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碳中和、碳達峰| 必信助推高耗能行業走綠色可持續發展之路

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在11月份的第二十六屆聯合國氣候變化大會COP26上,中國企業館發布了由CBCA制作的“中國企業氣候行動”傳播視頻。與此同時在COP26上,CBCA還發布了最新的《2021企業氣候行動案例集》,該案例集側重于企業自身的節能減排成效和企業提供的應對氣候變化解決方案兩部分內容,所選擇的十個案例基于企業自身的探索與實踐,努力做到用有說服力的數據說話。必信參與的鋼廠余熱利用—江蘇沙鋼集團低溫余熱發電技術項目成功入選該案例集。

 

 

江蘇沙鋼集團作為世界知名的鋼鐵材料制造和綜合服務商之一,是目前全國單體規模最大的鋼鐵企業。沙鋼堅持以鋼鐵強國為己任,以打造“綠色沙鋼”“品質沙鋼”“高效沙鋼”“創業沙鋼”“智慧沙鋼”和“責任沙鋼”為愿景,致力于為各行各業提供最具價值的鋼鐵材料和工業服務解決方案。目前,沙鋼擁有5大生產基地,產品遠銷至全球100多個國家和地區,連續12年躋身世界500強,2020年位列第351位。此外,在2020中國民營企業500強榜單上,江蘇沙鋼集團有限公司位列第15名。

 

 

案例概述

一直以來,鋼鐵行業對于燒結環冷機三段煙氣和石灰窯煙氣這兩部分余熱的回收都很有限,大量余熱通過直接排放的方式放散至大氣中,造成了嚴重的浪費。

 

 

為實現低溫余熱的高品質利用,采用高效的必信磁懸浮ORC發電機組回收上述低溫煙氣中的余熱進行發電。2021年該技術開始應用于位于江蘇張家港的江蘇沙鋼集團有限公司。

項目根據現場熱源點分散的特點,對機組進行模塊化設計、一體化組裝,在現場根據熱源點的實際位置采用分布式的配置方案,將總共配置100臺125kW余熱發電機組。項目先期2臺125kW示范機組于2021年1月投入運行后,至今已持續穩定運行9個月,預計后續項目將于2023年全部建成。

 

 

項目實施

該項目的煙氣屬于典型的低溫煙氣,平均溫度在200℃以下。由于熱源溫度過低,傳統的余熱發電技術已無法進行回收。沙鋼原來僅對燒結環冷機三段煙氣進行了部分回收,用于供應生活熱水,但實際生活熱水的使用量有限,每年有約7萬噸標準煤當量的余熱通過直接排放的方式放散至大氣中,造成了嚴重的浪費。必信針對目前的問題以及上述低品位余熱利用的問題提出了創新的解決方案。

以技術創新解決鋼廠低溫余熱利用問題

該廠的余熱資源主要分布在7條燒結環冷機第三段、8條石灰窯煙氣及其它零星的地點,特點是余熱品位低、熱源點分散。

針對現場余熱的特點,項目采用了必信高效磁懸浮有機朗肯循環(ORC)發電技術,對200℃低溫余熱回收發電。針對現場余熱點較為分散的問題,項目采用了模塊化設計方案,每臺發電機組模塊額定功率為125kW,集成在集裝箱大小的空間里,可以針對現場各熱源點的不同產熱量進行靈活的組合。將有總計100臺發電機組,利用熱源點附近的小塊空閑場地進行分布式地配置。

100臺機組分布在廠區的不同地點,給后期的運行監測帶來了一定的麻煩。為此,項目團隊開發了一套智慧化的遠程集采系統,所有設備的運行狀態通過現場傳感器采集后,實時遠程傳送至運維人員手機上的APP終端,可實現一個團隊同時對多個機組的統籌精細化管理。

 

 

以商業模式創新解決項目投資回收期長、業主投資意愿低的問題

目前同類的ORC余熱發電機組,投資回報期普遍在5年以上。在這種情況下,無論采用業主方自投,還是由第三方投資,回報期都過長。因此,該項目創新性地采用了一套 “合同能源管理 + 融資租賃”的商業模式,由第三方的節能公司負責項目的運營與管理。該模式避免了業主方或節能公司前期大規模資金投入,利用融資租賃的低成本資金進行建設,使得投資回收期較長的項目也具有了經濟上的可實施性。

項目減排效益

● 解決了鋼鐵業低溫余熱利用不足的問題,大大提升鋼鐵企業綜合能效。

● 先期2臺示范機組平穩運行9個月,發電量113.4萬度,減排二氧化碳814.4噸。

● 項目全部建成后,預按照每臺機組凈輸出電量105kW,年利用5,000小時計算,每年可發電5,200萬度(由沙鋼消納),以華東電網碳排放系數0.7182kgCO2/kWh 計算,每年可減排二氧化碳3.7萬噸。

 

項目重要影響及可持續性

● 該項目采用了高效的必信磁懸浮ORC發電技術,將鋼鐵行業中難以利用的200℃以下低溫余熱進行了回收再利用,項目采用的磁懸浮發電機組,熱電轉換效率可達傳統螺桿式發電機組的2倍,并且省去了潤滑系統的維護,大大降低了后期運維的成本。

● 該項目采用的模塊化設計、一體化組裝、分布式配置的方案,充分地適應了鋼鐵企業生產特點和現場條件,為項目的順利實施提供了保證。

● 該項目創新采用了“采用合同能源管理 + 融資租賃”的商業模式,解決了傳統低溫余熱發電類項目投資回收期長、客戶投資意愿低的問題,有利于技術的大規模推廣。

 

 

除鋼鐵行業以外,ORC發電技術還可用于石化、化工、冶金、水泥等高耗能行業領域。我國高耗能行業每年能源消費達20億噸標準煤,產生低溫余熱約3.2 億噸標準煤當量,按照10%可回收余熱量計算,年二氧化碳減排潛力可達1.18億噸,相應市場規模在60,000億元以上。

 

 

必信不斷深入研究,實現了在技術創新與商業模式創新共同推動下低溫發電技術從實驗室到商業的實際運行,并促進了深度節能減排,從而加快推進企業高質量發展,助力高耗能企業走綠色可持續發展之路。

未來,必信將繼續深入開展在綜合能源服務方面的研究,探索綜合能源服務新技術、新模式、新業態,進一步提高能源使用率,為國家節能降耗做出貢獻,助力國家盡快實現碳中和、碳達峰的目標,并推動各行業走低碳轉型和綠色復蘇之路,從而加快創造清潔、安全、繁榮的低碳未來,實現社會的可持續發展。

 

2021年12月3日 13:08
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