重點用能設備及系統節能技術是指在工業鍋爐、電機、
變壓器、風機、水泵、壓縮機等通用設備節能改造領域廣泛應用的節能技術。據測算,電機、變壓器、風機、水泵等21類機電產品用電量占全國總量的約70%。磁懸浮離心風機、稀土永磁無鐵芯電機、特大功率高壓變頻變壓器、變頻無極變速風機、電缸抽油機等是重點用能設備及系統節能技術裝備發展方向。
一、電機及電機系統節能提效技術
(一)磁懸浮變頻離心式中央空調技術,采用無機械摩擦、無油潤滑磁懸浮電機驅動高速葉輪,大幅降低驅動系統機械損耗,提升系統整體能效;壓縮機采用磁懸浮軸承實現無接觸支撐,可有效避免機械摩擦及潤滑油系統功耗,通過變頻調速方式控制機組系統運行,進一步降低系統運行能耗。技術提供單位為珠海格力電器股份有限公司。該項目為研發類技術,暫無推廣案例。
(二)磁懸浮離心鼓風機節能技術,利用可控電磁力將電機轉子懸浮支撐,由高速永磁同步電機直接驅動高效三元流葉輪,省去傳統齒輪箱及皮帶傳動機構,機械傳動無油潤滑、無接觸磨損,具有功耗低、轉速高、噪音低、壽命長等特性。技術提供單位為山東天瑞重工有限公司。在昌樂盛世熱電脫硫脫硝工藝磁懸浮鼓風機改造項目中,采用4臺110千瓦磁懸浮鼓風機替代原來4臺250千瓦羅茨鼓風機,系統運行穩定,綜合節約電量87.2萬千瓦時/年,折合節約標準煤270噸/年,減排CO2 748.6噸/年。
(三)高性能低壓變頻器,通過將工頻電壓轉換為直流電壓,再轉化為可變頻率可變幅值的電壓,從而改變電機輸入電壓,可在滿足轉速、力矩情況下匹配電機負載自適應調節,對運行功率、效率進行動態優化,實現對交流異步電機調速,有效降低電機系統能耗。技術提供單位為中冶京誠工程技術有限公司。在新撫鋼棒線材生產線改造項目中,采用國產高性能低壓變頻技術進行節能改造,可節電107萬千瓦時/年,綜合節約標準煤331.7噸/年,減排CO2 919.6噸/年。
(四)繞組式永磁耦合調速器技術,永磁外轉子與繞組內轉子有轉速差時,繞組中產生感應電動勢,控制繞組中感應電流,實現調速和軟起動,轉速滑差形成能量引出發電,回饋到用電端再利用,實現節能提效。技術提供單位為江蘇磁谷科技股份有限公司。在天津鋼鐵(集團)有限公司燒結除塵風機永磁調速器改造項目中,采用繞組式永磁耦合調速器替換原有調速型液力耦合器,節電率27.4%,節約標準煤428.2噸/年,減排CO2 1187.2噸/年。
(五)基于智能控制的水泵群控系統技術,實時監測地下水位,并與標定值做實時對比,經過數據轉換、處理系統將液位信息轉化為數字信號并傳遞到云平臺服務器,從而實時控制調整電泵工作狀態及抽排功率。技術提供單位為海城三魚泵業有限公司。在沈陽地鐵方型廣場站地下排水改造項目中,將原有的200臺老式排水泵更換為200QJG8030T7SA-Y/B型高效節能水泵,并配備KBZ系列遠程監控自動高效降水控制柜,系統實現全自動化排水并能進行遠程監控,綜合節約電量881.6萬千瓦時/年,折合節約標準煤2733噸/年,減排CO2 7577噸/年。
(六)新型開關磁阻調速電機系統,機體采用凸極定子和凸極轉子雙凸極結構,定子繞組集中、結構開放,散熱快溫升低,轉子不設繞組、永磁體、滑環等部件,轉動慣量小,鐵損、銅損及勵磁損耗較小,功率因數高。技術提供單位為深圳市風發科技發展有限公司。在龍蟒佰利聯集團股份有限公司電機系統節能改造項目中,采用開關磁阻電機替換14臺傳統電機,節約電量266.4萬千瓦時/年,折合節約標準煤826噸/年,減排CO2 2290噸/年。
(七)壓縮空氣系統節能技術,通過安裝智能電表、智能氣表采集用戶用氣規律和相關數據,建立數據庫構建物聯網,根據數據分析自適應匹配空壓機和后處理設備最佳工況,實時動態調整系統運行效率,可有效降低空壓機系統能耗。技術提供單位為湖北索立德壓縮機有限公司。在建華建材(湖北)有限公司空壓機節能改造項目中,用2臺132千瓦永磁變頻雙級壓縮機和一臺110千瓦、一臺75千瓦永磁變頻雙級壓縮機替換原有壓縮機,節能率21%,折合節約標準煤341噸/年,減排CO2 945.4噸/年。
(八)低溫低壓蒸汽噴射真空(泵)系統,采用低壓動力蒸汽驅動蒸汽噴射真空泵,在額定壓力真空環境中,通入低于10℃的低溫冷凝水冷凝廢蒸汽,回收的余熱再送回熱力系統中,不僅提升熱力管網余熱利用效率,還可減少蓄熱器體積,降低動力蒸汽消耗量。技術提供單位為陜西向陽真空工程有限公司。在山東龍大集團開封植物油有限公司產150噸/天一級油精煉生產線項目中,采用低溫水真空泵為脫臭設備提供真空環境,綜合能耗為103.7千克標準煤/每小時,節約標準煤550噸/年,減排CO2 1524.9噸/年。
(九)一種基于螺桿膨脹機的余熱利用技術,熱流體介質輸入螺桿膨脹機,隨著陰、陽螺桿槽道中熱流體的體積膨脹,推動陰、陽螺桿向相反方向旋轉,齒槽容積增加,熱流體降壓膨脹做功,實現熱能向機械能轉換。技術提供單位為江西華電電力有限責任公司。在金德鉛業改造項目中,設計安裝1臺背壓機組,裝機功率1500千瓦,安裝1臺純凝機組,裝機功率2000千瓦,節約電量2400萬千瓦時/年,折合節約標準煤7440噸/年,減排CO2 2.1萬噸/年。
(十)臥式油冷型永磁調速節能技術,電機帶動永磁調速器導體主動轉子旋轉,在裝有強力稀土磁鐵的磁盤從動轉子所產生的磁場中切割磁力線,從而在導磁盤中產生感應磁場,感應磁場和永磁場之間磁性相互吸合和排斥拉動從動轉子轉動,完成電機與負載之間轉矩傳輸。技術提供單位為安徽沃弗永磁科技有限公司。在鎮江大港熱電廠機組擴容改造項目中,采用臥式油冷型永磁調速器進行調速,綜合節能率達到39.0%,可節約電量368萬千瓦時/年,折合節約標準煤1140.8噸/年,減排CO2 3162.9噸/年。
二、鍋爐行業節能提效技術
(一)新型鍋爐煙風耦合回轉式空預器節能技術,通過在回轉式預熱器下游耦合管式預熱器,收集煙氣熱量使回轉式預熱器處于高溫狀態,可有效減少回轉式預熱器硫酸氫銨堵塞,保證煙風阻力平穩、換熱效率穩定;同時,通過分模塊在線分區干燒方式清除低溫區管式預熱器沉積硫酸氫銨,從而保障機組高效運行。技術提供單位為東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司。在重慶旗能電鋁有限公司2×330兆瓦燃煤機組空預器防堵節能改造項目中,采用新型鍋爐煙風耦合回轉式空預器節能技術對鍋爐的回轉式空預器進行改造,鍋爐效率提高0.9%,發電量煤耗降低3.1克/千瓦時,綜合節約標準煤1.7萬噸/年,減排CO2 4.7萬噸/年。
(二)燃煤工業鍋爐深度節能技術,利用積灰機制,采用反沖刷方式自潔清灰,以控制煙氣與受熱面交換大小來實現恒定排煙溫度和變功率,配合互聯網遠程監控,可實現智能控制、自潔清灰、恒溫抗露、調變負荷等,提高鍋爐在線運行熱效率。技術提供單位為黑龍江新雙鍋鍋爐有限公司。在長春國信新城供熱工程有限公司供熱項目中,采用2臺DHL116-1.6/130/70-AⅡ型智能調載深度節能熱水鍋爐,為新城小區320萬平方米建筑進行供熱,鍋爐熱效率約85.66%,折合節約標準煤5963噸/年,減排CO2 1.7萬噸/年。
(三)基于吸收式熱泵循環的鍋爐低品位煙氣余熱深度回收技術,以熱能驅動吸收式溴化鋰熱泵產生低溫水并送入煙氣換熱器,低溫水經過煙氣換熱器回收大型鍋爐排煙余熱,回收熱量送往熱網,可有效回收鍋爐排煙低品位余熱。技術提供單位為遠大空調有限公司。在北京市豐臺區房屋經營管理中心供暖設備改造項目中,在4臺燃氣鍋爐排煙口增加高效煙氣換熱器,新增一臺BDZ600-R1型直燃熱泵回收煙氣熱量,一個采暖季可回收熱量2.3萬吉焦,折合節約標準煤785噸/年,減排CO2 2176.4噸/年。
(四)爐窯燃燒工藝優化節能技術,通過在燃氣管道表面安裝特定納米極化材料,形成“納米超疊加極化場”,燃料分子在燃燒前就處于活躍的激發態,可有效減少燃料分子參與燃燒所需活化能,燃燒過程中此特定能量又可以轉化為有效光能、熱能,進一步提升熱效率。技術提供單位為河南鴻翼能源科技有限公司。在廣州風神汽車有限公司鄭州分公司燃燒系統節能改造項目中,對70套燃燒器進行燃燒工藝優化技術改造,可節約天然氣67萬立方米/年,折合節約標煤891.1噸/年,減排CO2 2470.6噸/年。
三、其他重點用能設備及系統節能提效技術
(一)快速換相開關三相不平衡治理技術,采用主控器實時動態采集配電系統負荷電流,自動生成并發送最優配置指令,換相器接收主控器發出指令將單相負荷在三相之間切換,通過對單相負荷進行有載換相調度,有效地平衡變壓器三相負荷。技術提供單位為南方電網電力科技股份有限公司。在廣東惠州高損臺區改造項目中,應用快速換相三相不平衡治理技術對單相負荷進行調節,臺區線損率平均降低15%~25%,可節約電量5000萬千瓦時/年,折合節約標準煤1.6萬噸/年,減排CO2 4.4萬噸/年。
(二)閉式冷卻塔變頻控制節能技術,采用溫度傳感器與壓力變送器對閉式冷卻塔的換熱量變化進行數據采集,將數據傳輸到變頻器,使用模糊算法,動態調節循環水泵、風機的頻率,實時調整源頭發熱量與冷卻塔的換熱量之間的平衡。技術提供單位為無錫市科巨機械制造有限公司。在江蘇某公司33#軋機配套閉式冷卻系統節能改造項目中,對控制系統進行數字化變頻節能改造,每臺設備可節約電量26.8萬千瓦時/年,折合節約標準煤83.1噸/年,減排CO2 230.4噸/年。
(三)自調型能量回收技術,增壓泵將次高壓原水增壓后送入反滲透膜組件,產生高壓濃水返回至能量回收機,將高壓原水補充進入產水循環系統,達到設定值后進入排液流程;補液泵通過周期性補液閥把低壓原水送入能量回收機不同容腔,為產水流程預備。技術提供單位為上海瑜科環境工程有限公司。在韶關北紡智造外排水中水回用項目中,采用自調型能量回收技術處理廢水,配備精密的泵閥系統和控制系統,節約電量為408萬千瓦時/年,折合節約標準煤1264.8噸/年,減排CO2 3506.7噸/年。
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原標題:《國家工業節能技術應用指南與案例(2022年版)》之九:重點用能設備及系統節能提效技術