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能源是人类赖以生存和发展的重要基础,也是经济发展的原动力。但2008年金融危机为世界能源市场带来了一场巨大的考验,受其影响,全球一次能源需求增速放缓。现行能源政策受到了严重挑战,如不加以改观,到21世纪末全球气温可能上升6℃,为了实现全球温度上升控制在2℃以内的目标,低碳能源革命时代必将悄然而至,廉价能源时代则将一去不复返。
随着经济高速增长,中国的能源消费量与日俱增,现已成为世界上仅次于美国的能源消费大国,其中工业能源消费量占总消费量的70%以上。中国政府于2008年哥本哈根会议前夕提出节能减排目标:到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%,非化石能源消费占一次能源消费的比重达15%左右,森林面积比2005年增加4000万hm2,森林蓄积量比2005年增加13亿㎡。中国是以煤炭为基本能源的国家,煤炭比重长期保持在65%以上,而非化石能源占一次能源消费的比重仅约8%,因此面对环境污染、资源和能源短缺等硬性约束,必须寻求新的能源发展道路,才有可能突破经济增长的“瓶颈”。
目前,中国能源利用率仅为约30%,大量余热以各种形式被排放到大气中,可再生能源在能源结构中所占比例不足8%。因此,回收利用余热在提高中国一次能源利用率方面具有举足轻重的作用。
目前,中国回收利用的余热主要来自高温烟气的显热和生产过程中排放的可燃气,中低温余热(即低品位余热)基本上还没有回收。相对于煤、石油、天然气等高品位能源而言,低品位余热在相同单位内包含的能量很低,利用难度大。但从能源利用的格局来看,低品位余热将作为产能和用能的关键环节,对节能减排的战略起到重要作用。现有的低品位余热的回收利用中普遍采用水冷介质,受到水资源、运输、地域等多方面的限制,一定程度上阻碍了余热的大规模应用。
2010年初,中国南方多省市及东南亚多个国家和地区遭受严重旱灾,使这一问题显得尤为突出。因此,寻找可重复利用的新型无水高效传热介质是推进低品位余热利用的关键所在。本文在回顾国内外低品位余热利用方面的研究进展并评述其所面临困境的基础上,提出并论述了采用室温金属流体实现大规模余热利用的具有一定普遍意义的全新解决策略。
1.工业余热利用概况
工业余热主要指工矿企业热能转换设备及用能设备在生产过程中排放的废热、废水、废气等低品位能源,利用余热回收技术将这些低品位能源加以回收利用,提供工业、生活热水或者为建筑供热,不仅可以减少工业企业的污染排放,还可以大幅度降低工业企业原有的能源消耗。工业余热资源十分丰富且广泛存在于各种生产过程中,特别在煤炭、石油、钢铁、化工、建材、机械和轻工等行业更是如此,被视为继煤、石油、天然气、水力之后的第5大常规能源。在中国,各主要工业部门的余热资源率平均达7.3%,而余热资源回收率仅34.9%,回收潜力巨大。因此,充分利用余热资源是实现工业节能减排战略目标的主要手段之一。
1.1石油行业
目前,中国油田采出水总量在几亿立方米以上,常规油田采出水温度为38~43℃,稠油油田采出水温度为60~65℃,蕴藏着大量的热能资源。面对余热回收利用的巨大潜力,许多油田进行了积极的探索,如大庆、辽河等油田将热泵回收采出水余热技术用于站内生活采暖,并提取采出水中的余热用于油水分离及原油输送过程的加热,收到明显的经济和社会效益。随着原油价格上涨及能量优化研究的深入,炼油工业中低温余热的回收利用也越来越受到重视,正成为炼厂节能的重点方向之一。
1.2钢铁行业
钢铁企业余热的主要来源有焦炭及烧结、转炉、加热炉的烟气,采用余热锅炉对这些烟气进行冷却,可以回收大量的蒸汽,这些蒸汽可用于发电、采暖等生产、生活领域。
1.3水泥行业
水泥窑存在大量的余热,窑尾一级预热器排出的废气带走的热损失和窑头冷却机废气带走的热损失占总热量的近50%。水泥窑的余热除了工艺自身利用外,还有很大一部分热量,一般将其用于余热发电,目前广泛采用的是纯低温余热发电技术。另外,将余热转换后供给吸收式制冷机,用于企业或居民区的中央空调,也是一种有效的余热利用方式。
1.4其他行业
除以上各主要高能耗行业外,余热利用在汽车、船舶、造纸、纺织、酿酒、橡胶、冶金、铸造、建材、玻璃窑、陶瓷窑、油脂生产、海水净化、冷藏冷冻等行业和领域中也日渐得到重视,出现了许多与生产相结合的余热利用方法。
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为协同推进降碳、减污、扩绿、增长,深入推进生态文明建设和绿色低碳发展,上海市应对气候变化及节能减排工作领导小组办公室印发《上海市2024年碳达峰碳中和及节能减排重点工作安排》,其中包含推进碳达峰碳中和综合管理等16项重点工作。详情如下:上海市2024年碳达峰碳中和及节能减排重点工作安排2024
3月28日,海南省发改委印发2024年节能监察工作计划。主要对酒店宾馆等重点用能单位的能源利用状况报告制度、节能标准制度、淘汰落后制度、能源管理岗位制度、能源计量器具配备制度等落实情况开展监察。原文如下:海南省发展和改革委员会关于印发2024年节能监察工作计划的通知琼发改环资〔2024〕314号各
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近日,鞍钢集团工程技术有限公司总承包的鞍钢股份炼铁总厂600㎡烧结机环保升级改造余热利用项目提前5天一次热负荷试车成功。据悉,炼铁总厂600㎡烧结机环保升级改造余热利用项目是烧结环冷机配套的余热回收项目,主要是回收烧结机环冷机一段、二段烟气余热产生蒸汽,缓解厂区冬季采暖与生产蒸汽需求的
12月25日,国家电投日照山钢余热综合利用项目投运发布会在山东省日照市成功举办,宣布山东省日照市东港区涛雒镇8社区4000余户居民近30万平方米集中供暖实现清洁替代。该项目由山东能源联合日照农发集团、哈工大金涛科技、中铁十四局共同投资开发建设,并获得了山钢日照公司的大力支持。日照市委常委、
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12月15日,华能北京热电有限责任公司燃机烟气余热利用项目第二阶段工程2台机组完成性能试验并移交生产投入运行,标志着全球最大规模的燃机烟气余热利用项目全容量投产。华能北京热电有限责任公司作为北京市发电能力最大、国内供热能力最强的热电厂,积极践行绿色发展理念,在清洁供热领域取得明显成效
为助力国家“双碳”战略在临空区逐步落地,响应北京市“十四五”能源发展规划,优化临空区绿色能源结构,8月16日下午,新航城公司下属北京新航城城市运营管理有限公司与北京安定生物质能源有限公司签署战略合作协议,推动安定垃圾焚烧发电厂余热长输供热项目落地临空区。会上,双方围绕项目规划、实施
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北极星电力网获悉,12月20日,四川省发改委等九部门印发《四川省电能替代推进方案(2022—2025年)》,文件指出,完善市场价格引导机制。一是深化输配电价改革,将因电能替代引起的电网输配电成本纳入输配电价回收。二是鼓励符合条件的电能替代项目主动参与错避峰负荷响应,响应电量执行主动错避峰负荷
9月13日,华能湖南分公司岳阳电厂城陵矶新港区一期冷暖联供项目正式开工建设,该项目是湖南省内火电厂首个利用余热集中冷暖联供示范项目,管线总长度3.2公里,项目建成后可最大满足36万平方米工商业及民用冷暖需求。
近年来,我国工业领域内的余热资源,特别是高温和中温余热资源利用取得显着效果。但是,与发达国家相比,工业领域内的低温余热资源(低品味余热资源)利用还有一定的差距,且行业内不同企业之间也很不均衡。随着节能工作的不断深入,低温余热资源的利用日益成为节能工作的一个热点和难点,本文分析了低品
近年来,我国工业领域内的余热资源,特别是高温和中温余热资源利用取得显着效果。但是,与发达国家相比,工业领域内的低温余热资源(低品味余热资源)利用还有一定的差距,且行业内不同企业之间也很不均衡。随着节能工作的不断深入,低温余热资源的利用日益成为节能工作的一个热点和难点,本文分析了低品
我们从2014年起关注工业余热再利用,全市7家钢铁企业产生的低品位余热,可满足450万平方米供暖,这也是工业节能的有效途径之一。但出于种种原因,实际供暖中并未将此作为优先选择,大量余热被白白浪费。日前在一次以清洁供暖为主题的座谈会上,天津市工信委相关负责人无奈坦言。在供暖领域,工业余热并
山西长林能源科技有限公司针对低品位余热的有机朗肯循环(ORC)发电系统,以某工业装置排出的流量为3105m3/h、温度为120℃的低温烟气为研究对象,对几种高温有机工质,分析工质流量以及汽轮机膨胀比对系统性能的影响。研究表明:当工质流量小于15kg/s时,汽轮机及循环热效率随着工质流量增大而迅速提高;
低品位余热是相对于煤、石油、天然气等高品位能源而言,其相同单位内包含的能量很低,目前可分为3类:热值小于600kcal/Nm的低浓度可燃物、温度低于800℃的显热物体和温度低于400℃的低温尾气烟气。低品位余热是一种指品位低、浓度小、能量少的废热能源。但从节能减排角度看,低品位余热利用是产能端和
近年来,我国工业领域内的余热资源,特别是高温和中温余热资源利用取得显著效果。但是,与发达国家相比,工业领域内的低温余热资源(低品味余热资源)利用还有一定的差距,且行业内不同企业之间也很不均衡。随着节能工作的不断深入,低温余热资源的利用日益成为节能工作的一个热点和难点,本文分析了低品
一、技术名称:ORC螺杆膨胀机低品位余热发电技术二、技术所属领域及适用范围:建材、化工、冶金、纺织、窑炉等低品位余热利用三、与该技术相关的能耗及碳排放现状低品位余热资源分布广泛,如在石化的炼油领域,温度低于200℃的流体所携带的热量占炼厂总能耗的40%以上;在有色冶金行业,大量温度60℃以上
仟亿达饱和蒸汽低温余热发电项目对大气零污染。随着国内低参数、多级进汽和饱和进汽式汽轮机的开发成功,国产化装备的中、低温余热发电站也进入了成熟阶段,采用中、低品位余热动力转换机械的中、低温余热发电技术具有更显著的节能效果,此项技术必将成为钢铁工业节能降耗的有效途径之一。根据某钢厂蒸
热泵(HeatPump)是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置,通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能,经过电力做功,并把它传递给被加热的对象(温度较高的物体),其工作原理与制冷机相同,都是按照逆卡诺循环工作的,核心部件都是压缩机,所不同的只是工作温度范围不一样。高温热泵一般是
北极星节能环保网从发改委网站获悉,国家发展改革委住房城乡建设部关于印发《余热暖民工程实施方案》的通知,通知中提到相关地区要全面调查掌握余热资源利用情况,优化设计余热利用方案,建设余热高效利用体系,创新项目运行机制,大力推进余热暖民工程实施。发改环资[2015]2491号北京、天津、河北、山
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