余热低品位 节能高手段

  “这就是我们迁西县低品位工业余热应用于城镇集中供热系统加压泵站，这些动力设备相当于是迁西供热系统的‘心脏’。”明亮的设备间内，整齐的排列着数台长距离输配泵，迁西和然节能科技有限责任公司副总经理辛文慧形象地向中国经济导报记者比喻道。“一旦这里出现任何一点小问题，都会影响到整个迁西县的供热稳定性。”辛文慧说。

  “在此之前迁西县使用传统燃煤锅炉房供热，存在着严重的环境污染及热源紧张等问题，而如今利用迁西县城郊10公里外的钢铁厂低品位余热，为县城民用建筑供热，替代了7台40吨燃煤锅炉实现迁西县“无煤化”供热。”辛文慧自豪地表示。

  由传统的燃煤供热转变为低品位工业余热供热，是什么让迁西县选择了赤峰和然节能科技股份有限公司（以下简称“和然公司”）？他们又是如何一步步发展起来的呢？

  迁西县地处河北省东北部，拥有丰富的矿产资源，钢铁产量高。迁西县原热力公司成立于2002年，主要是通过传统的燃煤锅炉对城区热用户集中供暖，随着迁西县城区面积的逐步扩大，用煤量逐年增加，但传统的燃煤供热方式始终存在供热效率低下、运行成本高、环境污染严重等弊端。

  2014年5月，和然公司与清华大学建筑节能研究中心的的科研团队开始对津西钢铁厂及津西特钢两个厂区内的低品位余热进行详细的调研，发现两个钢铁厂生产的全部过程中有大量的低品位工业余热产生，并因为参数低没有正真获得充分的利用，而被排放至大气中。为了可以使两个厂区的低品位工业余热应用到迁西的城市集中供热系统中，和然公司与清华大学建筑节能研究中心设计出多个系统流程，突破多个技术难题，并由迁西县政府组织专家论证会，对供热方式的可行性和方案流程进行反复的论证分析，最终决定在迁西实施低品位工业余热应用于城镇集中供暖项目。

  2014年7月，和然公司在迁西县设立两个项目公司——迁西和然节能公司和迁西富龙热力公司，以合同能源管理方式实施迁西项目。其中，前者负责与相关钢厂协调、购买热能，后者负责管网建设和供暖。2015年2月，迁西县成为全国首个工业余热替代燃煤供暖的县城。

  “2015年我们已使迁西县360万平方米的民用建筑供热实现了无煤化，目前一期工程年回收工业余热总量折合标煤约6.35万吨/年，对应减少CO2排放量16.75万吨/年；减少SO2排放量543吨/年；减少NOx排放量473吨/年；节水量38万吨/年。”迁西富龙热力公司总经理杨玲江骄傲地说，2016~2017年度采暖期，迁西县集中供热总面积达420万平方米，在网用户约3万户。

  对于在迁西推行低品位工业余热供热，迁西县副县长周定奎认为该项工作有几点好处：一是供暖质量高且稳定。项目自2015年2月份投入到正常的使用中以来，不仅供暖运行稳定，供热质量良好，而且得到了用户的一致好评，社会效益和社会反响良好。二是为津西、万通铁厂增加了收益。在此项目实施以前，津西、万通两个钢厂年年都会产生大量的工业余废热，并且需要投入一定的资金进行专门处理。实施余废热供暖项目后，不仅节约了资金，而且还能通过出售低品位余热，获得一定的利润。三是减轻了财政负担。除节省了今后几年财政投资供暖基础设施的几亿元投资外，也解决了每年财政需补贴热力公司亏损的几千万元，同时又将原来财政投入的建设资金大部置换出来。还有，实现了绿色供暖。余废热供暖采用新的供热热源，节能减排效果显著。

  2015年10月国家发展改革委和住建部联合发布的《余热暖民工程实施方案》精确指出，到2020年，通过集中回收利用低品位余热资源，替代燃煤供热20亿平方米以上，减少供热用原煤5000万吨以上。实施余热暖民示范工程，选择150个示范市（县、区），探索建立余热资源用于供热的经济范式、典型模式，不断改革和完善城镇供热的政策机制和制度保障。在开展该类项目建设过程中解决余热高效采集、整合、输配、调节成为技术的关键问题。

  “国家已将低品位工业余热资源上升至国家战略性资源，但至目前还未将低品位余热应用于城镇集中供热技术进行大规模的推广应用，根本原因就是低品位工业余热品位低，稳定性差很难采集并实现供热参数的合理匹配。”杨玲江介绍说:“城市供热要求热网管网内的热水温度及压力维持在一个相对来说比较稳定的状态，忽高忽低的温度和压力，会极度影响到整个供热系统的安全性及稳定性。目前我们大家可以通过设计科学合理的供热系统流程及先进的技术方法和装备的应用，可完全解决低品位余热资源的参数合理匹配及远距离输送等问题，并能保证其安全稳定的运行。”

  “能够有效地降低热网回水温度，对于这类低品位余热供热项目效益影响是至关重要的，即使是几度的温差也会对系统产生很大的影响。”看出中国经济导报记者的不解，杨玲江解释道，类似于迁西这种低品位工业余热供热项目，回水温度的有效降低可以使回到厂区内的供暖水换取比其温度更低的低品位余热的热量，同时相同质量的水因温差变大，使得其携带热量增加，因而对于满足一定建筑面积的供暖需求，相应的泵耗就会减少。“这笔经济账对于任何热力公司都是很客观的，通过拉大热网的供回水温差可提高供热管网50%的供热能力。”杨玲江说。

  在某小区的换热站中国经济导报记者看到和然公司自主研发的立式吸收式换热器。杨玲江介绍到，该立式吸收式换热器是低品位工业余热应用于城镇集中供热系统及实现大温差的关键技术装备。“与传统的热力站换热机组相比，该立式吸收式换热器大大节约了占地面积，调控简单，安装的地方灵活，并取消了庭院管网，一次网直接铺设至楼前，实现单栋可调。目前这是第一代机器，在今后的发展中我们将进一步的将机器小型化、智能化。”

  随着迁西县城区的持续不断的发展，供暖面积将逐年增加，从津西股份、津西特钢两座钢厂回收的余热量不能够满足未来迁西县发展的冬季采暖热源需求。他表示：“为有效解决迁西县热源紧张的局面，满足集中供热的长远需要，和然企业决定将利用两个厂区内的烟气余热及高炉炉壁冷却循环水的余热作为后续的热源补充。”他表示，截至2016年2月，7台烟气换热设备已经全部安装调试完毕，其中的5台设备已经投产供暖。“项目二期预计2022年达到设计能力，届时供热面积能够达到684万平方米，可实现年回收工业余热301.7万GJ，总供热能力361MW；年回收工业余热总量折合标煤约10.3万吨/年，对应减少C02排放量27.2万吨/年；减少S02排放量876吨/年；减少NOx排放量762吨/年；节水量84万吨/年。”项目三期为长远规划，随着县城持续不断的发展，“未来最终供热面积可达1084万m2，最终供热能力达561MW。”杨玲江说。

  在开展低品位工业余热集中供暖实践过程中，要解决余热高效采集、整合、输配、调节等核心问题。解决这些核心问题的实质就是将热源、热网、末端用户三者视为整体，统筹优化，系统化地打破低品位工业余热应用于城镇集中供暖的技术壁垒，使得更多的低品位工业余热从工厂更经济地输配出去，更安全、可靠地被末端用户所利用。

  “在我们正式投产前，迁西县政府给了我们极大的支持，在不违反法政策法规的前提下，为我们开通了‘绿色办理通道’，使得我们在最短时间之内办好了所有的手续，使该项目顺利开工。”当初的情景，杨玲江还历历在目。“而且政府还为我们与津西集团的上级公司北京东方集团协调调峰热源，在极寒天气的时候，协调京西钢厂内部的低压饱和蒸气，作为我们的调峰热源，在热量不足的时候，用低压饱和蒸气去补充一下，把热水的温度再提高一点，以保证供热的稳定。”杨玲江感激地说。

  谈到未来发展愿景，杨玲江告诉中国经济导报记者，“我们在2015年和然公司与清华大学建筑节能研究中心、中国能源基金会，中国节能协会节能服务产业委员会共同对河北省的低品位工业余热资源进行了详细调研。”通过相关的数据分析唐山地区因钢铁、水泥、焦炭企业较多有着非常丰富的低品位工业余热资源，并且该地区的热电联产企业当中的低品位余热也未得到一定效果的利用，若能够将该地区进行整体的规划，逐步建立大的供热管网，该地区的低品位的低品位余热资源不但可以满足当地的供热需求，并有一定的余量可以向邻近的城市提供一定的热量。

  他还对中国经济导报记者表示：“低品位工业余热应用于城镇集中供热，需要工业公司、热网、末端之间相互协调，在工厂、热网、末端都要进行一定的技术改造和设备投入，只有政府，工业公司，热力公司达成共识，相互之间协调统一，在争取彼此利益的同时也更愿意主动地承担一定的社会责任，为实现一方清洁供热付出各自的努力，才可以使低品位工业余热得到更好的利用。”