登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
摘要:我国北方地区冬季按4个月计算低品位工业余热量约折合有1亿吨标煤,可以满足北方供暖地区一半以上的供暖热量需求。在工业节能势在必行、大气环境亟待改善、供暖热源建设迫在眉睫的历史当口,低品位工业余热应用于城镇集中供暖这一供暖理念已经得到了各级政府和全社会的广泛关注和认可。2015年10月由住建部和发改委联合发布的《余热暖民工程实施方案》明确指出到2020年,要以低品位工业余热替代燃煤供热20亿平米以上,同时要选择150个示范市(县、区)建成余热供暖项目。在开展低品位工业余热集中供暖实践过程中,需要解决余热高效采集、整合、输配、调节等关键问题。解决这些关键问题的实质就是将热源、热网、末端用户三者视为整体,统筹优化,系统化的打破低品位工业余热应用于城镇集中供暖的技术障碍,使得更多的低品位工业余热从工厂更经济地输配出去,更安全、可靠地被末端用户所利用。本文从理论分析切入,重点针对可以用于解决关键问题的技术和方法展开研究,紧密结合已实施的成功工程实例进行论证,以期对未来低品位工业余热应用于城镇集中供暖的大量实践提供指导与参考。
关键词:低品位余热集中供暖 火积分析法 余热采集 降低回水温度 系统调节
1背景
我国是全球第一大制造业国家,焦炭、黑色金属冶炼(钢铁)、有色金属冶炼、非金属制造、化工等行业数量众多,产品产量巨大。这些行业都是典型的高耗能工业部门,生产过程中有大量余热排放,品位不尽相同,但绝大多数是工业部门自身难以利用的低品位余热,包括有200℃以下的烟气、100℃以下的液体(特别是30-40℃的低温循环水)和需要冷却的固体产品等[1]。
根据宏观能耗和工业水耗数据进行的估算表明,我国北方供暖地区冬季平均时长按照4个月计算,上述高能耗工业部门排放的余热量可大约折合1亿吨标煤,造成工业水耗30亿立方米(与南水北调中线输水量规模相当)[2]。这些余热相当于2013年北方供暖总能耗的50%以上[3],因此可以满足供暖的基础负荷需求。
2014年底,国家发改委能源所、中国节能协会节能服务产业委员会、能源基金会(中国)、清华大学建筑节能研究中心联合对我国工业大省河北省的低品位工业余热开展调研工作,重点调研对象为175家具有较大生产规模的钢铁、水泥、焦炭企业,如图1所示。这些企业主要分布于石家庄、唐山、邯郸三个城市及周边地区。其中,唐山、邯郸两地钢铁企业云集,石家庄、邢台、唐山三地水泥企业密布。整个河北省的高耗能工业企业一东一南,呈掎角之势包围京、津。2015年10月清华大学建筑节能研究中心就调研分析结果发布了《河北省低品位工业余热调研报告》[4]。该报告指出,就调研对象而言,钢铁行业低品位工业余热量约4.4万MW,炼铁的余热量最大,占总余热量的49%,其次是炼钢,余热量占到总余热量的18%,炼焦、烧结、轧钢三个工序余热量差别不大,分别占总余热量的10%左右。水泥行业低品位工业余热量约2155MW,中高温余热发电的乏汽余热量最大,占总余热量的53%,窑尾烟气占18%,窑头排气占16%,回转窑壁面占13%。按照河北省平均供暖热指标40W/m2,基础负荷则为20W/m2,若仅仅回收4.6万MW钢铁、水泥行业余热中的50%,可以承担近12亿平米建筑的基础负荷供暖需求,远远大于河北省当地的用热需求,若能形成有效的区域性的联网,则可以为京、津两地输送热量。
2015年10月29日,住房城乡建设部和国家发展改革委联合发布了《余热暖民工程实施方案》[5](以下简称《方案》),该文件首次从中央政府层面鼓励并规范了低品位工业余热供暖工程的实施。《方案》对低品位工业余热进行了定义,规定低品位工业余热包括100℃以下的液体、乏汽余热、200℃的烟气余热、400℃左右的固体显热,以及其他因热源分散、回收成本高等原因尚未充分利用的中高品位余热资源等。鉴于低品位工业余热供暖的特点,《方案》提出了要在全面了解当地供暖概况、余热资源的情况下,充分运用适用于余热暖民工程的优化技术和方法——多热源的匹配优化方法、高效余热采集技术、输配技术、末端降低回水温度技术、热源调节备用策略等,目标到2020年利用低品位工业余热替代传统燃煤供热达到20亿平方米以上规模,减少供暖用原煤5000万吨以上,并在150个市(县、区)建立示范工程。
目前,国内已有相当数量的余热供暖项目建成并运行。例如宣钢、济钢的高炉冲渣水供暖项目[6,7]、石家庄石化工业冷却循环水供暖项目[8]等。绝大多数低品位工业余热供暖系统的形式主要可分为两类:(1)利用特殊换热设备回收低品位余热中较高温度热源(如钢铁行业的高炉冲渣水)的热量,用于厂区或周边小区的供暖;(2)利用电热泵、吸收式热泵等热功转换设备回收低品位余热中较低温度热源(如冷却循环水)的热量,提升温度后进行供暖。
总的来看,多数已有的工业余热供暖系统多数存在以下不足:(1)供暖规模较小,以小区规模为主,只利用了工厂内少部分余热。由于工厂内部的供暖需求并不大,而工业余热量巨大,只满足周边小区的供暖会导致仍有大量的低品位工业余热不能得到有效的利用。(2)取热过程相对单一,仅仅回收单个热源的热量,或是并联回收多个热源的热量,再将取热热水混合后供出。这种粗放的余热供热方式往往导致供水温度较低或供热量不足,无法满足大规模供热的需要(3)基本不涉及热量的远距离输配,回收的热量只为厂区或相邻小区供暖。绝大部分工业企业都位于城镇周边,与集中供暖用户距离10km甚至更远,目前近距离的供暖无法将更多的城镇用户纳入余热利用系统,不利于低品位余热的规模化回收(4)没有根据末端负荷需求对系统进行合理调节,或是简单的利用工厂内原有冷却设备(例如冷却塔)进行散热。对于目前工厂内部小规模使用问题不大,一旦涉及低品位工业余热用于集中供暖,则必须要解决好系统运行调节的问题,既保证工业生产的安全,又确保供暖过程的可靠。
在未来推广低品位工业余热集中供暖的实践过程中,必须克服上述不足,做好单个热源的高效采集及多个不同品位热源的整合优化,提升余热利用率;并提高输配效率,力争将城镇周边50公里甚至100公里半径内的低品位工业余热都纳入集中供暖系统;多家工厂和热电联产、锅炉等多热源联合供暖,大幅度提高集中供暖的保障程度。
在低品位工业余热采集问题方面,关于热泵技术、低温循环发电技术、相变/热管技术等工业余热采集技术的实验或工程应用研究方面的文献众多。然而大多数余热采集技术在余热品位较低时采集效率低下或由于余热热源的腐蚀性等诸多特性而影响采集过程的正常进行。既有研究欠缺针对不同性质余热热源的特点的分析,缺少对于采集过程核心问题、解决方向、技术难点等的归纳与总结,很难为工业余热采集技术的开发应用和改善提供导向性的参考。
在低品位工业余热整合与输配问题方面,夹点分析法[9]常用于解决化工领域换热网络优化的问题,可以被借鉴应用于工业余热整合与输配问题中。但两者在多个方面存在不同,一是化工领域的夹点分析法的优化目标是实现余热回收率的最大化,而余热整合与输配问题中取热水的热量与流量均待求,优化目标待定;二是化工领域的夹点分析法一般仅讨论换热情形,而余热整合问题不可避免的存在利用热泵提升余热品位的情形;三是有别于化工领域,余热取热的根本目的是供热,整合问题与输配问题是密不可分的。
在低品位工业余热供暖系统运行调节问题方面,文献少有研究,而已有的工程案例中基本不涉及运行调节。
本文首先从理论分析切入,简明剖析低品位工业余热供暖各关键问题的本质及其内在联系,然后重点研究可以用于解决关键问题的技术和方法,最后结合已实施的成功工程案例进行论证。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,5月10日,天津市人民政府发布天津市“十四五”节能减排工作实施方案的通知。方案中提出推广节能和清洁能源交通运输装备,提高城市公交、出租、物流、环卫清扫等车辆使用新能源汽车的比例。到2025年,基本淘汰国三及以下排放标准汽车,新能源汽车新车销售量占比达到25%左右,绿色出行
5月10日,天津市人民政府发布“十四五”节能减排工作实施方案的通知,方案提出,在保障能源安全的前提下,持续做好控煤工作,推进煤炭清洁高效利用。有序推动自备燃煤机组改燃关停,推进现役煤电机组节能升级和灵活性改造。完成30万千瓦及以上热电联产电厂周边燃煤锅炉改燃关停任务。“十四五”时期,
北极星环保网获悉,5月10日,天津市人民政府印发天津市“十四五”节能减排工作实施方案,详情如下:天津市人民政府关于印发天津市“十四五”节能减排工作实施方案的通知各区人民政府,市政府各委、办、局:现将《天津市“十四五”节能减排工作实施方案》印发给你们,望遵照执行。天津市人民政府2022年5
3月11日,天津市发改委发布天津市“十四五”节能减排工作实施方案(征求意见稿),文件指出多次提到清洁能源:1、园区节能环保提升工程。开展园区绿色低碳循环发展综合诊断,在绿色产业集聚、能源资源利用、清洁生产等方面查找薄弱环节,系统挖掘园区绿色发展潜力。推动园区能源系统整体优化,鼓励优先
北极星节能网获悉,近日,为深入贯彻落实国务院印发的《“十四五”节能减排综合工作方案》(国发〔2021〕33号),天津市发展和改革委员会同天津市有关部门起草了《天津市“十四五”节能减排工作实施方案(征求意见稿)》,现向社会公开征求意见。欢迎各界人士积极建言献策,提出宝贵意见,通过传真或邮
今年供热季,一支新生力量引人注目——青岛北部高温水长输管线供热工程正式启用。位于市北区华电青岛发电有限公司的热源通过管线输送到城阳区流亭片区,在寒冬里送上“源源不断的温暖”。此项目是迄今为止青岛实施规模最大的清洁能源供热工程,是城阳区加强总量减排工作,转变用能方式,使用清洁能源,
“因地施策、因业施策、因企施策,宜独则独、宜控则控、宜参则参,不搞拉郎配,不搞全覆盖,不设时间表。”这是黑龙江省国企混合所有制改革遵循的原则。近年来,黑龙江省着手建立健全混改政策体系,先后出台《全面深化和加快推进国有企业改革的意见》和《关于黑龙江省国有企业发展混合所有制经济的实施
北极星电力网获悉,陕西省发展和改革委员会陕西省财政厅近日发布关于申报2020年省级工业节能专项资金项目的通知,陕发改环资〔2019〕1385号,详情如下:各设区市发展改革委、财政局,韩城市发展改革委、财政局,西咸新区改革创新发展局、财政局,杨凌示范区发展改革局、财政局:为鼓励引导各方面加大对
导读:煤炭消费减量替代已成为蓝天保卫战一项重要的“武器”,工业燃煤减量和清洁高效利用以及居民清洁取暖作为重点领域蕴含着千亿元的产业空间。今年5月,全国生态环境保护大会吹响了打好污染防治攻坚战的号角。6-7月,党中央、国务院出台了《关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》
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
去年10月以来,廊坊市晋盛节能技术服务有限公司(以下简称晋盛节能)根据国家重点推广清洁供暖的国策,针对钢铁焦化、玻璃等行业工业余热相对集中地区实施工业低品位余热暖民工程取得初步成效。目前,该公司已经签订的余热暖民框架协议有4个,涉及山西长治,忻州市,河北廊坊市及河南平顶山市,预计可供
“绿色工厂”是绿色制造的实施主体,既“用地集约化、原料无害化、生产洁净化、废物资源化、能源低碳化”的工厂,打造绿色工厂也是促进工业结构优化、提质增效的重要途径。为提升我国高端制造工业的绿色低碳水平,2025年12月11-13日上海市工业经济联合会、上海市经济团体联合会、上海展业展览有限公司
近日,南方电网控股上市公司举办2024年度集体业绩说明会。为进一步提升投资者回报,践行央企资本市场“稳定器”担当,南网储能公司、南网能源公司、南网科技公司连续两年获得交易所信息披露最高评级,首次开展中期分红,年度累计公告分红5.13亿元。业绩会上,南网储能、南网能源、南网科技董事长分别介
2025年4月16日,南方电网控股上市公司2024年度集体业绩说明会成功举办。南方电网公司董事、总经理、党组副书记钱朝阳表示,下一步南方电网公司将抢抓新型电力系统建设战略机遇,推动控股上市公司勇当新型电力系统建设排头兵、硬核科技攻关特战队、资本市场模范生,为所有股东创造可持续价值增长,实现
4月16日,工业和信息化部办公厅发布关于组织开展2025年度工业节能监察工作的通知,工作任务:重点行业领域能效监察。按照国家强制性能耗限额标准、能效标准以及能效标杆水平、基准水平等要求,对钢铁、炼化、合成氨、水泥、电解铝、数据中心等行业领域企业开展节能监察,力争实现行业企业全覆盖。重点
4月15日,工业和信息化部、生态环境部近日组织开展2025年国家鼓励发展的重大环保技术装备推荐工作。将聚焦工业领域持续深入打好污染防治攻坚战和国家生态环境保护主要指标要求,强化创新驱动,突破环保装备关键核心技术工艺以及配套零部件、材料、药剂等领域的技术瓶颈,加强先进适用环保装备在冶金、
为加强工业节能降碳管理,推进数字技术赋能绿色低碳转型,支撑构建系统完备的碳排放双控制度体系,工业和信息化部近日印发《工业企业和园区数字化能碳管理中心建设指南》(工信厅节〔2025〕13号,以下简称《指南》)。为更好理解和落实《指南》,现就有关内容解读如下。一、《指南》制定背景数字化能碳
AI的能源悖论——是“耗电巨兽”还是“转型利器”?过去两年,ChatGPT和DeepSeek的爆火让全球见证了人工智能(AI)的颠覆性潜力。但鲜少有人意识到,每一次AI对话、视频生成或自动驾驶的背后,都是海量电力在支撑。国际能源署(IEA)最新发布的《能源与人工智能》特别报告首次全面揭示:AI既是能源消耗
4月7日,工业和信息化部办公厅关于印发2025年第一批行业标准制修订计划的通知(工信厅科函〔2025〕84号)。其中包括变压器节能评估与设备更新技术规范,主要起草单位分别是机械工业技术发展基金会(机械工业节能与资源利用中心),沈阳变压器研究院,广东电网有限公司,河北高晶电气设备有限公司。还包
日前,安徽省工业和信息化厅印发关于开展2025年再生资源综合利用行业规范条件企业推荐和已公告规范企业事中事后监管工作的通知。随文发布安徽省再生资源综合利用规范企业名单,共80家。详情如下:安徽省工业和信息化厅关于开展2025年再生资源综合利用行业规范条件企业推荐和已公告规范企业事中事后监管
北极星售电网获悉,3月20日,黑龙江省工业和信息化厅发布关于组织开展第五批省级绿色工业园区申报工作的通知。文件明确,推荐申报园区应为省级以上且绿色工厂数量多、占比高的工业园区;具有法定边界范围、具备统一管理机构,且以产品制造和能源供给为主要功能,工业增加值占比超过50%的工业园区。详情
2025年是中国全面践行“双碳”目标与生态文明建设的关键之年。国务院《2025年政府工作报告》明确提出“协同推进降碳减污扩绿增长,加快经济社会发展全面绿色转型”的重要任务,这对水处理行业的绿色低碳转型与高质量发展提出了更高要求。在此背景下,2025(第二十届)青岛国际水大会水展应势启航,以搭建
北极星碳管家网获悉,10月25日,甘肃省住房和城乡建设厅官网发布了《关于推进绿色金融支持城乡建设绿色发展的通知》。提出,到2025年,全省城镇新建建筑绿色低碳水平稳步提高,既有建筑节能和绿色化改造能效水平逐步提升,绿色建材应用范围进一步扩大,城镇基础设施建设不断完善,绿色、智能、协同、安
为深入贯彻落实习近平总书记关于能源安全发展的“四个革命、一个合作”战略思想,从国家能源战略安全角度考虑,结合我国能源“富煤、贫油、少气、缺铀”和中国已成为全球第一大油气进口国、中国石油对外依存度达72%、天然气对外依存度为43%的实际情况出发,建议加快推进北方地区燃煤电厂余热利用、推动
据悉,河北武安市计划2020年新建低品位工业余热回收城市供暖工程,项目固定资产投资49546.3万元,铺底流动资金453.7万元,建设周期为2020年3月至2021年9月。该项目拟实现最大供热量280MW,拟在厂区内新建余热换热站11座,厂区内架空管道外线单程长约8.5km,拟在裕华钢铁厂区西北侧新建主泵站1座,拟在
据悉,河北武安市计划2020年新建低品位工业余热回收城市供暖工程,项目固定资产投资49546.3万元,铺底流动资金453.7万元,建设周期为2020年3月至2021年9月。该项目拟实现最大供热量280MW,拟在厂区内新建余热换热站11座,厂区内架空管道外线单程长约8.5km,拟在裕华钢铁厂区西北侧新建主泵站1座,拟在
我国的建筑运行用能可分为北方城镇采暖用能、不包括北方采暖的居住建筑用能、公共建筑用能以及农村居住建筑用能四大部分。之所以把北方城镇采暖用能单独列出,是因为其用能特点不同。而且在这四大类建筑运行用能中,北方采暖的能耗总量最大,对大气污染的影响最大,但节能潜力也最高,是我国建筑节能工
摘要:随着节能减排淘汰落后产能政策在全国范围内的实施,各级地方政府加快了拆除高耗能、高污染、低热效率的区域小锅炉的步伐。而热电联产机组及大吨位锅炉具有节约燃料和减少环境污染的特点,在未来将成为我国主要的集中供热主体。目前热电联产热源主要来源为电厂和尖峰锅炉,而电厂余热是主要供热热
两大目标、三大效果、四大改变、五大特征推进“中国清洁供热2025”模式落地近年来,清洁供热一直是我国聚焦的难点问题。虽然欧洲等区域供热发达的国家目前正在研发先进的第四代供热技术,但该技术基于末端用户低温运行,并不适用于中国供热。为此,在清华大学江亿院士的指导下,清华大学建筑节能研究中
两大目标、三大效果、四大改变、五大特征推进“中国清洁供热2025”模式落地近年来,清洁供热一直是我国聚焦的难点问题。虽然欧洲等区域供热发达的国家目前正在研发先进的第四代供热技术,但该技术基于末端用户低温运行,并不适用于中国供热。为此,在清华大学江亿院士的指导下,清华大学建筑节能研究中
在同等条件下,相比传统燃煤锅炉节能90%,各类污染物、二氧化碳均可实现近零排放,且供热综合成本与燃煤锅炉相当——近日,清华大学建筑节能研究中心公布一项“中国清洁供热2025”新模式,以清洁低碳为目标,为北方地区大规模的城镇集中供热提供全新参考。据项目负责人、清华大学建筑节能研究中心教授
近日,国家工信部转发上海市经济和信息化委员会、国家开发银行上海市分行关于印发《关于本市支持工业节能与绿色发展融资服务的实施意见》的通知,通知指出鼓励开发利用可再生能源,加快绿色数据中心建设;重点支持开展退役新能源汽车动力蓄电池梯级利用和再利用,支持储能、可再生能源、工业废水处理回
据估算,钢铁、有色、化工、炼油、建材五大行业在冬季排放的余热足以承担我国北方城镇一半以上建筑冬季供暖需求。如能利用其中的70%,每年可节约供暖用能约1亿吨标煤。“变废为宝”的低品位余热利用为啥成了节能工作的热点和难点?我国低品位余热大规模推广为何遇冷?什么原因导致了其利用率低?围绕上
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!