技术介绍

　　技术原理：本项目热能采集设备—直热机，采用真空相变原理，热能的提取与释放在两个容器内分别进行，冲渣水侧没有换热壁面，溶解于水中的大量无机盐类等易结晶物质无处附着，从而彻底杜绝了传统间壁式换热器在换热过程中换热壁面结晶挂垢问题，同时也便于与冲渣水接触的蒸发器内部进行防腐处理，且不影响传热；同时采用逐级蒸发、分段冷凝的专利结构设计，既保证了大温差提热，又最大限度的缩小了传热温差，从而充分利用了冲渣水较高的热品位。

　　技术特点：可避免由于大多数工业废水以及工艺循环冷却水在使用和循环利用过程中被不断浓缩，大多属于饱和离子水。提热过程即是一个强制降温过程，溶解于水中的各类盐碱类物质由于温度的降低而必然出现过饱和，从而导致盐碱物质发生结晶析出现象；以及常规的各类接触式换热设备，由于换热金属壁面即是冷壁面，结晶析出的各类盐碱物质必然附着在这个冷壁面上，从而导致换热壁面的污染造成传热系数急剧下降甚至堵塞；同时工业废水中的各类阴阳离子成分复杂，一般都具有强烈的腐蚀性，腐蚀机理也异常复杂，而换热器的金属壁面为了保证高效传热，很难进行有效的防腐处理等问题。

　　技术优势：没有冷壁面存在，无结晶挂垢等问题；传热系数高，传热温差小；安全可靠，稳定运行；运行成本低。

　　适用行业及领域

　　本技术适用于石油化工、煤炭、电力、钢铁、冶金、纺织、造纸等有废水余热回收需求的企业。该技术已在钢厂、化工厂等有余热回收需求的企业成功应用，并且运行效果良好，口碑极佳。

　　典型用户及投资效益

　　邯钢余热集中供热项目

　　1、 用户单位的基本情况

　　邯郸钢铁集团是1958年建厂投产的河北省特大型钢铁企业。集团现拥有总资产245亿元，净资产121亿元，已形成了450万吨铁、500万吨钢、500万吨钢材的综合生产能力。邯钢集团生产过程中都存在大量工艺冷却循环水，其热量都通过冷却塔散失到空气中，既造成了大气热污染又是一种严重的资源浪费。经与邯钢集团协商决定利用邯钢集团4﹟高炉和5＃高炉工艺循环水进行余热利用，可利用热量为57.1MW，为安全起见，渣水余热的提取量按照50MW设计。按照热负荷50W/㎡计算，冬季可为大约100万㎡建筑进行供暖。

　　2、 节能改造前能耗情况

　　改造前，钢厂采用蒸汽换热采暖方式，冬季采暖时间约为3000小时，折合消耗标煤11082吨，每万平米蒸汽耗量约为2500吨。

　　冬季采暖时间为150天，每天平均运行20小时，供暖设备共计运行300小时，则燃煤的总耗量为11082吨。燃煤供热的年耗煤量计算公式：

　　M锅炉—燃煤供热的年耗标煤量，t；

　　R—年供热量；

　　η—燃煤锅炉效率及供热效率综合总和0.7；

　　k—管网输送能耗0.95

　　C—热值， 7000kcal/㎏。（标准燃煤）

　　3、 采用的节能技术路线

　　通过对4#5#高炉出渣量、冲渣水量及冷却方式等的考察，计算出可回收利用的热量共计57.1MW，经过认真分析冲渣水的水质，采用了真空相变技术提取渣水中蕴含的大量热能，这项技术充分保证了提热过程的连续性和稳定性。渣水最大用量为2400 m3/h。采暖系统水供回水温度65/45℃。

　　4、 节能改造后的效果

　　该技术采用的能耗指标非常小，平均单位热量能耗为：4.49 kW.h/GJ，即按钢厂原供热时间3000小时计算，采暖期总能耗量为242万kW.h，折合成标煤耗量为950吨。

　　由此采用了这项技术供热后，每年可节约标煤10132吨，同时可减排大量对环境有污染的废物，主要可减少CO₂排放量26545吨/年、减少SO₂排放量86.12吨/年、减少氮氧化物排放量74.97吨/年（每吨标煤，排放：二氧化碳2.62吨、二氧化硫8.5㎏、氮氧化物7.4㎏）。为社会带来巨大的经济效益。

　　5、 投资及收益分析

　　改造项目总投资约2600万元，每年系统运营费用约300万元；原锅炉供暖系统的年运行费用约1700万元。每年可节约运行费用约1400万元。

　　6、 项目实施中遇到的问题

　　作为一种新型资源，在项目初始阶段，审批过程较繁琐，时间较长，因此需要政府统筹规划，设立审批、报备制度；

　　政应府鼓励供热公司或钢厂使用真空相变技术进行采暖，给予投资人或用户政策和资金上的支持；

　　在行业发展初期，引入市场准入机制，防止良莠不齐的厂商扰乱新能源市场的健康发展。

　　技术提供单位介绍

　　哈尔滨工大金涛科技股份有限公司系哈尔滨工业大学会同该技术研发及管理人员于2008年发起设立。是一家集产品研发、制造、销售、技术服务于一体的非清洁水源热能资源化综合开发利用企业。业务涵盖污水源热泵、再生水及地表水源热泵、工业废水余热回收等领域，可提供该领域全方位技术服务及相关产品，同时在全国范围内开展EPC及BOT节能服务业务。

　　金涛系列产品已广泛服务于酒店、商场、住宅、厂矿等各类建筑的采暖、空调系统中，目前在中国东北、西北、华北、华东等地供热空调面积已近3000万平方米，取得了良好的社会效益与经济效益，奠定了金涛在中国非清洁水源热能开发利用领域的领军地位。

　　技术推广前景

　　据统计，我国年均工业废水排放量约为241.7亿吨，其中50%左右为50℃以上的中高温工业废水，并且随着经济快速发展其排放总量呈迅速递增态势。平均按照每吨水提取15℃温差计算，其可供暖的建筑面积在4亿平方米以上。

　　除国家统计每年排放掉的工业废水外，还有大量用于生产冷却工艺的循环冷却水没有统计在此数据内，例如：钢厂用于生铁冶炼过程中的冲渣循环水，全国年生铁产量约6.5亿吨；每生产一吨生铁需要4.5吨循环冲渣水；则每年用于冲渣的循环水量约30亿吨；按照提取30 ℃温差计算，每年可供热的建筑面积至少为2亿平方米。

　　另外，焦化行业的循环熄焦水、煤化工行业用于水煤气降温的循环冷却水均属于重度污染的工艺冷却水，其水质均存在严重的腐蚀性和结晶等问题，以往技术均无法利用，但根据直热机的优势和特点，均能对其进行热能采集。所以直热机技术在这一领域具有广阔的应用前景，其市场容量非常巨大。