【正文】 環(huán)水流量，從而實現(xiàn)從初冷器上中段和下段提取的熱量在一定范圍內(nèi)可調(diào)。通過以上分析，我們擬在原有10T鍋爐房內(nèi)設置一臺蒸汽型吸收式熱泵機組，利用熱泵主機吸收煙氣和余熱水中的熱量，然后將制取的熱水分別輸送到機關換熱站和一礦換熱站。利用上升管產(chǎn)生的高溫熱水進入熱泵機組再生器，利用初冷器下段產(chǎn)生的余熱進入熱泵機組蒸發(fā)器，制取低溫熱水為低真空采暖用戶供暖。 主要技術經(jīng)濟指標： 項目主要經(jīng)濟技術指標序號項目單位數(shù)量備注一技術指標1供暖面積m28495742011年現(xiàn)有供暖面積m2675541新增供暖面積m2174033其中機關換熱站新增面積m280000一礦換熱站新增面積m259459低真空供暖新增面積m2345742余熱利用規(guī)模MW其中上升管余熱利用規(guī)模MW5煙氣余熱利用規(guī)模MW初冷器上段非采暖季余熱利用規(guī)模MW初冷器上、中段采暖季余熱利用規(guī)模MW12初冷器下段余熱利用規(guī)模MW4息焦水余熱利用規(guī)模MW氨水罐、集氣管余熱利用規(guī)模MW23新增設備臺套臺其中熱水型熱泵機組臺1蒸汽型熱泵機組臺1大溫差吸收換熱機組臺3上升管換熱器臺144煙氣余熱鍋爐臺2汽水換熱器臺2寬流道換熱器項2水池盤管式換熱器項1板式換熱器項2水泵臺35管材消耗量m16300其他設備臺4新增建筑物其中息焦水側新建換熱站個15m6m4m息焦水臨時水池個16m6m5m原廠區(qū)供暖泵房擴建個16m6m4m原熱電廠10T鍋爐房修繕個1新建煙氣余熱回收換熱站個18m6m8m5項目新增能耗其中年總耗電量萬kwh年總耗煤氣量萬m306項目節(jié)省能耗(改造后與改造前比較)其中年節(jié)電量萬kwh年節(jié)煤氣量萬m3余熱供熱量GJ103余熱供生活熱水量GJ4935二經(jīng)濟指標1項目年收入萬元2124其中年采暖收入萬元年蒸汽收入萬元年生活熱水收入萬元年節(jié)煤氣收入萬元年節(jié)電收入萬元節(jié)能補貼萬元一次性補貼2項目費用其中項目總投資萬元5363建設期1年年消耗電費用萬元年消耗水費用萬元0本可研不計入年消耗煤氣費用萬元03借款償還期年建設期開始計算4項目投資回收期年建設期開始計算注：年節(jié)標煤量量包括煤氣、用電量折合標煤之和。三、項目建設可行性及必要性隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，帶動了能源消費長期高速增長，目前我國能源供給已呈現(xiàn)出緊張局面。大力推進節(jié)約降耗，緩解資源瓶頸制約，實現(xiàn)能源環(huán)境和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展已成為我國用能工作的核心。隨著能源的緊缺，能源也已成為當今國際政治、經(jīng)濟、軍事、外交關注的焦點。能源安全事關經(jīng)濟安全和國家安全，世界各國都非常重視節(jié)約能源。從我國制定的能源發(fā)展戰(zhàn)略，特別是節(jié)約能源法中把節(jié)約資源上升到了我國的基本國策，最近幾年又相繼出臺了部分法規(guī)，如2006年1月 1日《可再生能源法》、2008年4月1日重新修訂實施新的《中華人民共和國節(jié)約能源法》、2009年1月1日《循環(huán)經(jīng)濟促進法》，《國務院關于加強節(jié)能工作的決定》（國發(fā)〔2006〕28號）、《國務院關于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》（國發(fā)〔2007〕15號），《關于加快推行合同能源管理促進節(jié)能服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》（國辦發(fā)〔2010〕25號），《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》（國家發(fā)改委環(huán)資[2004]2505號）、“十一五”十大重點節(jié)能工程實施意見（國家發(fā)改委環(huán)資[2006]1457號）、“十一五”資源綜合利用指導意見（國家發(fā)展改革委2006年12月24日），2006年重新修訂了《中國節(jié)能技術政策大綱》，由此可見，國家相當重視節(jié)約能源。能源是保障工業(yè)企業(yè)各種機電設備運行的基礎動力。隨著我國現(xiàn)代化的快速發(fā)展，雖然企業(yè)的能源管理水平已得到了很大的提高，企業(yè)的能源消耗量呈逐年下降的趨勢，但與發(fā)達國家比較，我國工業(yè)企業(yè)在能源利用效率方面還存在較大差距。從建筑用能一般比例來看，冷、熱需求用能占全部用能的一半以上，節(jié)能潛力最大。因此，大力推廣應用新型節(jié)能技術、提高能源利用效率是響應國家節(jié)能環(huán)保政策的必要措施。新修訂的《中華人民共和國節(jié)約能源法》自2008年4月1日起施行。修改后的節(jié)約能源法規(guī)定，節(jié)約資源是我國的基本國策。國家實施節(jié)約與開發(fā)并舉、把節(jié)約放在首位的能源發(fā)展戰(zhàn)略。新的節(jié)約能源法有助于解決當前我國經(jīng)濟發(fā)展與能源資源及環(huán)境之間日益尖銳的矛盾。修改后的節(jié)約能源法還規(guī)定，國家實行節(jié)能目標責任制和節(jié)能考核評價制度，將節(jié)能目標完成情況作為對地方人民政府及其負責人考核評價的內(nèi)容。省、自治區(qū)、直轄市人民政府每年向國務院報告節(jié)能目標責任的履行情況。十大重點節(jié)能工程是《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》的重要內(nèi)容，余熱、余壓利用工程是十大重點節(jié)能工程之一。井礦集團積極響應國家節(jié)能政策，結合工廠實際余熱情況，應用先進的熱泵技術，對生活區(qū)供熱設備進行節(jié)能技術改造，從而達到能源循環(huán)利用、節(jié)能降耗、降低污染的目標。本次項目的實施將有利于加快工業(yè)行業(yè)的新型節(jié)能技術的推廣和應用，有利于國家建設環(huán)保節(jié)約型社會的宏觀戰(zhàn)略的實施，社會效益顯著，對推動行業(yè)節(jié)能減排具有示范作用。在煉焦生產(chǎn)過程中,從炭化室出來的荒煤氣溫度可達680～800℃,其中含有焦油氣、苯族烴、水蒸氣、氨、硫化物及其它化合物。要回收和處理這些化合物和減小煤氣體積，要求焦爐煤氣必須冷卻處理至25℃以下。首先高溫煤氣要在橋管和集氣管中用大量的70～75℃循環(huán)氨水噴灑，煤氣可冷卻至80 ℃左右，然后在初冷器中再被冷卻至25℃。荒煤氣帶走的熱量，約占焦爐總熱的30～35%，這部分熱量大部分在煤氣初冷器內(nèi)被冷卻水帶入環(huán)境，如何回收利用焦爐荒煤氣含有的大量余熱資源，是焦化廠節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟效益的重要手段之一。新晶焦化現(xiàn)有有72孔TJL4350D型搗固焦爐兩座，年焦炭生產(chǎn)能力100萬噸，煤氣發(fā)生量為55000Nm3/h。新晶焦化公司熱電車間一直擔負著井陘礦業(yè)集團機關單位及機關以北居民的冬季供暖。供暖方式為將生產(chǎn)出來的蒸汽分別送往局內(nèi)區(qū)域、機廠區(qū)域和建橋區(qū)域三個換熱站，然后回收蒸汽凝結水。供暖初期，居民樓較少，供暖面積小，只有兩臺10噸的蒸汽鍋爐，靠蒸汽加熱循環(huán)水，將低壓熱水供入管網(wǎng)即能滿足需求。隨著社會的發(fā)展，職工生活生活水平的提高，集團公司自2002年開始大規(guī)模拆除現(xiàn)有的危舊平房，開發(fā)建設居民住宅小區(qū)，改善集團公司職工居住條件。隨著住宅小區(qū)的陸續(xù)建設和竣工，配套的供暖設施的建設也是擺在眼前的急需解決的重要問題。到2008年集中供暖面積已達到50多萬平米。隨著局北門外和局西門兩個樓區(qū)竣工，2011年冬季供暖面積已經(jīng)達到七十多萬平米。焦化廠先后實現(xiàn)了利用初冷器余熱滿足公司內(nèi)部的冬季供暖，利用熱電車間的2臺25T鍋爐低真空余熱供暖，2008年又新增一臺35噸燃煤鍋爐（已經(jīng)整改為燃氣鍋爐，確保冬季供暖的正常）。根據(jù)規(guī)劃，熱電廠規(guī)劃供暖面積預計達到85萬平米。這給公司的冬季供暖帶來巨大的壓力。在供暖期間，供暖消耗了發(fā)電所需的大量蒸汽，致使新晶熱電公司的發(fā)電量受到一定程度的影響。項目建設的可行性：① 焦化廠煉焦過程產(chǎn)生大量的余熱資源；② 熱電廠承擔大量的冬季供暖負荷；③ 焦化廠工藝使用大量的蒸汽資源；④ 中科華譽能源發(fā)展有限技術公司具有工業(yè)節(jié)能改造的雄厚技術實力及實施經(jīng)驗； 項目建設的必要性：① 減少供暖期間蒸汽消耗，保證發(fā)電所需的足夠蒸汽需求；② 非供暖期間能為工藝提供約7t/h左右的蒸汽使用量；③ 滿足非采暖季澡堂生活熱水使用需求，節(jié)約電能；④ 冬季供暖節(jié)省大量運行成本，減少大量煤氣消耗，為企業(yè)帶來實實在在的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益；⑤ 節(jié)能改造符合國家節(jié)能減排要求的政策背景。節(jié)能技改工作是對國家節(jié)能減排政策的積極響應，是企業(yè)降低生產(chǎn)經(jīng)營成本、培養(yǎng)新的經(jīng)濟增長點的現(xiàn)實需求，也是企業(yè)改善生產(chǎn)環(huán)境、提高企業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境效益和社會效益的有效途徑。節(jié)能技改已經(jīng)成為企業(yè)共識。集團公司從80年代開始發(fā)展多種經(jīng)營，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，已形成了南北兩區(qū)的發(fā)展格局，南區(qū)以瑞豐煤業(yè)公司和鳳山化工有限公司為主，北區(qū)以新晶焦化公司為主。集團公司的機關及機關以北居民住宅的采暖季集中供暖由新晶焦化公司負責。隨著公司100萬噸搗固焦爐的正常穩(wěn)定運行，生產(chǎn)過程中節(jié)能技改技術的挖潛工作就迫在眉睫。生產(chǎn)過程中各個工藝環(huán)節(jié)產(chǎn)生的大量余熱沒有被充分回收利用，勢必造成資源的嚴重浪費。因此，公司擬將這部分余熱利用起來，對集團公司所屬北區(qū)的企業(yè)及居民住宅進行供暖，最終達到節(jié)約煤炭資源，提高煤炭資源利用率的目的。余熱利用于冬季供暖和非采暖季供蒸汽和生活熱水是焦化廠節(jié)能技改的發(fā)展方向。⑴ 位置優(yōu)勢 集團公司北區(qū)主要采暖區(qū)有機關內(nèi)區(qū)域、機廠區(qū)域、建橋街區(qū)域和北門外區(qū)域，采暖面積60萬平方米，位于北區(qū)的新晶焦化公司距離最近的采暖區(qū)只有 ，最遠距離也只有 。因此，新晶焦化公司在地理位置上占有很大的供暖優(yōu)勢。⑵ 資源優(yōu)勢 新晶焦化公司年產(chǎn)焦炭100萬噸，在焦炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品焦爐煤氣首先在橋管內(nèi)用75℃左右的循環(huán)氨水冷卻，溫度由800℃左右降到80℃左右后，進入煤氣初冷器，在煤氣初冷器內(nèi)用循環(huán)水和低溫水分兩段將煤氣溫度降至25℃以下，然后對煤氣中的粗苯等化工產(chǎn)品進行回收。煤氣在初冷器內(nèi)冷卻的過程中，其富含的大量潛熱被循環(huán)水和低溫水帶走，散失在大氣中，循環(huán)水和低溫水再通過涼水架和制冷機組降溫后重復利用。在煤氣冷卻工藝過程中，既浪費了熱量又污染了環(huán)境，而且循環(huán)水和低溫水的降溫過程增加了設備的運行成本。如果將循環(huán)水帶走的熱量回收利用，作為采暖季采暖熱源，將產(chǎn)生很高的經(jīng)濟效益和社會效益。井陘焦化廠原有供暖方式消耗煤氣資源量量較大，運行費用較高，對環(huán)境的污染嚴重。而消耗太多的煤氣資源勢必造成發(fā)電能力不足，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。而生產(chǎn)過程中的余熱資源雖然非常豐富，卻未加利用，白白排向室外環(huán)境，在損失熱量、損失水的同時還要付出冷卻塔耗電的代價。如果采用吸收式熱泵技術，回收這部分余熱資源，替代傳統(tǒng)的供熱方式，在降低對環(huán)境污染的同時，還大大減少了運行費用。根據(jù)國家財政部《節(jié)能技術改造財政獎勵資金管理辦法》相關政策，作為鼓勵，項目實施后，還可申請較為可觀的政策性補貼。根據(jù)工廠余熱源條件和供熱方式可知，采用吸收式熱泵這種可再生能源利用系統(tǒng)，將會從根本上改變傳統(tǒng)的供熱方式，節(jié)約大量的常規(guī)能源，減排大量的COSONOx、煙塵等污染物和其他有害物質(zhì)，同時節(jié)約大量的補充水，為建設環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會探索出新的出路。項目實施后，采用吸收式熱泵方式與采用傳統(tǒng)煤氣鍋爐供暖和電鍋爐供應生活熱水方式比，在達到同等供熱規(guī)模、同等供熱效果（即室內(nèi)溫度提高至18度）的情況下，；，CO ，SO282噸，H2S ，以及大量其他有害物質(zhì)。項目的節(jié)能效益和環(huán)境效益非常明顯。可見項目實施后能耗水平、污染物排放水平顯著降低，能源綜合利用效率也顯著提高,并達到了節(jié)能減排的目的。本項目的實施，將會對今后吸收式熱泵技術和大溫差換熱技術的應用起到示范、促進和推動作用，特別是對同類工廠企業(yè)應用可再生能源提供有益借鑒。本項目的實施，將成為河北省工業(yè)企業(yè)節(jié)能降耗和建筑節(jié)能減排的樣板工程，將有力的帶動焦爐行業(yè)企業(yè)節(jié)能降耗工作的開展，有利于國家、地方關于建設環(huán)保節(jié)約型社會政策的實施。第二章、 項目余熱資源利用條件評價及開發(fā)前景預測一、項目余熱資源條件1. 煉焦過程中的余熱資源利用 上升管中的余熱資源利用上世紀70年代初，我國在首鋼、太鋼采用上升管夾套，在夾套內(nèi)采用冷卻水吸收荒煤氣所攜帶的熱量產(chǎn)生蒸汽，簡稱為“焦爐上升管汽化冷卻裝置”。后因上升管的筒體焊縫拉裂、漏水、漏汽等問題等方面原因紛紛停用。上升管汽化冷卻存在的問題如下：1）取熱溫度范圍窄。有實驗數(shù)據(jù)表明，℃將會出現(xiàn)結焦問題，造成上升管的通流面積不斷縮小而影響正常的生產(chǎn)。所以一般要求荒煤氣的溫度不要低于500℃。為了保證焦油不在上升管中大量冷凝，取熱后的溫度需保持在500℃以上，因此實際的取熱溫度范圍低于 200℃；2）取熱效率低，受上升管取熱面積有限以及取熱方式的影響，僅對流經(jīng)管壁的荒煤氣進行了有效的取熱，效率較低；3）上升管根部易結焦餅，僅能靠減少蒸汽產(chǎn)量或提高蒸汽壓力以減小荒煤氣在上升管水套內(nèi)的溫降辦法加以預防；4）水套漏水危害很大，因“干鍋” 引起的安全問題非常嚴重，給焦爐的正常生產(chǎn)帶來影響。近年來焦化企業(yè)與科研院校聯(lián)合，總結經(jīng)驗教訓，探索余熱利用途徑，取得了一些成果，積累了很多寶貴的經(jīng)驗，主要集中在采用導熱油夾套管、熱管、鍋爐和半導體溫差發(fā)電等技術回收荒煤氣帶出熱。2009年，梅鋼煉焦分廠設計了兩套采用熱管技術進行荒煤氣取熱的技術方案并進行了初步設計和試驗。試驗經(jīng)4天后換熱管表面即出現(xiàn)了焦油冷凝結焦的現(xiàn)象，導致?lián)Q熱效率下降，最終失敗。由于煉焦荒煤氣具有溫度高、易結碳、溫度降低后焦油又易凝出的特點，這無疑增大了余熱回收的難度，使得荒煤氣余熱回收技術尚未取得實質(zhì)性突破。自2010年12月以來，中國科學院工程熱物理研究所傳熱傳質(zhì)研究中心與中科華譽合作，開展了荒