源深節(jié)能：將煙氣余熱變廢為寶

鮑燁童

在北京節(jié)能環(huán)保展中關(guān)村節(jié)能環(huán)保企業(yè)展區(qū)，北京源深節(jié)能技術(shù)有限責(zé)任公司將在建的未來(lái)科技城煙氣余熱回收項(xiàng)目用沙盤(pán)的形式展現(xiàn)出來(lái)，各種管道和鍋爐組件清晰可見(jiàn)。

可以這么說(shuō)，未來(lái)科技城項(xiàng)目被源深節(jié)能作為探尋市場(chǎng)的一個(gè)樣板，其重要性不言而喻。如今，這一項(xiàng)目正在建設(shè)中，年底將正式投入使用。

針對(duì)鋼鐵、水泥、電力等行業(yè)，如何讓煙氣余熱回收及污染物得到有效控制，源深節(jié)能的“煙氣余熱深度回收利用集中供熱技術(shù)”通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，深度回收煙氣余熱，已廣泛應(yīng)用于燃?xì)怆姀S特別是具有獨(dú)立熱網(wǎng)的區(qū)域能源中心，可提高熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)能源利用效率40% ，提高供熱系統(tǒng)供熱能力30%以上，提高熱網(wǎng)輸送能力80% ，在節(jié)能的同時(shí)通過(guò)對(duì)各類煙氣冷凝換熱，可進(jìn)一步降低煙氣中的CO2、NOx、PM2.5等排放。

煙氣余熱再利用

源深節(jié)能成立的背景比較特別。上世紀(jì)90年代，世界銀行、全球環(huán)境基金為在中國(guó)推廣合同能源管理模式，從1996年起開(kāi)展了“中國(guó)節(jié)能促進(jìn)項(xiàng)目”。為了配合“中國(guó)節(jié)能促進(jìn)項(xiàng)目”的開(kāi)展，北京源深節(jié)能技術(shù)有限責(zé)任公司于同年成立，其隸屬于北京能源投資集團(tuán)，是世界銀行、全球環(huán)境基金在中國(guó)支持的“中國(guó)節(jié)能促進(jìn)項(xiàng)目”第一批節(jié)能服務(wù)示范公司之一。

截至目前，公司已經(jīng)先后操作了百余個(gè)節(jié)能、環(huán)保示范項(xiàng)目。而此次展會(huì)推出的煙氣余熱回收項(xiàng)目是在2009年，源深節(jié)能將其列為一個(gè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。在隨后的幾年里，這一技術(shù)日臻成熟。

煙氣是一般耗能設(shè)備浪費(fèi)能量的主要途徑，比如鍋爐排煙都有一定的耗能大約在15%。采暖供熱是城市能源消耗的重要領(lǐng)域。那些大煙囪冒出的白汽，是鍋爐燃燒排放的高溫氣體，在空氣中冷卻后凝結(jié)成的汽霧。有數(shù)據(jù)顯示，這部分的熱能損失高達(dá)總能量的10%以上。同時(shí)，燃?xì)馊紵a(chǎn)生的大量水分，也隨著“白煙”排放到了空氣中。

而煙氣余熱回收主要是通過(guò)某種換熱方式將煙氣攜帶的熱量轉(zhuǎn)換成可以利用的熱量，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

源深節(jié)能區(qū)域能源事業(yè)部王濤向記者介紹，“煙氣余熱回收的技術(shù)原理很簡(jiǎn)單，通過(guò)在電廠或鍋爐房周邊搭建預(yù)熱塔和煙氣余熱專用回收機(jī)組，回收燃?xì)鉄犭姀S煙氣的余熱，煙氣從89攝氏度下降到33攝氏度的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量余熱，將這部分余熱收集過(guò)來(lái)后，用來(lái)供熱或發(fā)電?！边@種通過(guò)冷凝的方式回收的熱量遠(yuǎn)比普通煙氣余熱回收多得多。

這種方法除了回收到大量余熱外，還可以將剩余的冷凝水做簡(jiǎn)單處理，作為電廠的中水循環(huán)使用。預(yù)計(jì)僅在未來(lái)科技城煙氣余熱回收項(xiàng)目中，一年回收的冷凝水就可能達(dá)到12萬(wàn)噸。

“一個(gè)電廠的供熱能力是200兆瓦，我們從煙氣里回收余熱，可以為其增加48兆瓦的供熱能力，從而增加24%的熱量?！?/p>

在煙氣余熱回收項(xiàng)目中，所有的設(shè)施都是由源深節(jié)能采用產(chǎn)學(xué)研合作的形式自主研發(fā)而成。最初，這一技術(shù)來(lái)源于清華大學(xué)一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，后來(lái)企業(yè)與科研人員共同成立了三級(jí)子公司，清華團(tuán)隊(duì)技術(shù)入股，以產(chǎn)學(xué)研的形式，將技術(shù)孵化成熟，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入市場(chǎng)。

源深節(jié)能將國(guó)有企業(yè)資本、市場(chǎng)、管理等優(yōu)勢(shì)，與高校院所的研發(fā)、人才等優(yōu)勢(shì)緊密結(jié)合起來(lái)，在前期吸收式換熱余熱回收技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了噴淋式燃?xì)忮仩t煙氣凈化余熱回收一體化設(shè)備，對(duì)鍋爐尾氣攜帶的顯熱以及煙氣中水蒸氣冷凝釋放的潛熱進(jìn)行回收，用于供暖。

在未來(lái)科技城項(xiàng)目中，節(jié)省下來(lái)的余熱將通過(guò)兩種途徑用作供暖。項(xiàng)目在規(guī)劃階段時(shí)，源深節(jié)能就設(shè)想了兩種商業(yè)模式，一種是通過(guò)熱量的增加來(lái)提升供熱效率，從而節(jié)省電廠的能源消耗；另一種是增加電廠的供暖能力，多產(chǎn)生供暖收益。針對(duì)后者，電廠的供暖能力將得到大幅度提升，“一個(gè)200兆瓦的機(jī)組能夠解決400萬(wàn)立方米的供熱，加上余熱回收系統(tǒng)，供暖面積將增加到500萬(wàn)立方米，從而多產(chǎn)生100萬(wàn)立方米的供熱收益。”

在商業(yè)模式的選擇上，源深節(jié)能傾向于采用合同能源管理的形式，即工程項(xiàng)目全部由企業(yè)投入，產(chǎn)生的熱能以較低價(jià)格賣給電廠。電廠低價(jià)格買入供熱產(chǎn)品，再以市場(chǎng)價(jià)賣出去。期間，電廠不需要任何投入，也不用承擔(dān)任何風(fēng)險(xiǎn)。

“作為國(guó)內(nèi)外第一個(gè)新型煙氣余熱回收項(xiàng)目，它耗費(fèi)了企業(yè)大量的研發(fā)成本，預(yù)計(jì)項(xiàng)目回報(bào)期在11年至12年之間。不過(guò)，隨著技術(shù)的不斷提升，憑借母公司京能集團(tuán)的資本優(yōu)勢(shì)，源深節(jié)能會(huì)力爭(zhēng)在未來(lái)的煙氣余熱回收項(xiàng)目中，將回報(bào)期縮減到6年以內(nèi)?！?/p>

隨著未來(lái)科技城項(xiàng)目的實(shí)施，源深節(jié)能已有一系列煙氣余熱回收項(xiàng)目正在陸續(xù)洽談中。

這一項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中，不僅幫電廠提升了能源利用率，還起到了節(jié)能的效果。通過(guò)降低能源消耗，二氧化硫、二氧化碳等有毒物質(zhì)的排放也減少了，二氧化氮和氮氧化物的濃度也降低了八到十六個(gè)百分點(diǎn)。

“解決100萬(wàn)戶居民供暖問(wèn)題”

就在不久前，源深節(jié)能做了一個(gè)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果大振人心?！皩⒈本┦兴械娜?xì)忮仩t房算在內(nèi)，假使能收回50%的煙氣余熱，可以為全市增加3500萬(wàn)立方米的供暖面積；如果電廠煙氣余熱也能收回一半的話，就可以為全市增加8000萬(wàn)到1億立方米的供暖面積。如果按照一戶需要100立方米供暖面積來(lái)計(jì)算，回收煙氣余熱能解決100萬(wàn)戶北京居民的供暖問(wèn)題。”

早在幾年前，從通州竹木廠的大煙囪里冒出的滾滾白煙大老遠(yuǎn)就能看見(jiàn)。而如今，幾乎看不到白煙的蹤跡。這一切的改變都是源深節(jié)能煙氣余熱深度回收技術(shù)的功勞。

據(jù)介紹，這項(xiàng)技術(shù)可以直接及間接減少北京和周邊地區(qū)工業(yè)及供熱燃燒排放，尤其大量減排NOx排放，為減少北京市及周邊地區(qū)霧霾天氣做出很大的貢獻(xiàn)。經(jīng)第三方機(jī)構(gòu)檢測(cè)，余熱系統(tǒng)在原有煙氣達(dá)標(biāo)排放基礎(chǔ)上，NOx進(jìn)一步去除19.4%，煙塵去除16.7%，SO2去除20%。單個(gè)項(xiàng)目回收煙氣余熱3兆瓦，年節(jié)約天然氣100萬(wàn)立方米。

在中關(guān)村清新空氣產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的幫助下，這一項(xiàng)新技術(shù)已成為北京未來(lái)科技城建設(shè)中的一大亮點(diǎn)。未來(lái)科技城項(xiàng)目采用“基于吸收式換熱的熱電聯(lián)產(chǎn)及大溫差供熱技術(shù)”，在國(guó)際上首次將該技術(shù)應(yīng)用于熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，不僅能夠深度回收燃?xì)鉄煔庥酂?，并通過(guò)大溫差技術(shù)有效提升現(xiàn)有鍋爐供暖面積30%以上，同時(shí)可顯著降低煙氣污染物排放20%以上。

未來(lái)科技城項(xiàng)目實(shí)施后，預(yù)計(jì)在冬季采暖季，可實(shí)現(xiàn)回收煙氣余熱48兆瓦，提高電廠整體供熱能力約24%，增加供熱面積約100萬(wàn)平方米。扣除系統(tǒng)所耗電費(fèi)、人員費(fèi)用、運(yùn)行維護(hù)修理費(fèi)用以及其他成本，年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約2300萬(wàn)元。

在北京市科委的支持下，源深節(jié)能技術(shù)公司承擔(dān)了“噴淋式燃?xì)忮仩t煙氣余熱回收利用一體化設(shè)備開(kāi)發(fā)與示范工程建設(shè)”的研究。未來(lái)，在煙氣余熱回收領(lǐng)域，源深節(jié)能將大展身手。