“這就是我們遷西縣低品位工業余熱應用于城鎮集中供熱系統加壓泵站,這些動力設備相當于是遷西供熱系統的‘心臟’。”明亮的設備間內,整齊的排列著數臺長距離輸配泵,遷西和然節能科技有限責任公司副總經理辛文慧形象地向中國經濟導報記者比喻道。“一旦這里出現任何一點小問題,都會影響到整個遷西縣的供熱穩定性。”辛文慧說。
“在此之前遷西縣使用傳統燃煤鍋爐房供熱,存在著嚴重的環境污染及熱源緊張等問題,而如今利用遷西縣城郊10公里外的鋼鐵廠低品位余熱,為縣城民用建筑供熱,替代了7臺40噸燃煤鍋爐實現遷西縣“無煤化”供熱。”辛文慧自豪地表示。
由傳統的燃煤供熱轉變為低品位工業余熱供熱,是什么讓遷西縣選擇了赤峰和然節能科技股份有限公司(以下簡稱“和然公司”)?他們又是如何一步步發展起來的呢?
實現提升供熱效率、減少財政補貼和改善環境質量“三贏”
遷西縣地處河北省東北部,擁有豐富的礦產資源,鋼鐵產量高。遷西縣原熱力公司成立于2002年,主要是通過傳統的燃煤鍋爐對城區熱用戶集中供暖,隨著遷西縣城區面積的不斷擴大,用煤量逐年增加,但傳統的燃煤供熱方式始終存在供熱效率低下、運行成本高、環境污染嚴重等弊端。
2014年5月,和然公司與清華大學建筑節能研究中心的的科研團隊開始對津西鋼鐵廠及津西特鋼兩個廠區內的低品位余熱進行詳細的調研,發現兩個鋼鐵廠生產過程中有大量的低品位工業余熱產生,并因為參數低沒有得到充分的利用,而被排放至大氣中。為了能夠使兩個廠區的低品位工業余熱應用到遷西的城市集中供熱系統中,和然公司與清華大學建筑節能研究中心設計出多個系統流程,突破多個技術難題,并由遷西縣政府組織專家論證會,對供熱方式的可行性和方案流程進行反復的論證分析,最終決定在遷西實施低品位工業余熱應用于城鎮集中供暖項目。
2014年7月,和然公司在遷西縣設立兩個項目公司——遷西和然節能公司和遷西富龍熱力公司,以合同能源管理方式實施遷西項目。其中,前者負責與相關鋼廠協調、購買熱能,后者負責管網建設和供暖。2015年2月,遷西縣成為全國首個工業余熱替代燃煤供暖的縣城。
“2015年我們已使遷西縣360萬平方米的民用建筑供熱實現了無煤化,目前一期工程年回收工業余熱總量折合標煤約6.35萬噸/年,對應減少CO2排放量16.75萬噸/年;減少SO2排放量543噸/年;減少NOx排放量473噸/年;節水量38萬噸/年。”遷西富龍熱力公司總經理楊玲江驕傲地說,2016~2017年度采暖期,遷西縣集中供熱總面積達420萬平方米,在網用戶約3萬戶。
對于在遷西推行低品位工業余熱供熱,遷西縣副縣長周定奎認為該項工作有幾點好處:
一是供暖質量高且穩定。項目自2015年2月份投入使用以來,不僅供暖運行穩定,供熱質量良好,而且得到了用戶的一致好評,社會效益和社會反響良好。
二是為津西、萬通鐵廠增加了收益。在此項目實施以前,津西、萬通兩個鋼廠每年都會產生大量的工業余廢熱,并且需要投入一定的資金進行專門處理。實施余廢熱供暖項目后,不僅節約了資金,而且還能通過出售低品位余熱,獲得一定的利潤。
三是減輕了財政負擔。除節省了今后幾年財政投資供暖基礎設施的幾億元投資外,也解決了每年財政需補貼熱力公司虧損的幾千萬元,同時又將原來財政投入的建設資金大部置換出來。還有,實現了綠色供暖。余廢熱供暖采用新的供熱熱源,節能減排效果顯著。
低品位工業余熱“高效利用”是關鍵
2015年10月國家發展改革委和住建部聯合發布的《余熱暖民工程實施方案》明確指出,到2020年,通過集中回收利用低品位余熱資源,替代燃煤供熱20億平方米以上,減少供熱用原煤5000萬噸以上。實施余熱暖民示范工程,選擇150個示范市(縣、區),探索建立余熱資源用于供熱的經濟范式、典型模式,不斷改革和完善城鎮供熱的政策機制和制度保障。在開展該類項目建設過程中解決余熱高效采集、整合、輸配、調節成為技術的關鍵問題。
“國家已將低品位工業余熱資源上升至國家戰略性資源,但至目前還未將低品位余熱應用于城鎮集中供熱技術進行大規模的推廣應用,主要原因就是低品位工業余熱品位低,穩定性差很難采集并實現供熱參數的合理匹配。”楊玲江介紹說:“城市供熱要求熱網管網內的熱水溫度及壓力維持在一個相對穩定的狀態,忽高忽低的溫度和壓力,會嚴重影響到整個供熱系統的安全性及穩定性。目前我們可以通過設計科學合理的供熱系統流程及先進的技術手段和裝備的應用,完全可以解決低品位余熱資源的參數合理匹配及遠距離輸送等問題,并能保證其安全穩定的運行。”
“能夠有效地降低熱網回水溫度,對于這類低品位余熱供熱項目效益影響是至關重要的,即使是幾度的溫差也會對系統產生很大的影響。”看出記者的不解,楊玲江解釋道,類似于遷西這種低品位工業余熱供熱項目,回水溫度的有效降低可以使回到廠區內的供暖水換取比其溫度更低的低品位余熱的熱量,同時相同質量的水因溫差變大,使得其攜帶熱量增加,因而對于滿足一定建筑面積的供暖需求,相應的泵耗就會減少。“這筆經濟賬對于任何熱力公司都是很客觀的,通過拉大熱網的供回水溫差可提高供熱管網50%的供熱能力。”楊玲江說。
在某小區的換熱站中國經濟導報記者看到和然公司自主研發的立式吸收式換熱器。楊玲江介紹到,該立式吸收式換熱器是低品位工業余熱應用于城鎮集中供熱系統及實現大溫差的關鍵技術裝備。“與傳統的熱力站換熱機組相比,該立式吸收式換熱器大大節約了占地面積,調控簡單,安裝位置靈活,并取消了庭院管網,一次網直接鋪設至樓前,實現單棟可調。目前這是第一代機器,在今后的發展中我們將進一步的將機器小型化、智能化。”
隨著遷西縣城區的不斷發展,供暖面積將逐年增加,從津西股份、津西特鋼兩座鋼廠回收的余熱量不能滿足未來遷西縣發展的冬季采暖熱源需求。他表示:“為有效解決遷西縣熱源緊張的局面,滿足集中供熱的長遠需要,和然公司決定將利用兩個廠區內的煙氣余熱及高爐爐壁冷卻循環水的余熱作為后續的熱源補充。”他表示,截至2016年2月,7臺煙氣換熱設備已經全部安裝調試完畢,其中的5臺設備已經投產供暖。“項目二期預計2022年達到設計能力,屆時供熱面積可以達到684萬平方米,可實現年回收工業余熱301.7萬GJ,總供熱能力361MW;年回收工業余熱總量折合標煤約10.3萬噸/年,對應減少CO2排放量27.2萬噸/年;減少SO2排放量876噸/年;減少NOx排放量762噸/年;節水量84萬噸/年。”項目三期為長遠規劃,隨著縣城不斷發展,“未來最終供熱面積可達1084萬m2,最終供熱能力達561MW。”楊玲江說。
多方努力才能更好促進低品位余熱運用
在開展低品位工業余熱集中供暖實踐過程中,需要解決余熱高效采集、整合、輸配、調節等關鍵問題。解決這些關鍵問題的實質就是將熱源、熱網、末端用戶三者視為整體,統籌優化,系統化地打破低品位工業余熱應用于城鎮集中供暖的技術壁壘,使得更多的低品位工業余熱從工廠更經濟地輸配出去,更安全、可靠地被末端用戶所利用。
“在我們正式投產前,遷西縣政府給了我們極大的支持,在不違反法政策法規的前提下,為我們開通了‘綠色辦理通道’,使得我們在最短時間內辦好了所有的手續,使該項目順利開工。”當初的情景,楊玲江還歷歷在目。“而且政府還為我們與津西集團的上級公司北京東方集團協調調峰熱源,在極寒天氣的時候,協調京西鋼廠內部的低壓飽和蒸氣,作為我們的調峰熱源,在熱量不足的時候,用低壓飽和蒸氣去補充一下,把熱水的溫度再提高一點,以保證供熱的穩定。”楊玲江感激地說。
談到未來發展愿景,楊玲江告訴中國經濟導報記者,“我們在2015年和然公司與清華大學建筑節能研究中心、中國能源基金會,中國節能協會節能服務產業委員會共同對河北省的低品位工業余熱資源進行了詳細調研。”通過相關的數據分析唐山地區因鋼鐵、水泥、焦炭企業較多具有豐富的低品位工業余熱資源,并且該地區的熱電聯產企業當中的低品位余熱也未得到有效的利用,若能夠將該地區進行整體的規劃,逐步建立大的供熱管網,該地區的低品位的低品位余熱資源不僅可以滿足當地的供熱需求,并有一定的余量可以向鄰近的城市提供一定的熱量。
他還對記者表示:“低品位工業余熱應用于城鎮集中供熱,需要工業企業、熱網、末端之間相互協調,在工廠、熱網、末端都要進行相應的技術改造和設備投入,只有政府,工業企業,熱力公司達成共識,相互之間協調統一,在爭取彼此利益的同時也更愿意主動地承擔一定的社會責任,為實現一方清潔供熱付出各自的努力,才可以使低品位工業余熱得到更好的利用。”
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