1、1国家工业节能降碳技术应用指南与案例(2024 年版)之八:系统能量梯级利用技术(一)压水堆核电机组核能供热关键技术1.技术适用范围技术适用范围适用于核电厂热能利用。2.技术原理及工艺技术原理及工艺针对大型压水堆核电机组,采用安全可靠的汽轮机高排冷端对称抽汽和多功率平台热电联产下堆-电-热协调控制技术、供热回路间物理隔离及换热器泄漏监测等技术,实现世界最大单机组抽汽规模 1500 t/h、机组总功率控制精度偏差小于 1%的核热电联产能力,确保核电机组在热电联产模式下安全稳定运行和居民用热安全。工艺装备布置如图 1 所示。图1 工艺装备布置图3.技术功能特性及指标技术功能特性及指标热 电 联 产
2、 工 况 下 单 位 供 热 量 发 电 损 失 0.27MWe/MWt,核电机组热效率 55.9%。24.应用案例应用案例(1)项目基本情况:技术提供单位为山东核电有限公司,应用单位为山东核电有限公司。改造前采用燃煤锅炉供热,主要耗能种类为煤炭,供暖面积为 1250 万平方米,单位能耗为 13 千克标准煤/平方米。(2)主要技术改造内容:在汽轮机高压缸排汽管道上增设抽汽管道,新建换热站,安装表面式热网加热器、循环水泵等设备,增设再热调节阀和抽汽调节阀。2022 年 7 月实施节能改造,实施周期1.5 年。(3)节能降碳效果及投资回收期:改造完成后,供暖单位煤耗接近 0 千克标准煤/平方米,实
3、现节能量 41 万吨标准煤/年,二氧化碳减排量 109 万吨/年。投资额为 6.6 亿元,投资回收期为 5 年。3(二)深度调峰背景下灵活高效供热技术1.技术适用范围技术适用范围适用于电力行业灵活供热。2.技术原理及工艺技术原理及工艺自主研发低位能、低压缸微出力及高低旁联合供热技术。通过低位能供热模式,低位能、热泵和低压缸微出力联合供热模式以及低位能、热泵、低压缸微出力和高低旁联合供热模式 3 种供热模式组合调整。在适应电网不同调峰深度需求的同时,最大限度利用机组乏汽供热。工艺流程如图 2所示。图2 工艺流程图3.技术功能特性及指标技术功能特性及指标(1)机组抽汽灵活调峰,最低调峰深度 20%
4、额定负荷;(2)3 种供热模式调整组合,供暖期电厂乏汽供热比例50%。44.应用案例应用案例(1)项目基本情况:技术提供单位为国能龙源蓝天节能技术有限公司,应用单位为国电电力大同第二发电厂。改造前电厂供热汽源采用中排抽汽,主要耗能种类为煤炭,年供热量 1314 万吉焦,单位产品能耗为 24.95 千克标准煤/吉焦。(2)主要技术改造内容:增设热网凝汽器,新增电动隔离阀和更换旁路阀,更换锅炉给水再循环阀,加装空冷封堵装置,改造汽轮机本体、抽真空、空冷系统及控制系统。2019 年 1 月实施节能改造,实施周期 3 年。(3)节能降碳效果及投资回收期:改造完成后,单位产品能耗降低至 13.08 千克
5、标准煤/吉焦,实现节能量 15.59 万吨标准煤/年,二氧化碳减排量 41.46万吨/年。投资额为 4 亿元,投资回收期为 3 年。5(三)基于高温水源热泵的污泥低温真空脱水干化一体化技术1.技术适用范围技术适用范围适用于市政与工业污泥脱水干化。2.技术原理及工艺技术原理及工艺集成物料脱水和干化工序,基于低温真空干化原理,一次性大幅降低污泥含水率,同时降低污泥热干化的热源温度及汽化温度。应用高温水源热泵技术,保证设备在低温状态运行,实现污水中低品位热能高效回收利用及高温供水,促进污水资源化、能源化。工艺流程如图 3 所示。图3 工艺流程图3.技术功能特性及指标技术功能特性及指标(1)污水中低品
6、位热能高效回收利用,高温水源热泵系统综合能耗比 2.83.0;(2)低温真空干化污泥,污泥含水率30%。64.应用案例应用案例(1)项目基本情况:技术提供单位为上海复洁环保科技股份有限公司,应用单位为广州市大观净水厂。改造前污水厂采用电热水锅炉供水,主要耗能种类为电力,处理污泥规模为 164 吨/天,单位污泥处理能耗为 269.2 千瓦时/吨。(2)主要技术改造内容:安装 2 台制热量为 1690 千瓦的高温热泵机组。2020 年6 月实施节能改造,实施周期 6 个月。(3)节能降碳效果及投资回收期:改造完成后,单位污泥处理能耗降低至 165 千瓦时/吨,实现节能量 1922 吨标准煤/年,二