工厂节能减排方案汇总

工厂节能减排方案汇总

一、蒸汽梯级利用技术解决方案

蒸汽就是工业企业主要得能源品种,具有热值高、用量大,热损耗多得特点,目前许多企业存在着高能低用,低能弃用(冷凝水直接排放)得现象,由于管网蒸汽压力过高,末端用户均采用减压阀进行降压后使用,降压导致了热能损耗,同时由于疏水阀汽水分离效果较差,在排放冷凝水得同时,也排放低压蒸汽造成蒸汽热能损失,更有许多企业直接排放冷凝水(温度一般70～95℃),热能损耗更为严重。为此,蒸汽节能得重点技术—梯级利用,实行高能高用,低能低用,合理使用蒸汽得全过程热源,提高蒸汽热能使用效率。

1、蒸汽梯级利用策略

2、高效利用减压热能技术解决方案—差压发电

差压发电就就是利用蒸汽用户使用减压阀将饱与蒸汽转换为过热蒸汽使用时造成得压力热值损失用于发电得一种节能技术。通过差压发电得应用,不但可以在完成调温降压得同时把压差能转换为电能,而且对生产工艺蒸汽用量得影响微乎其微,就是一种高效得热能利用技术项目。

(1)差压发电技术原理

管网蒸汽输入企业后,通过容积螺杆发电机进行降温减压后,输出符合工艺要求得过热蒸汽,在降温减压得同时,利用蒸汽压力推动容积螺杆发电机运转,并把机械能转换为电能直接输入电网。

(2)技术特点

A、适应性广;能适应过热蒸汽、饱与蒸汽、汽水两相流体与热水(包括高盐分热水)工质等;

B、无级调速;转速一般设计为(1500~3000)r/min,相比同功率汽轮机,有较高得内效率,一般在65%以上;

C、输出蒸汽压力稳定;通过调节设备速度可高精度控制蒸汽得输出压力与温度。

D、操作方便,运行维护简单,而且具有除垢自洁能力,大修周期长;

E、起动不需要盘车、暖机。噪音低、平稳、安全、可靠,全自动无人值守运行;

3、高效利用排放蒸汽技术解决方案—二次蒸汽热能回收技术

二次蒸汽热回收技术利用高压蒸汽与低压蒸汽或高温冷凝水得压差通过闪蒸得方式提高低压蒸汽或高温冷凝水得压力与温度,形成可直接用于生产得蒸汽,通过闪蒸方式回收低温蒸汽或高温冷凝水得热值。

(1)二次蒸汽热能回收工作原理

借助高压蒸汽(驱动蒸汽)喷射产生得高速气流将低压蒸汽或凝结水闪蒸汽压力与温度提高,从而使低压蒸汽得压力与温度提高到生产工艺要求,使排出回收得二次蒸汽得到循环再利用,达到节能得目得。

(2)系统特点

●充分利用蒸汽系统得压力差与汽水密度差得物理现象进行系统运行,不需要驱动动力源。

●系统具有完整得数据采集功能;本系统采用温度传感器、压力传感器、涡街流量计等模拟量与数字量得采集器,实时传输系统得运行状态与各项技术参数。提高了系统得控制精度与实时性。

●系统具有完善得保护功能与报警功能,提高了系统得安全性能。

●可回收二次蒸汽为蒸汽用量得5～10%以上。

4、冷凝水余热回收技术

冷凝水换热回收技术就就是通过冷凝水热交换器把冷凝水得热能交换到工业用热水或为职工洗澡、生活用水之中,使冷凝水得排放温度从90℃以上下降到40℃以下,具有较好得节能应用前景。

(1)冷凝水热回收工作原理

蒸汽排放或返回热电厂得冷凝水通过冷凝水换热器与低温热水(自来水)进行热交换,把冷凝水中得热值转移到低温热水之中,并把得到热能得高温热水输送到保温水箱中待用,以此减少蒸汽转换热水用量。

(2)系统特点

●充分利用了热能,实现了蒸汽能源得梯级利用,减少了蒸汽转换热水得用量。

●系统转换效率较高,可达到90%以上,排水温度可降到50℃以下。

●减少了热能污染与冷却能耗。

●可回收热能量为蒸汽用量热值量得3～10%以上。

二、工艺循环冷却水系统节能技术解决方案

工艺循环冷却水系统就是企业保障设备运行,提高工艺质量所建立得动力水循环系统,其功能就是把机械运行所产生得热能、加热后产品降温热能进行冷却得工艺保障系统。目前,按工艺循环冷却水系统得设备结构可分为二类,一类就是通过循环水泵、冷却塔、换热器进行工艺循环冷却。另一类还要增加水冷冷水机组通过制冷提高冷却效果。由于工艺循环冷却水系统得运行时间长,负荷变化大,系统能耗高,成为工业企业得重点高能耗部位,为此,根据系统设备、负荷变化与气候条件得特点,采用不同得运行模式进行系统性节能势在必行,具有较好得节能效果。

1、工艺循环冷却水系统节能策略

2、工艺循环冷却水优化控制节能技术

A、节能分析

工艺循环冷却水系统由冷却塔、循环水泵、水冷冷水机组、换热器等组成,系统运行负荷受到生产设备发热负荷、季节气候、昼夜温差等因素得影响,导致负荷得动态变化,而工艺循环冷却水系统得运行都就是凭经验进行控制,固定机台运行,存在着大马拉小车得现象,造成了电能浪费。同时系统拖动电机均为风机水泵类变转矩负载,根据变转矩负载得特性,转速与转矩就是二次方得关系,转速与功率就是三次方关系。也就就是说,只要下降10%得转速可以节约18%得能耗。如果采用优化控制技术与变频调速技术在满足生产负载冷却效果得前提下,根据冷却水回水温与出水温度得温差控制系统得开机台数,实时调整风机水泵得运行速度,调节风速与流量,既可满足生产工艺要求,又能达到节约电能得目得。

B、技术原理

工艺循环冷却水节能系统采用动态跟踪控制与模糊控制技术,实行恒温差闭环控制,使用触摸屏设定目标控制值,温度传感器采样温度作为反馈值,经PLC控制器得分析、判断、运算后,输出适合需要得控制值。并采用变频调速性能好得变频器作为执行单元,具有完善得保护功能与软启动功能,减少电路中得冲击电流。

C、系统特点

●提高了系统得自动化程度;原系统采用了最简单得启停电路,现场操作,工频运行,通过节能改造后可实现自动化运行。

●实现了动态模拟量控制;本系统采用4～20mA电流信号得温度变送器与压力变送器作为数据采集器,实时有效地采集了动态变化得实时数据,并通过模拟量模块传输到入PLC控制器中进行数据得运算处理。提高系统得控制精度与实时性。

●系统采用了现场总线技术;本系统各变频器、PLC、操作界面与集中监控系统实现了现场总线控制,实时进行数据、操作指令与运行状态得实时传输,简化了线路结构,提高系统得可靠性。

●系统采用了旁路电路结构;本系统中设计了旁路电路,当变频器产生故障时,系统自动切换到旁路系统运行,并发出故障报警,不会因系统故障而影响生产。

●系统具有完善得保护功能,提高了系统得安全性能。

3、气候温差控制节能

A、节能分析

在工艺循环冷却水系统得应用中,为了提升系统得冷却效果,采用了水冷冷水机组进行制冷降温得运行模式,一年四季开启水冷冷水机组运行,特别就是在零度以下得气候条件下也照开不误,供回水温差很小,导致了大量得电能浪费,如果利用冬天气候温度较低、冷却效果上升得气候条件,停开冷水机组,通过冷冻水系统与冷却水系统得外循环进行换热运行,不但可以满足系统得冷却效果,而且可以节约主机能耗,达到节能目得。

B、技术原理

当气候环境温度低于10℃以下时,采用冬季节能运行模式,这时停止水冷冷水机组得运行,由冷冻水循环泵通过冷冻水系统与冷却水系统得旁通控制阀把回水送入冷却水系统,经冷却塔得冷却降温后,由冷却水系统循环泵通过冷却水系统与冷冻水系统得旁通控制阀输入冷冻水系统,并不断循环运行。当气候温度上升,达不到冷却效果时,系统恢复原有工作模式,开闭旁通控制阀,启动制冷主机,实现原系统循环运行。

C、性能特点

●系统结构简单,工程量少,技改投资较少。

●可节约三至四个月得主机能耗,节能效果明显。

●运行模式自动化控制,并根据气候温度与回水温度自动切换,确保系统得冷却效果。

●系统具有完善得保护功能,提高了系统得安全性能。

4、余热回收节能

A、节能分析

工艺冷却水系统得目得就是把生产系统得多余热量转移到大气之中,确保生产系统得正常运行或满足工艺要求。这些热量具有量大、温度低(50~60℃左右)、回收难度大得特点,不但没有进行回收,而且还很多得能耗进行冷却转移,形成得双向能量浪费。如果把这部分余热进行回收利用,不但增加了能源资源,而且减少得能源消耗,具有较好得节能前景。

B、余热回收原理

经循环冷却换热后得高温循环水通过余热回收换热器与低温循环水进行热交换,把高温循环水中得热值转移到低温热水之中,并把得到热能得高温热水输送到保温水箱中待用,热水得利用应根据企业得用能需求设计。

C、余热回收后得应用

●直接使用热水;把热水直接输送到生产或者生活系统使用。

●升温加热为蒸汽使用;把热水通过蒸汽热泵或高效电热蒸汽发生器进行升温加压形成蒸汽使用。

●温差发电;利用有机工质朗肯循环低温余热发电技术把低温余热得热能通过扩容升温转换为电能使用。

三、空压机综合节能技术解决方案

空压机就是工业企业普遍使用得能量转换设备,主要功能就是把电能转换为气压能,利用压缩空气得能量驱动控制阀与汽缸完成相关得工艺动作,它既可作为控制动力源,又可作为驱动动力源,一般驱动压力在1Mpa以下得自动化系统均采用气压驱动。所以广泛应用于自动化控制系统。空压机产生气压得过程就是一个电能转换为机械能,机械转化为气压得过程。所以空压机系统得节能主要有三个方面,一就是提升运行效率,二就是提高输送使用效率,三就是回收与利用电能转换为机械能时产生得热能,三个层次得节能形成了空压机系统高效低耗得节能运行体系。

1、空压机节能策略

热能回收节

能量20%优化控制

节能率8%

变频调速节能率20%节能后空压机

能耗52%左右

1

2

3

4

2、空压机系统结构

3、空压机变频节能

(1)空压机得可行性分析

为了保障系统供气压力,在空压机设计安装时都会增大装机容量,并处于常年连续运行状态。当供气压力达到设定最高值时,空压机卸载,关闭吸气阀门或停机,当系统压力降到设定最低值时,空压机启动加载,满负荷运行,由于频繁得加载、卸载对电路产生了较大得冲击电流,造成了电能浪费,增大了机械损耗。如果采用变频调速技术,在满足用户压力负载需求得前提下,通过调节空压机电机得

输出功率,有效调整压力流量得技术参数,使空压机运行在无频繁加载、卸载得平稳状态下,可减少启动电流与冲击电流,提高运行性能,降低机械损耗,保护电路安全,节约电能资源。

(2)技术原理

采用动态跟踪控制与模糊控制技术,经压力传感器采样与数值反馈,通过PID 控制器得分析、对比、判断、运算后,输出适合系统负载需要得轴功率,使气压系统保持在压力恒定状态,并大大减少机组频繁加载与卸载,优化了运行状态,提高了工作效率,实现了最大限度得节能。

(3)性能特点

●节电率高,节电率可达15%以上。

●实现软启动,对电网无冲击,降低对变压器容量得要求。

●功率因数提高,减少无功损耗,使功率因率达到1。

●恒压供气,运行平稳,可靠性高。

●无频繁加载、卸载。压缩机得使用寿命及检修周期都将得到大大延长。

●空压机排气量由空压机得转速来控制,气缸内气阀片不再反复地开启与关闭,阀座、弹簧等工作条件大大改善,避免了高温、高压气体急剧得流动与冲击,维修工作量减少。

●设置故障报警及自动切换,提高了系统得安全可靠性。

4、空压机系统管理节能

(1)节能分析

根据空压机电机系统节能项目得多年实施经验总结,大多数压缩空气系统所消耗得能源明显高于其实际消耗得能源量,高送低用、系统泄漏、人为虚假用气

与不正确使用大约消耗了约40％得压缩空气量,导致了大量气能损失,通过压缩空气系统得优化控制可以达到15～35%得节能效果。

(2)技术原理

系统采集各支路得供气压力、用气流量与末端气压等技术参数,并根据各支路得用气需求所设定得目标值,经计算机得分析、比较、判断与运算后,实时调整各支路得流量执行机构得开度,达到供气压力、供气流量与实际负载需求量得一致,减少输送能量损耗,同时根据系统压力得变化检测系统漏气损耗,并及时进行报警。彻底解决了高送低用、系统漏气、人为虚假用气等造成得能量损失问题。

(3)性能特点

●稳定恒压用气区间(模糊控制),线形运动稳定下游系统得空气压力,控制精度±0、05bar;

●压力显示及指定压力设定功能:消除压力波动导致得错觉需求;

●掉电自我保护功能,可在掉电后保证系统阀门处于全开状态,保障系统安全运行;

●提高系统储气能力,减少泄漏及人为造成得错觉需求浪费;

●具备远程监控通讯及远程参数设定功能;

●低压力损失无缝钢管设计,整体装置得压降不超过0、5psig(0、03bar);

●实际调节输出压力范围1、5-10bar;

●使用环境温度-20°C～80°C,适用于各种工艺需求得压缩空气恒压输送。

4、空压机热能回收

(1)节能分析

空气压缩机长期连续有运行过程中,把电能转换为机械能,机械能转换为风能,在机械能转换为风能过程中,空气得到强烈得高压压缩,使之温度骤升,这就是普通得物理学机械能量转换,机械螺杆得高速旋转,同时也产生摩擦热,这些产生得高热由空压机润滑油得加入混合成油气蒸汽排出机体,这部分高温油气流得热量相当于空压机功率得60%,它得温度通常在80℃(冬季)100℃(夏秋季),这些热能都由于机器运行温度得要求,都被无端地废弃排往大气之中,即空压机得散热系统来完成机器运行得温度要求。空压机热回收就就是利用热能转换原理,把空压机散发得热量回收转换到水里,水吸收了热量后,水温就会升高空压机运温度就会降低。

科学技术支持:空压机有40%得电能转化为空气能,有60%转化为热能,我们利用物理学得(相变理论),使空压机热能回收得以突破达到空压机总功率得93%以上,就是传统热回收得200%以上。

(2)空压机热回收技术原理

(3)空压机回收热能应用

四、污水处理节能解决方案

1、节能分析

污水处理系统已成为城市与许多排污企业必须建设得工程项目,国家已强制规定不通过处理得生活污水与工业污水严禁排放。在污水处理系统中,采用了大量得提水泵、加药泵、排水泵与吹氧风机,一般都采用经验控制或PLC控制得通断控制,控制系统无法满足污水流量变化得实时调整要求,导致了实际能耗高于需求能耗,造成电能浪费。为了节约能源,降低污水处理成本,我们针对许多污水处理只有通断控制、经验操作得运模式,通过提高污水处理得自动化水平与风机水泵节能控制技术得结合,设计了污水处理节能控制系统,用于污水处理得节能改造,降低污水处理得运营成本,提高经济效益。

2、技术原理

根据风机水泵能耗特性,结合污水处理系统得工艺要求,采用液位传感器、PH分析传感器、溶解氧传感器等进行现场数据得采集后,通过计算机机得比较,分析,判断与运算后,适时调整电机得输出轴功率,从而达到节能得目得。基本上消除了风机水泵设备由于选型与负载变化普遍存在得“大马拉小车”得浪费现象,当污水流量较大时、风机水泵全速运行,满足污水处理得能力,当污水流量一般时,风机水泵中速运行,这时可节约10～30%得能耗。当污水流量较小时,系统自动停机或用较低速度运行,进一步降低系统能耗。

3、性能特点

(1)软启动、软停止功能;本系统内所有机台同时可实现软启动、软停止功能。减少了冲出电流,提高了电源质量。

(2)工频、变频自动切换功能;当工作需要时或变频器发生故障时,系统能自动切换,

并发出报警。不会影响系统得运行安全。

(3)手动调频功能;在调试设备或因特殊需要时,可手动调整运行频率。也可手动设置上、下限运行频率。

(4)自动报警功能;系统能自动监控各机台得运行情况,当发生故障时,控制系统会及时发生报警,并自动记录故障发生得时间、故障内容。

电流、电压、频率显示功能;系统能实时记录、显示、查询电压、电流、频率等技术参数。

(5)自动调压、自动控制功能。本系统能按照操作指令与末端负载变化得要求,自动采样,计算机运算后输出合适得功率。真正实现了跟踪运行、动态控制。

节约电耗功能。本系统可实现单机节电率20%以上。

五、低温余热发电技术解决方案

1、技术可行性分析

目前,热能转换余热、降温余热、机械加工转换余热、地热、太阳能等低温余热资源十分丰富,由于低位热能有效利用得技术难度较大,绝大部分余热都就是通过自然散热或利用冷却塔、冷水机组进行散热排入大气层,不但浪费了余热资源,导致了热岛效应,而且消耗了大量得电能。采用有机工质朗肯循环原理,通过有机工质与低温余热换热,有机工质吸热集聚相变后产生蒸汽,推动汽轮机或其她膨胀动力机旋转发电。本系统最低余热资源温度可到80℃,这就是常规发电技术不能做到得(常规发电要求热源温度在350℃以上),从而拓宽了可以回收发电得余热资源范围,为建材、冶金、化工等行业得低温余热资源回收提供了技术手段与设备。同时,这项技术还可以推广到可再生能源发电系统中,(如地热、太阳能与生物质能)为可再生能源发电提供关键技术与设备。

2、技术原理

有机工质朗肯循环余热发电,即在传统朗肯循环中采用有机工质代替水推动涡轮机做功。低压液态有机工质经过工质泵增压后进入预热器、蒸发器吸收热量转变为高温高压蒸气之后 ,高温高压有机工质蒸气推动涡轮机做功,产生能量输出,涡轮机出口得低压蒸气进入冷凝器 ,向低温热源放热并冷凝为液态,如此往复循环。

3、有机工质朗肯循环地热能发电技术应用

六、燃气锅炉余热回收技术

1、节能分析

在热能转换中,燃气锅炉已成为工业、商业、建筑楼宇应用最广泛得加热设备。它不但使用了清洁能源,而且转换效率可达85％,就是高效清洁得加热方式。但就是燃气锅炉在加热燃烧过程中,还需要排烟(温度在120～180℃)导致10%以上得热能损耗。为此燃气锅炉制造企业增加了烟气热回收装置,把冷空气导入烟气热回收装置进行预热后,再进入炉膛燃炉,节约了大约1～4%得燃气量,热回收效率很差,还有10%以上得热能损耗,如果采用烟气冷凝热能回收系统,在不影响锅

炉本身热效率得前提下,还能再提高锅炉热效率3～10％,将就是一种投资最低、收益最大、节能效率最好得节能方式。

2、技术原理

在燃气锅炉排烟口串接一台烟气冷凝热能回收装置,把烟气引入热回收装置与冷凝水进行热交换,把烟气热能转移到冷凝水中,使烟气温度从120～180℃下降到80℃以下。

3、性能特点

·高效节能;节能量可达3～10％以上,燃烧效率可达99%以上。

·节水环保耐腐蚀;可减少对大气得排热,降低热岛效应,耐腐蚀性能好,

·安装使用简便;设备简单,安装、维修方便。

·投资低寿命长;投资少,经济效益高,投资回收期短。

4、技术应用现场

七、终端能效项目--电机系统节能技术解决方案

1、节能分析

电机就是重要得工业、建筑耗能设备,广泛应用于机械传动、水泵、风机、液压泵、压缩机、制冷机等,电机得耗电量约占总发电量得50%左右。由于电机产品种类繁多,电机功率大小不一,负载特性千差万别,控制方式各不相同,增大了电机节能得难度。所以电机系统必须针对负载特性、运行特点采用不同得节能策略才能收到较好得节能效果。

2、电机系统节能策略

★电机系统节能策略得选用要素

●负载特性:电机拖动负载特性可分为恒功率负载、恒转矩负载与变转矩负载。

●负载类型:连续性负载、间歇性(不均衡性)负载、短时负载。

●负载功率:最大负载功率(重载)、最小负载功率(轻载)、瞬时负载功率(超载)。

●负载率:最大负载率、最小负载率、平均负载率。

●控制方式;自动控制、手动控制。

★电机系统节能策略得选用原则

●负载功率较小得连续性负载,平均负载率起过80%得电机系统宜采用优化控制节能。

●负载功率较小得恒功率负载,平均负载率超过65%得电机系统宜采用更换高效电机。如永磁同步电机、高效感应电机等。

●负载功率较小得恒转矩、变转矩负载,且负载类型为间歇性负载得电机系统宜采用伺服控制节能。

●负载功率较大得恒转矩、变转矩负载,且负载类型为间歇性负载得电机系统宜采用变频调速节能。

●供电距离较远得连续性恒功率,且属于四象限运行得连续性负载得电机系统宜采用就地功率补偿节能。

●控制精度较高、响应速度较快得小功率间歇性负载得电机系统宜采用伺服控制节能。

●控制精度较高、响应速度较快,且带载启停得间歇性负载得电机系统宜采用具有低频大力矩性能得变频调速节能。

●四象限运行得间歇性负载,且带载启停得垂直性升降负载得电机系统宜采用具有电能回馈、低频大力矩性能得变频调速节能。

3、变频调速节能技术

(1)节能分析

变频调速技术适用于恒转矩、变转矩负载得节能,这就是有负载特性所决定,恒功率负载使用变频调速就是不可能节能得,所以恒功率负载使用变频器得目得就是工艺性调速。恒转矩负载得节电量决定于负载率,与负载率成正比,当负载率高于90%时,不适宜再做节能。变转矩负载一般为流体性负载(如水泵、风机、液压油泵等),其特性就是流量Q、转矩M与轴功率P与转速N成一次方、二次方与三次方关系,即Q∝N,M∝N,P∝N。只要改变转速N,则Q、M与P将随之下降,特别就是轴功率P将按转速N三次方下降,如果转速下降20%,则轴功率下降近50%,所以变转矩负载当负载率大于90%时还有10~15%得节电率,最适宜于做节能。

(2)技术原理

采用自动控制技术与变频调速技术,动态地跟踪负载得需求量变化,通过计算机控制器得采样,分析,判断与运算,在确保实际负载需要得前提下,适时调整电机得输出轴功率,从而达到节能得目得。基本上消除了变转矩负载设备由于选型与负载变化普遍存在得“大马拉小车”得浪费现象,使变转矩负载电机始终运行在最佳工作状态。

(3)控制模式

●恒压控制模式:利用压力传感器采集系统压力得变化值,并根据系统得压力变化值实时调整负载电机得运行速度得变频节能运行模式。主要应用于恒压供水、空压机节能、液压控制、气动控制、恒风量控制等系统。

●恒温控制模式:利用温度传感器采集系统温度得变化值,并根据系统得温度变化值实时调整负载电机得运行速度得变频节能运行模式。主要应用于工艺冷却水、中央空调节能、工艺设备控制等系统。

●变流量控制模式:利用流量、二氧化碳等传感器采集系统得流量变化值,并根据系统得流量变化值实时调整负载得运行速度得变频节能运行模式。主要应用于液压、气动、工艺冷却水、车间通风等系统。

●恒功率控制模式:利用功率、电流等传感器采集系统负载功率得变化值,并根据系统功率得变化值实时调整逆变系统得输出功率负载得节能运行模式。主要应用于粉碎机、水泥搅拌机、球磨机等负载。

●恒重力控制模式:利用重力传感器采集系统得流量变化值,并根据系统得流量变化实时调整负载得运行速度得变频节能运行模式。主要应用于传送机等负载。