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【视角】现阶段台湾工业节能技术应用

北极星环保网来源:海峡科技与产业2016/10/31 20:57:34我要投稿
所属行业: 节能  关键词:工业节能 余热回收 工业废热

北极星环保网讯:工业耗能约占台湾总耗能50%以上,为节能减碳重点对象。然而工业耗能中有相当比例为制程耗能,此部分各产业与各厂商特性不同,大型企业为提升自身竞争力,往往投注相当心力在制程节能,其中牵涉甚多制程细节与领域知识。因此在工业节能领域,技术研发主要着眼于具共通性耗能产品,例如空压机与动力马达(也称电动机),并藉由高效率技术发展,带动空压机与动力马达产品制造业发展。

在制程节能方面,目前主要依靠查核计划,建立耗能指标供岛内产业参考,对产业的贡献将突显在协助耗能产业降低能源成本,提高国际竞争力。此外,区域能源整合也成为工业节能未来重点方向,希望藉由区域能源整合来大幅降低岛内能源消耗,并带动相关设备、工程、设计产业发展。

压缩空气干燥设备开发

压缩干空气为工厂4种基本动力源之一,由于空气中含有湿气,不符合工业生产压缩空气品质,传统作法是采无热式双塔吸附干燥法,即用颗粒填充式吸附干燥设备吸附剂吸附水气,再以空压机所生产压缩空气来再生吸附剂,而得以连续除湿再生使用。因颗粒填充式吸附床设备的系统阻抗高达2000mmAq,且吸附剂颗粒与压缩空气流动方向垂直,吸附剂颗粒易风化造成含尘量高,此压缩空气再生后无法使用而必需排至系统外。因此压缩空气系统能源效率往往偏低,全球工业化国家和地区都将其列为重点节能研究课题。

台湾企业的解决方法为开发吸附剂与压缩空气流动方向平行的金属基材合成吸附剂的高压除湿元件,然后再通电直接加热金属基材可再生吸附剂,与热风加热方法比较,除了可减少热对流热传损失外,也可降低传统吸附塔干燥设备系统阻抗约80%,且吸附剂无风化问题,再生后的压缩空气可回收再使用。发展目标拟设定系统节电30%以上。此创新技术可领先全球,属于全球尚未发展前瞻技术。同时因压缩空气品质符合ISO  8571-1Class  1(含尘量0.1毫克/立方米、含水量0.003毫克/立方米),可符合先进32纳米以下制程压缩空气品质的需求条件。其技术特性除具有前瞻性外,也能配合岛内高科技产业可持续发展需求,实现节能减碳目标。

根据台湾科技主管部门的计划,岛内压缩空气干燥设备相关技术发展指标与时程为:

短程目标(至2015年):开发压缩干空气系统用高压除湿元件。

中程目标(至2020年):开发压缩空气量零耗损的高效率压缩空气干燥设备。

长程目标(至2025年):压缩空气系统用高压除湿元件量试技术及压缩干空气设备商业化技术辅导。

表1是针对岛内5家电子公司的实厂测试能耗结果比较。从表中可以发现,无热式双塔吸附干燥设备的系统耗电都在3.4~8.4千瓦/立方米/分钟,可再生压缩空气耗损率约在30.6%~52%之间。而加热式双塔吸附干燥设备的系统耗电都在1.51~2.12千瓦/立方米/分钟,可再生压缩空气耗损率在9.1%~13.1%之间。显而易见,可再生压缩空气耗损率大小为干燥设备系统节能的技术关键。

有关压缩空气除湿的金属基材合成吸附剂高压除湿元件开发方面,目前相关研究机构已完成高压除湿元件原型,其通电直热金属元件本体温度在6分钟内即可由室温20℃升温至140℃,升温速率可达20℃/分钟。此结果相较于传统以热风加热时需要1至2小时才能达到140℃,显示在节能效果上,通电直热高压除湿法已优于传统热风法。

高效率马达动力机械关键技术开发与推广

马达动力机械为台湾企业主要用电器具,约占总用电量的46%,应用范围涵盖泵浦、压缩机、风机、机床等。以使用生命周期来看,马达设备用电成本约占设备整个生命周期使用成本的80%以上。以25马力的马达为例,用电成本占比达99%,空气压缩机马达为86%、泵浦为85%。以高效率马达更换效率低马达有超过3%以上的节能空间,马达系统最佳化则可降低电力需求30%。因此推动马达动力机械的节能已成为台当局工业主管部门推动工业领域节能工作的主要项目之一,岛内现已陆续开展法规标准修订、建立能源效率验证实验室、协助厂商开发高效率马达机械、改善与推广工厂马达机械系统测量等,现阶段主要推动工作项目包括高效率马达动力机械能源效率管理、产业节能、技术开发与政策推广等方面。

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