項目動態(tài) 上海市為了響應(yīng)國家的節(jié)能減排政策,完成 “十三五”的節(jié)能目標(biāo),即到 2020 年全國萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比 2015 年下降 15%,能源消費(fèi)總量 控制在50億tce以內(nèi),依據(jù)國務(wù)院印發(fā)的相關(guān)工作 方案,在“十三五”期間繼續(xù)推進(jìn)工業(yè)節(jié)能工作,歸 并整合了節(jié)能方面的扶持辦法,對工業(yè)節(jié)能、合同 能源管理、電機(jī)等三項節(jié)能政策進(jìn)行歸并整 合,確定了五個重要支持方向,推進(jìn)工業(yè)節(jié)能全領(lǐng) 域、全過程、全模式的升級改造。
1 工業(yè)節(jié)能技術(shù)改造的背景
為了落實(shí)節(jié)約資源的基本國策,加快建設(shè)節(jié) 約型社會,實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo),2006 年 8 月,國務(wù)院印 發(fā)了《國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定》,提出要 在六個方面著力抓好重要領(lǐng)域的節(jié)能,大力推進(jìn) 節(jié)能工作的落地實(shí)施。2007 年 6 月,國務(wù)院印發(fā) 了《節(jié)能減排綜合性工作方案》,對節(jié)能減排工作 作出了部署,提出要完善政策,形成激勵和約束 機(jī)制。2013 年 7 月,國務(wù)院再次印發(fā)《節(jié)能減 排綜合性工作方案》,針對用能規(guī)劃及用能形勢, 繼續(xù)加大節(jié)能投入,從四個方面和十大重要節(jié)能 工程(比如能量系統(tǒng)優(yōu)化、工業(yè)鍋爐窯爐等)持續(xù) 推進(jìn)節(jié)能減排工作。
為了積極完成本地區(qū)的節(jié)能減排任務(wù)目標(biāo),上 海市也先后出臺了《上海市節(jié)能技術(shù)改造項目專項 扶持實(shí)施辦法》《關(guān)于做好節(jié)能項目節(jié)能量核定工 作的通知》等文件,確定由市級財政安排專項資金 “以獎代補(bǔ)”方式對企業(yè)實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造給予適 當(dāng)支持和獎勵[2]。
2 上海市“十三五”期間節(jié)能技改政策的更新
上海市依據(jù)國家和本地節(jié)能減排政策,發(fā)布了 節(jié)能技術(shù)改造項目的專項扶持辦法,旨在提高工業(yè) 能源利用效率,加快工業(yè)節(jié)能改造升級。隨著節(jié)能 工作的不斷深入,工業(yè)節(jié)能成本大幅上升。因此, 2017年上海市更新了相關(guān)扶持辦法,主要加大了支持力度,降低了補(bǔ)貼門檻。在節(jié)能技改方面,補(bǔ)貼 標(biāo)準(zhǔn)由 300 元/tce 提高到 600 元/tce,補(bǔ)貼門檻由 500 tce降低到300 tce。
3 節(jié)能量審核項目的總體情況
“十三五”期間(2016年沒有項目申報和審核, 因此僅考慮2017-2020年期間項目)上海市工業(yè)節(jié) 能專項共補(bǔ)貼節(jié)能技改項目 114 個,投資額總計 14.9億元,節(jié)能量總計24.3萬tce,專項補(bǔ)助資金共 計0.98萬元。 按照年份來統(tǒng)計項目數(shù)量、投資額和節(jié)能量的 情況詳見表1。
3.1 按照打包和單一項目分析
根據(jù)項目打包申報(即同一個企業(yè)將不同設(shè)備 的節(jié)能改造項目作為一個項目申報)或單一申報 (即同一個企業(yè)僅對某個設(shè)備節(jié)能改造項目進(jìn)行申 報)的數(shù)量變化情況可知,打包項目占比不斷增加, 而單一項目占比不斷下降(見圖1)。
這一變化趨勢表明,隨著節(jié)能技改工作的不斷 深入,許多節(jié)能技術(shù)成熟、效果好的項目已經(jīng)完成, 而企業(yè)在不斷的節(jié)能技術(shù)改造過程中,可挖掘的節(jié) 能潛力變小,只能從多種設(shè)備的小改造入手。因 此。300 tce節(jié)能量的申報門檻導(dǎo)致了越來越多的 小項目通過打包才能進(jìn)行申報。
3.2 按照五大領(lǐng)域匯總的項目特點(diǎn)分析
“十三五”期間,上海市市級財政獎勵節(jié)能技改項目按照能量系統(tǒng)優(yōu)化工程、電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程、 余熱余壓利用工程、工業(yè)鍋爐窯爐工程、綠色照明 工程這五大領(lǐng)域進(jìn)行劃分,其中:能量系統(tǒng)優(yōu)化項 目53個,投資額120 916萬元,節(jié)能量15.5萬tce; 電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能項目36個,投資額16 230萬元,節(jié)能 量 2.8 萬 tce;余熱余壓利用項目 13 個,投資額 5 901萬元,節(jié)能量4.5萬tce;工業(yè)鍋爐和窯爐工程 項目5個,投資額4 442萬元,節(jié)能量1.1萬tce;綠 色照明項目7個,投資額1 773萬元,節(jié)能量0.4萬 tce(見表2)。
“十三五”節(jié)能技改審核項目中能量系統(tǒng)優(yōu)化 和電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能這兩個領(lǐng)域的技改項目數(shù)量,合計 占到總量的 78%(見圖 2)。
同時,圖 3 反映了能量 系統(tǒng)優(yōu)化領(lǐng)域的項目數(shù)量隨著年份變化,逐漸減 少。而相反,電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域的項目數(shù)量則不斷增加。其它三類領(lǐng)域的項目數(shù)量比較穩(wěn)定,變化趨 勢不明顯(見表3)。
結(jié)合圖 3 和圖 4 分析,余熱余壓和工業(yè)鍋爐窯 爐工程進(jìn)行節(jié)能技改產(chǎn)生的節(jié)能量效果的性價比 較高,且投資門檻低,但考慮到大部分企業(yè)沒有余 熱余壓或采用工業(yè)鍋爐窯爐,且鍋爐提標(biāo)改造適用 其他專項政策,因此每年的項目總數(shù)量變化不大。 綠色照明工程的投資門檻低,而且節(jié)能技術(shù)成熟, 考慮大體量的節(jié)能項目改造已在前幾年完成,目前 大多數(shù)是較小體量的改造工程,不一定滿足申報門 檻,因此項目總數(shù)量處于較低水平。電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能 工程的適用性非常廣,且投資門檻低,因此項目總數(shù) 量逐年遞增。能量系統(tǒng)優(yōu)化工程節(jié)能量較高,但投 資門檻也較高,出現(xiàn)了項目數(shù)量逐年下降的趨勢。
3.3 按照年度匯總的項目特點(diǎn)分析
按照年份來比較投資額和單個項目產(chǎn)生的平 均節(jié)能量,查看所有的項目發(fā)現(xiàn),某幾個重大項目 的投資額或節(jié)能量占比非常大,從而影響了節(jié)能效 果對于總體節(jié)能技改情況的分析。因此,我們剔除 以下幾個項目,分別為:2017 年的寶鋼和上電的 2 個技改項目,其投資額占比為 95.2%,節(jié)能量占比 為 60.0%;2018 年寶鋼的 3 個技改項目,其投資額 占比為 56.8%,節(jié)能量占比為 36.4%;2019 年的漕 涇熱電和吳涇第二電廠的2個技改項目,其投資額 占比為 68.8%,節(jié)能量占比為 41.7%;2020 年寶鋼 的技改項目,其投資額占比不高,為5.8%,但其節(jié)能 量占比為37.1%。
依據(jù)以上調(diào)整,將原始數(shù)據(jù)作為調(diào)整前數(shù)據(jù), 剔除上述項目后的作為調(diào)整后數(shù)據(jù),對比調(diào)整后每 年的情況如表4。
通過圖 5 和圖 6 可知,每萬元投資額和每個項 目產(chǎn)生的平均節(jié)能量均呈現(xiàn)階梯式下降,但后者較 前者下降趨勢更緩慢,而兩者的線性趨勢均為逐年 減少。
4 節(jié)能技改項目典型案例介紹
從審核項目中按照不同節(jié)能領(lǐng)域,選取節(jié)能技 術(shù)成熟且效果較好的典型案例作簡要介紹,其中綠 色照明工程的技術(shù)已經(jīng)非常成熟,普及性容易且改 造要求低,因此不在此進(jìn)行贅述,僅從另外四個領(lǐng)域中選取了典型案例。
4.1 能量系統(tǒng)優(yōu)化項目案例
1)某糧油公司優(yōu)化精煉生產(chǎn)線中車間的工藝 流程。在兩個車間中均增加一臺換熱器并通過管 路改造,使車間一中的中間油產(chǎn)品與精煉油產(chǎn)品進(jìn) 行換熱,減少精煉油的熱量浪費(fèi)。改造后中間油產(chǎn) 品溫度提高 30 ℃,減少后續(xù)加熱中間油產(chǎn)品的蒸 汽消耗。車間二中的油產(chǎn)品二與精煉油換熱,提高 了油產(chǎn)品二的出油溫度,改造后油產(chǎn)品二溫度上升 5 ℃,減少后續(xù)燃?xì)鉅t燃料氣消耗。項目節(jié)約 了蒸汽和天然氣的消耗。
2)某電腦公司的中央空調(diào)系統(tǒng)冷回收。該項 目通過增加冷卻塔板式換熱器,在冬季室外溫度較 低的情況下替代冰機(jī)制冷,節(jié)約冰機(jī)的用電量。
工廠中共有4臺不同制冷量的冰水主機(jī),一般夏 季4臺全開,春秋季開2臺,冬季開1臺??紤]到冬 季室外溫度為8 ℃或者更低,而冷卻塔系統(tǒng)中的循 環(huán)水經(jīng)冷卻后溫度為5~8 ℃或者更低,所以,工廠結(jié) 合實(shí)際情況進(jìn)行流程優(yōu)化設(shè)計。在冷卻塔系統(tǒng)中增 加板換來回收冷卻水中的冷量,轉(zhuǎn)換成冷水后接入 冰水系統(tǒng),供給車間使用,能夠完全滿足冬季車間冷 負(fù)荷的使用要求,節(jié)省了冬季冰機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用。
4.2 電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能項目案例
1)某公司傳動系統(tǒng)的工廠空調(diào)系統(tǒng)原先使用 兩臺溴化鋰機(jī)組及兩臺螺桿式冷水機(jī)組。此次改 造是將一臺離心式冷水機(jī)組(制冷量4 650 kW)替 換原先的一臺溴化鋰機(jī)組(制冷量6 265 kW),即拆 除一臺溴化鋰機(jī)組,另一臺作為備用。
新增的離心式冷水機(jī)組采用變頻磁懸浮壓縮 技術(shù),無任何接觸摩擦,因此無需潤滑油,也不產(chǎn)生 無換熱器油膜熱阻,可提高蒸發(fā)、冷凝換熱效率 15%以上。采用永磁同步電機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻驅(qū)動,其轉(zhuǎn) 速隨負(fù)荷變化進(jìn)行自動調(diào)節(jié),確保機(jī)組在不同工況 下的穩(wěn)定,效率運(yùn)行。
該改造實(shí)現(xiàn)了用一臺離心式冷水機(jī)組完全替 代一臺溴化鋰機(jī)組,并且改造后在夏季制冷時,備用溴化鋰機(jī)組在未開啟狀態(tài)已經(jīng)能滿足工廠內(nèi)需 求,達(dá)到了很好的節(jié)電效果。
2)某儀表公司通過增加伺服系統(tǒng)來改變傳統(tǒng)注 塑機(jī)的定量泵液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的注塑機(jī)的液 壓傳動裝置中的油泵都是定量油泵,電動機(jī)提供額定 功率和轉(zhuǎn)速,油泵將電動機(jī)所輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)?壓力能,然后向液壓系統(tǒng)的液壓元件輸送具有一定 壓力的恒定流量液壓油,滿足液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動負(fù) 載所需能量的要求,但從注塑成型整個過程來看,在 加料及冷卻這兩個階段所需的液壓油量要求較低, 完全可以通過減少供油量來減少油泵的用電量。
因此,伺服馬達(dá)通過編碼器傳輸信號回饋至驅(qū) 動器進(jìn)行準(zhǔn)確的回轉(zhuǎn)控制,來調(diào)節(jié)輸出合適的液壓 流量,且油泵上串聯(lián)壓力傳感器,將壓力信號反饋至 驅(qū)動器端進(jìn)行連續(xù)的閉回路控制來準(zhǔn)確調(diào)節(jié)液壓油 的壓力,通過伺服控制系統(tǒng)匹配注塑成型各階段所 需要的壓力與流量,大幅降低非必要的電力消耗。
另一部分改造是采用新型的電磁感應(yīng)加熱系 統(tǒng),來替代傳統(tǒng)的電熱圈即電阻絲發(fā)熱方式。其采 用磁場感應(yīng)渦流加熱原理,即電流通過線圈產(chǎn)生磁 場,磁場內(nèi)磁力線通過導(dǎo)磁性金屬材料時會使金屬 體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)小渦流,使金屬材料本身自行高速發(fā) 熱,達(dá)到加熱金屬材料體內(nèi)物件溫度。另外,可以 根據(jù)具體情況在料筒外部包裹一定厚度的隔熱保 溫材料,這樣就大大減少了熱量的散失,提高了熱 效率,因此節(jié)電效果十分顯著,可達(dá)30%~75%。
4.3 余熱余壓利用項目案例
1)某化工塑料公司的增設(shè)預(yù)加熱器回收蒸汽 余熱技改項目。原先工藝是需要通過一股額外蒸 汽循環(huán)加熱溫度為20~30 ℃ A+B的混合溶劑,在 精餾分離塔進(jìn)行分離提純?;旌先軇┻M(jìn)入分離塔 后,其中低沸物A經(jīng)過塔頂流出,而含有水蒸氣的氣 相混合物B需要先進(jìn)入冷凝器,使用冷卻循環(huán)水降 低混合物溫度,之后進(jìn)入靜置分離槽分離回收B。
改造增設(shè)預(yù)加熱器,使用未冷卻前的氣相混合 物作為熱源,對混合溶劑進(jìn)行預(yù)加熱,使其升溫至 45 ℃,從而減少額外蒸汽的加入量。而在預(yù)加熱器中,換熱冷凝后的氣相混合物B可直接送入靜置分 離槽,分離后回收B,減少使用冷卻循環(huán)水,降低了 水泵等耗電量。 2)某材料公司原先車間的蒸汽加熱布匹后冷凝 水未進(jìn)行回收直接排走。公司通過節(jié)能技改增加冷 凝水收集箱,用2臺水泵供給鍋爐房,用于補(bǔ)充鍋爐 水。鍋爐房供水溫度提高了,軟水的使用量也減少 了,不僅節(jié)約了天然氣用量,也減少了新水的用量。
4.4 工業(yè)鍋爐窯爐項目案例
1)某陶瓷公司的干燥窯在設(shè)備改造前采用天 然氣直接燃燒產(chǎn)熱對生坯進(jìn)行加熱干燥,需要消耗 大量的能源。本次改造主要包括將原來的單層干 燥窯改造為雙層干燥窯,放慢干燥速度,使得窯體 內(nèi)的熱氣和坯體充分交換熱量,與原來的單層干燥 窯相比提高了熱交換效率。改為雙層窯爐后,干燥 窯通過熱風(fēng)管與后工段燒成窯爐的窯頭尾氣排放 管進(jìn)行連通,直接利用后工段燒成過程中排放的尾 氣預(yù)熱(尾氣溫度在200~250 ℃)對坯體進(jìn)行加熱 干燥。后工段燒成窯爐尾氣提供的熱量可以完全 滿足干燥窯加熱干燥坯體的需要,大幅減少了天然 氣的使用量。雙層干燥窯全部改裝了變頻器,將原 來單層干燥窯使用的50 Hz 變頻器全部改為20 Hz 的變頻器,可以使干燥窯內(nèi)熱風(fēng)溫度自動控制,同 時也使窯內(nèi)的濕氣快速而有效地排出體外,干燥效 率提高,減少電能消耗。
2)某化工公司新增一套廢熱鍋爐及配套的給 水泵組鍋爐,使700 ℃的煙氣經(jīng)過廢熱鍋爐換熱后 降至550 ℃,然后再經(jīng)過水冷卻到240 ℃后進(jìn)入袋 式過濾器(袋式過濾器的較高溫度為 260 ℃)。減 少原先直接采用降溫噴槍噴水將高溫?zé)煔鈴?700 ℃冷卻至 240 ℃的過程中,浪費(fèi)的大量水蒸氣。同時又產(chǎn)生 2.2 Mpa 的蒸汽用于加熱其它產(chǎn)品。
廢熱鍋爐采用的是效率高,產(chǎn)氣量大的帶汽包的 管殼式余熱鍋爐,煙氣由管層由上至下流經(jīng)換熱器, 經(jīng)過處理的軟水進(jìn)入汽包后在重力作用下由下降管 進(jìn)入換熱器殼層,所產(chǎn)生的蒸汽由上升管進(jìn)入汽包后 進(jìn)行氣液分離,分離后的氣體通過蒸汽出口進(jìn)入系統(tǒng),而液體則再通過下降管進(jìn)入換熱器本體進(jìn)行熱交 換。同時,項目采用了大量的先進(jìn)儀表,如雙液位控 制、溫度、壓力、流量測量、智能調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)、DCS 實(shí)時 監(jiān)測控制等措施保證鍋爐的效率高且安全運(yùn)行。 項目運(yùn)行后,根據(jù)車間產(chǎn)品生產(chǎn)情況的不同, 廢熱鍋爐吸收的煙氣余熱所產(chǎn)生蒸汽,可年產(chǎn) 2.2 MPa 的蒸汽 3.2 萬 t,用于加熱某原料油到 200 ℃,對于未使用完的蒸汽通過減壓閥降壓至 1.2 MPa 后供另外兩個車間生產(chǎn)使用。
5 結(jié)語和建議
5.1“十三五”節(jié)能技改項目的主要趨勢
1)節(jié)能技改項目的總投資額每年波動變化,但 整體呈現(xiàn)下降趨勢。對應(yīng)的每萬元平均節(jié)能量呈 現(xiàn)階梯式下降,整體呈現(xiàn)減少的趨勢。
2)每年的總節(jié)能量整體變化較平穩(wěn),但單個項 目產(chǎn)生的平均節(jié)能量呈現(xiàn)階梯式下降,整體呈現(xiàn)減 少的趨勢。
3)企業(yè)申報項目多為幾個子項目的打包項目, 單一項目節(jié)能量超過 300 tce 的難度增加,改造項 目的節(jié)能挖掘難度增加,節(jié)能潛力隨著改造工作的 實(shí)施逐步減小。
5.2 建議
1)深入挖掘新的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品,需要從 審核完成并且節(jié)能效果好的項目中總結(jié)適用性廣 的技術(shù)和產(chǎn)品,通過各種宣傳渠道推廣,讓企業(yè)能 夠了解并轉(zhuǎn)化為己用。
2)對于采用新的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品的項目, 提高補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn),提高企業(yè)對新技術(shù)的應(yīng)用意愿。
3)引入專業(yè)的第三方機(jī)構(gòu)對企業(yè)能源利用狀 況進(jìn)行各方面的診斷,采用新技術(shù)、系統(tǒng)能源利用 優(yōu)化等節(jié)能措施,進(jìn)一步提升企業(yè)能效水平
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