎情況

該技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利1項。2018年10月，該技術(shù)通過中

國鑄造協(xié)會組織的科技成果評價，被認(rèn)定為原創(chuàng)性科技成果，達(dá)到國

際領(lǐng)先水平，可為我國鑄造行業(yè)轉(zhuǎn)型升級綠色發(fā)展提供有力的技術(shù)支

持；2020年8月，榮獲第十八屆國際鑄造博覽會“全國鑄造材料金鼎

獎”。

八、典型用戶及投資效益

典型用戶：勤威（天津）工業(yè)有限公司、江蘇躍億機械制造有限公

司等

典型案例1

35

案例名稱：新東HWS自動生產(chǎn)線用無碳粘土砂技術(shù)改造項目

建設(shè)規(guī)模：垂直分型自動生產(chǎn)線年產(chǎn)6300t球鐵、灰鐵鑄件。建設(shè)

條件：對原有的傳統(tǒng)煤粉濕型砂鑄造技術(shù)進(jìn)行改造。主要建設(shè)內(nèi)容：全

面使用無碳粘土砂鑄造新技術(shù)并形成配套的工藝技術(shù)。主要設(shè)備：在

原有的德國新東HWS生產(chǎn)線上進(jìn)行，無需增加新設(shè)備。項目投資額36

萬元，建設(shè)周期2周。年碳減排量3680tCO2，碳減排成本為90~110元

/tCO2。年經(jīng)濟(jì)效益146萬元，項目投資回收期約3個月。

典型案例2

案例名稱：QJ-1型鑄造生產(chǎn)線用無碳粘土砂技術(shù)改造項目

建設(shè)規(guī)模：水平分型自動生產(chǎn)線年產(chǎn)4650t球鐵、灰鐵鑄件。建設(shè)

條件：對原有的傳統(tǒng)煤粉濕型砂鑄造技術(shù)進(jìn)行改造。主要建設(shè)內(nèi)容：全

面使用無碳粘土砂鑄造新技術(shù)并形成配套的工藝技術(shù)。主要設(shè)備：在

原有的QJ-1型鑄造生產(chǎn)線上進(jìn)行，不增加新設(shè)備。項目投資額12萬

元，建設(shè)周期2周。年碳減排量640tCO2，碳減排成本為170~190元

/tCO2。年經(jīng)濟(jì)效益209萬元，項目投資回收期小于1個月。

九、推廣前景和減排潛力

新型無碳粘土濕型砂鑄造技術(shù)可以從源頭上解決鑄造行業(yè)高能耗、

高污染等問題，升級簡便，成本極低。預(yù)計未來五年，該技術(shù)可在全國

鑄造行業(yè)推廣應(yīng)用比例將達(dá)到65%，預(yù)計用于新建或改造項目總投資

約60億元，可形成的年碳減排能力約760萬tCO2。

36

9繞組式永磁耦合調(diào)速器技術(shù)

一、技術(shù)名稱：繞組式永磁耦合調(diào)速器技術(shù)

二、技術(shù)類別：減碳技術(shù)

三、所屬領(lǐng)域及適用范圍：機械行業(yè)電機控制節(jié)電領(lǐng)域適用于各行

業(yè)風(fēng)機、壓縮機、水泵等動力源節(jié)電或控制等

四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況

風(fēng)機、水泵等電機驅(qū)動設(shè)備是我國工業(yè)領(lǐng)域的常用裝備，用電約

占工業(yè)領(lǐng)域總電耗的75%。我國電機驅(qū)動設(shè)備運行效率比國外先進(jìn)水

平低10~20%，每年電能浪費極其嚴(yán)重。但由于變頻設(shè)備價格昂貴、操

作復(fù)雜和諧波污染等問題，目前很多風(fēng)機、泵類負(fù)載仍采用擋板或閥

門的機械節(jié)流方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量，系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式落后。繞組式永

磁耦合調(diào)速器是一種新型調(diào)速技術(shù)，與變頻調(diào)速技術(shù)相比，在較小負(fù)

載率（較大調(diào)速范圍）工況下綜合節(jié)電效率可維持在96%以上，節(jié)電率

比變頻調(diào)速提高30%左右；在較大負(fù)載率（較小調(diào)速范圍）工況下綜合

節(jié)電性比變頻技術(shù)提高2%~4%，并且?guī)缀醪划a(chǎn)生諧波等二次電磁污染。

目前，該技術(shù)已在鋼鐵、電力、化工、水泥等行業(yè)的多個項目中成功應(yīng)

用，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)、社會與環(huán)境效益。

五、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

繞組式永磁耦合調(diào)速器是一種轉(zhuǎn)差調(diào)速裝置，由本體和控制器兩

部分組成。本體上有兩個軸，分別裝有永磁磁鐵和線圈繞組。驅(qū)動電機

與繞組永磁調(diào)速裝置連在一起帶動其永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，繞

37

組切割旋轉(zhuǎn)磁場磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)磁場。該感應(yīng)磁

場與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用傳遞轉(zhuǎn)矩，通過控制器控制繞組轉(zhuǎn)子的電流大

小來控制其傳遞轉(zhuǎn)矩的大小以適應(yīng)轉(zhuǎn)速要求，實現(xiàn)調(diào)速功能，同時將

轉(zhuǎn)差功率引出再利用，不僅可解決轉(zhuǎn)差損耗帶來的溫升問題，而且可

實現(xiàn)電機高效運行。

2.關(guān)鍵技術(shù)

（1）電機的離合與調(diào)速技術(shù)

繞組接通，則形成電流回路，繞組中電流產(chǎn)生電磁場與原永磁場

相互作用傳遞扭矩（離合器合）；繞組斷開，繞組中無電流不傳遞扭矩

（離合器離），此離合器無機械動作、無摩擦磨損。通過控制繞組中感

應(yīng)電流大小，可控制傳遞扭矩大小，既可實現(xiàn)軟起功能，又能達(dá)到調(diào)速

目的。

（2）轉(zhuǎn)差功率回饋技術(shù)

通過將繞組中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差功率引入反饋回供電端，既可實現(xiàn)電能

的回收，又能保證繞組溫升始終處于電機正常工作的溫升。對短時間

軟起調(diào)速或小功率的傳動，可將引出的轉(zhuǎn)差功率消耗在控制柜內(nèi)的電

阻上。

3.工藝流程

（1）設(shè)備原理圖

38

圖1繞組式永磁耦合調(diào)速器工作原理圖

（2）結(jié)構(gòu)（簡）圖

圖2繞組式永磁耦合調(diào)速器結(jié)構(gòu)（簡）圖

六、主要技術(shù)指標(biāo)

1.功率范圍：1.5kW~5000kW；

2.配套電機極數(shù)：2、4、6、8、10、12等；

3.調(diào)速范圍：0~99%；

39

4.振動：≤2.8mm/s；

5.效率：96%~98%；

6.各類節(jié)能方式比較：在低轉(zhuǎn)速（流量）工況時，繞組永磁節(jié)電效

果與其它方式比較節(jié)電優(yōu)勢尤為明顯。例如：在轉(zhuǎn)速50%時，繞

組永磁比變頻設(shè)備節(jié)電高20%~30%。

圖3各類調(diào)節(jié)方式能耗比較

七、技術(shù)鑒定及獲獎情況

該技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利3項，實用新型專利10項，國際PCT

發(fā)明專利3項。2016年，該技術(shù)入選國家發(fā)改委《國家重點節(jié)能技術(shù)

推廣目錄》；2017年，該技術(shù)通過中國工業(yè)節(jié)能與清潔生產(chǎn)協(xié)會組織的

技術(shù)成果鑒定，并被列入國家工信部《國家工業(yè)節(jié)能技術(shù)裝備推薦目

錄（2017）》及《全國工業(yè)領(lǐng)域電力需求側(cè)管理第三批參考產(chǎn)品（技術(shù)）

目錄》；2018年，“沙鋼2500kW除塵風(fēng)機的繞組永磁耦合調(diào)速技術(shù)改

造”項目入選國家節(jié)能中心《重點節(jié)能技術(shù)應(yīng)用典型案例（2017）》、國

40

家發(fā)改委《中國節(jié)能雙十佳目錄》；2019年，沙鋼節(jié)能改造案例入選

G20組織《國際節(jié)能雙十佳目錄》；2020年，繞組永磁耦合調(diào)速器產(chǎn)品

入選《全國工業(yè)領(lǐng)域電力需求側(cè)管理第三批參考產(chǎn)品（技術(shù)）目錄》。

八、典型用戶及投資效益

典型用戶：沙鋼集團(tuán)、山西建邦鋼鐵、秦皇島鴻興鋼鐵、銅陵旋力

特鋼、杭錦集團(tuán)蕭山電廠、中石化齊魯石化、鎮(zhèn)江索普集團(tuán)、鴛鴦湖電

廠等

典型案例1

案例名稱：江西新余鋼鐵公司燒結(jié)廠6#、7#、8#環(huán)脫硫風(fēng)機繞組

永磁改造項目

建設(shè)規(guī)模：3臺630kW繞組式永磁耦合調(diào)速器改造。建設(shè)條件：

燒結(jié)廠6#、7#、8#環(huán)脫硫風(fēng)機。主要技改內(nèi)容：燒結(jié)廠6#、7#、8#環(huán)

脫硫風(fēng)機節(jié)能改造，新增3臺630kW永磁耦合調(diào)速器取代原有剛性聯(lián)

軸器。項目技改投資額268萬元，建設(shè)期3個月。年碳減排量為3480tCO2，

碳減排成本為30~50元/tCO2。年經(jīng)濟(jì)效益為264萬元，投資回收期約

12個月。

典型案例2

案例名稱：連云港晨興環(huán)保產(chǎn)業(yè)有限公司3#爐引風(fēng)機、一次風(fēng)機

繞組永磁節(jié)能改造項目