包鋼股份有限公司6號高爐東渣場水沖渣放散蒸汽冷凝回收蓄能供熱項目

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一、案例名稱

包鋼股份有限公司6號高爐東渣場水沖渣放散蒸汽冷凝回收蓄能供熱項目

二、案例業主

包鋼股份有限公司廠區總供暖面積約180萬平方米，其中50萬平方米采用余熱供暖，其余130萬平方米向熱電廠采購熱源供暖，購買熱量450GJ/h，熱能價格為22元/GJ，年供暖費用4200萬元。其中中厚板廠供暖面積約18萬平方米，供暖期平均負荷為30GJ/h，從熱電廠購熱，年供暖費用700萬元。6號爐東渣場可回收用于供暖的余熱約40GJ/h，可以滿足其供暖需要，替代從熱電廠購熱。

三、案例內容

1．技術原理及適用領域

（1）該項目采用節能服務公司擁有自主知識產權的低溫放散蒸汽冷凝回收技術，該系統由放散蒸汽溫度控制系統、高效冷凝換熱裝置、放散蒸汽引流裝置、汽水分離裝置等幾部分組成。通過該系統可以將放散蒸汽從主煙道引入高效冷凝換熱裝置，利用循環系統將放散蒸汽的潛熱提取出來輸送到指定蓄熱器中，以備按需所用。

（2）放散蒸汽冷凝節水技術，放散蒸汽被高效冷凝換熱器在設定溫度下冷卻后，進入汽水分裝置，冷凝水被排到收集池，經處理可以得到脫鹽水、純凈水、沖渣水，達到節水節能效果。其余空氣和少量低溫擴散蒸汽被引風機送回主煙道。在放散蒸汽冷凝過程中大部分含硫物質和粉塵被冷凝水帶入收集池，減少了污染物的排放。

（3）利用節能服務公司擁有自主知識產權的相變蓄熱技術將放散蒸汽冷凝釋放的余熱回收儲存起來，穩定地向對外供熱管網供應熱能。高效冷凝換熱系統的循環冷卻水將放散蒸汽的潛熱帶到相變蓄熱裝置中，相變蓄熱裝置中的蓄熱元件吸收熱量后逐漸融化變為潛熱儲存起來，降低了循環冷卻水的溫度，經循環泵送到高效冷凝換熱器繼續冷卻放散蒸汽。通過相變蓄熱裝置將間斷的低品質放散蒸汽余熱轉換為連續穩定的高品質熱能，實現了余熱回收和有效利用。

該技術可廣泛應用于焦化、燒結、球團、軋鋼、高爐、轉爐等工序中，回收產生的余熱資源，特別是回收低品質（200℃以下的）、放散性、間斷的、不穩定的熱能。

2．節能改造具體內容

（1）在水沖渣塔上部20米處開直徑1000mm的引氣口和帶電動調節的百葉式閥門，以增大蒸汽吸入量和提高放散蒸汽的溫度。

余熱回收示意圖

（2）放散蒸汽引出后進入高效波紋管列管換熱器回收余熱。

通過引風機產生的負壓將無壓蒸汽引入高效波紋管列管換熱器進行汽-水換熱，蒸汽凝結為水時產生更大負壓吸引蒸汽進入換熱器，換熱后產生的凝結水通過汽水分離器排到渣水池，完成了冷凝水和蒸汽潛熱回收，如上圖所示。

（3）余熱回收系統由換熱器、循環泵、供水管、回水管、相變蓄熱裝置等部分組成，在換熱器吸收的放散蒸汽余熱通過管道循環儲存到相變蓄熱裝置中。

（4）相變蓄熱裝置中儲存的熱能通過對外供熱管網和循環泵連續輸送給末端用戶，實現供暖。在東側建一個大型蓄熱站，蓄熱站的蓄熱量為1500GJ。

該余熱可以將6000噸10℃的水加熱到55℃；如果廠房供暖負荷按80W/㎡計算，可滿足18～20萬平方米廠房供暖。

（5）沖渣水的溫度一般為40～75℃，流量1200噸/小時，一般暖氣回水溫度為45～55℃，因此，通過沖渣水換熱器可以將沖渣水的熱能回收后對供暖回收進行初次預加熱，提高溫度到65～70℃后再被蓄熱箱的蓄熱元件二次加熱到75～85℃，然后輸送到用戶末端供暖。

3．項目實施情況

該項目的建設期為3個月，自2011年10月1日至2011年12月15日，2011年12月底前竣工投入使用。

該項目節能效益分享期的起始日以竣工日開始計算，項目的效益分享期為5個完整供暖期，每個供暖期為每年10月底至次年4月初，具體視包鋼實際供暖時間為準。

四、項目年節能量及節能效益

1．節能量

包鋼煉鐵廠的6號高爐容量為2500立方米，利用系數為1.9，采用了水淬渣工藝處理爐渣，爐渣被用于水泥填料，但是在水淬過程中，產生大量的蒸汽，浪費了大量的工業水。6號高爐平均日產鐵4800噸，鐵渣比按300kg/t計算，產生廢渣1440噸/日，爐渣從1300℃降到100℃，爐渣熱焓約430kcal/kg，那么1噸鐵渣的總焓熱為1.8GJ，則6號爐日出爐渣總熱焓為2592GJ，平均108GJ/h，可回收用于供暖的余熱約80GJ/h。

該項目投入運營后，每個供暖期回收利用余熱187810GJ，折合節約標煤6410噸，供熱保障率達到99.6%，即用余熱回收替代熱電廠對中厚板廠18余萬平方米的廠房供熱。全年供應生活熱水63萬噸，回收余熱104580GJ，折合節約標煤3569噸，同時回收冷凝水14萬噸。全年總節約標煤9979噸。

2．節能效益

該項目年節能效益763.76萬元，構成如下：

（1）節水效益。

單場作業日回收冷凝水432噸，全年節水155520噸，每噸凝結水替代1噸純凈水，每噸純凈水按8元核計，全年節約費用124萬元。

（2）冬季供暖效益。

單場作業水淬渣每日回收余熱1200GJ，供暖期180天共回收余熱21.6萬GJ，，包鋼現向電廠購買熱能價格為26元/GJ，年節約供暖費561.6萬元。

常年為鐵廠供應洗浴用熱水，每日500噸，全年18萬噸，每噸熱水用熱0.167GJ，全年供熱30060GJ，全年節約熱費78.16萬元。

五、商業模式

該項目采用合同能源管理節能效益分享模式實施。

效益分享期內，根據業主的投資情況，節能服務公司具體的分享比例如下：

該項目總投資1440萬元，節能服務公司投資1100萬元，投資比例為76.4%，業主投資340萬元（按竣工決算），投資比例為23.6%。節能效益分享期5年。按照上述投資比例，節能效益80%歸節能服務公司，20%歸用能單位。如果達到預計節能效果，在項目分享期內，用能單位有權追加出資比例至總投資的50%，且擁有分享該項目50%節能效益的權力。每個供暖期為150～180天（視環境溫度確定供暖時間），分享期內產權歸節能服務公司，分享期滿全部轉交用能單位，主體設備的使用壽命15年。

六、融資渠道

該項目總投資1440萬元，節能服務公司投資1100萬元，業主投資340萬元。