简析染整企业节能集热技术

一、技术名称：染整企业节能集热技术 　　二、技术所属领域及适用范围：纺织等替代工业领域，纺织印染等相关工业用热。适用于光照充足，屋顶承重100kg以上范围 　　三、与该技术相关的能耗及碳排放现状 　　高效率大容量太阳能中高温锅炉系统可以满足我国工业80~400℃热能需求，为工农业及建筑领域节能减排奠定基础。染整企业节能集热技术运行过程无排放，每平米太阳能中高温锅炉系统的安装，将实现年节煤0.2吨/年·平方米，减少CO2排放0.5吨/年·平方米。 　　工业领域及建筑领域80~400℃热能需求及制冷需求应用10%太阳能替代，市场超过了15亿平方米，年产值超过了5000亿元，年节煤达到1万吨，年CO2减排达到3万吨。 　　四、技术内容 　　1.技术原理 　　染整企业节能集热技术由跟踪太阳运动的太阳能聚光集热器和位于聚光器焦线处的吸热管组成的太阳能油/水蒸汽发生系统，一般由抛物面槽式聚光器、吸热管、储热单元、蒸汽发生器和控制系统等单元组成。 　　曲面反射镜拼接成面形为抛物柱面的反射面，动力机通过传动系统驱动支架和抛物柱面跟踪太阳。其跟踪方式是抛物柱面做旋转轴线固定旋转运动，使得旋转轴线、抛物柱面的焦线和太阳三者始终位于一个平面上，以保证由反射镜组成的抛物柱面将太阳光会聚到焦线上。吸热管固定在抛物面槽式聚光器的焦线处，通过抛物面槽式聚光集热器跟踪太阳，使得直射太阳光聚集到吸热管表面，以加热吸热管内传热流体。 　　抛物面槽式聚光集热器通过串联和并联方式相互连接，并通过模块化布局形成集热场。导热油、水是染整企业节能集热技术中广泛采用的两种热媒，在导热油系统中，抛物面槽式集热器将加热吸热管内的导热油，并直接将高温导热油送至终端用热设备，或经过导热油/蒸汽发生器产生高温高压的蒸汽供给终端设备，为太阳能空调、太阳能海水淡化、太阳能热发电等提供高品位热能。以水为工质的太阳能中高温锅炉系统，集热器直接产生高温饱和水或高温蒸汽，用于工业生产。 　　染整企业节能集热技术一般采用一定容量的储热单元或直接与常规能源锅炉系统串并联耦合，以平衡太阳能波动对热能输出稳定性的影响，提升运行效率，保障能源系统的稳定性。太阳能中高温锅炉的设计寿命一般为25年。光热转换效率在50%以上。 　　2.关键技术 　　染整企业节能集热技术与产业化中的太阳能聚光集热系统相结合，通过集热场系统、热传输与配置系统、换热与蒸汽发生系统、储热系统以及控制系统的开发，形成连续稳定的太阳能中高温锅炉系统；针对工业用热领域的不同特点和耗能系统的特征，通过多能互补及智能调控等技术，实现太阳能锅炉在现有工业热能利用领域的规模化应用。 　　3.工艺流程 　　太阳能抛物面槽式集热器加热吸热管内的导热油，并将其送至终端用热设备，或经过导热油/蒸汽发生器为终端设备提供高温高压蒸汽。 换热后的低温导热油返回抛物面槽式聚光集热器继续加热，形成封闭的导热油循环回路，当太阳辐照度较高时，可以将部分高温热量通过换热器存储在 高温存储罐中，当太阳辐照强度较弱时，提取高温储热罐中的热量以平衡太阳 能波动对热能输出稳定性的影响。 　　五、主要技术指标 　　光热转换效率大于50%，替代常规燃煤燃气锅炉，实现运行过程零排放。工业生产所消耗的总能量约占全国总能耗的70%，其中50%~70%系工业加工用热。 对于不同工业领域热负荷特点差异很大，但温度一般不超过250℃，压力在9bar以下。 　　六、技术鉴定、获奖情况及应用现状 　　该技术国内领先，可以为纺织及工业热用户提供符合不同用能特点的太阳能系统方案与产品。该技术在欧美及埃及等国家和地区的原油开采与输运、医药加工等行业得到了应用。我国在太阳能空调、海水淡化及纺织领域也完成了相关示 范项目的运行与测试，技术成熟可靠，可以实现常规能源的替代与补充。纺织工业领域在漂洗、印染、定型等工艺中，广泛应用140~250℃中温蒸汽，具有广泛的应用前景和潜力。 　　七、典型应用案例 　　技术提供单位：北京中科熙源节能科技有限公司 　　达利（中国）有限公司13000平方米平板式太阳能集热工程，将印染车间生产用水由蒸汽加热改为蒸汽辅助加热（工艺用水温度70~90℃），总投资1400万元，可年产热水（55℃）267134立方米，可节约蒸汽32938吨，折合标准煤3133.7吨，节约蒸汽费用410.1万元。 　　八、推广前景及节能减排潜力 　　预计未来5年，该技术在行业内的普及率若能达到10%左右，需总投入175亿元，预计年节能能力可达到10万吨标准煤，预计年CO2减排能力达26万吨。