分析中低温太阳能工业热力应用系统技术

一、技术名称：中低温太阳能工业热力应用系统技术 　　二、技术所属领域及适用范围：工业领域太阳能系统与燃煤、燃气、燃油工业锅炉结合使用 　　三、与该技术相关的能耗及碳排放现状 　　太阳能工业热力系统应用绿色清洁的太阳能，自身能源消耗低，可大量节约化石能源。该技术的核心部件-中温太阳能集热器，其集热效率约比普通集热器高10%左右，且能够满足太阳能工业热力系统通常需要的100℃以上的工作温度，而普通集热器一般在80℃以下。该技术的生产综合能耗与普通集热器相同，为每台集热器4.45kgce/m2，其成本与普通集热器相当，投资回收期更短，目前已可在全国推广应用，应用该技术可实现节能量7万tce/a，CO2减排约18万吨/年。 　　四、技术内容 　　1.技术原理 　　自来水经过软化处理后进入冷水箱，通过循环泵进入中温集热器，太阳照射到中温集热器上，由中温真空管将太阳辐射转化为热能，再由真空管内的铜管把热能传递给冷水，将水加热，热水通过循环泵输送到储热水箱，再经过蒸汽锅炉加热成高温蒸汽输送到厂区热力管网。 　　2.关键技术 　　（1）高效的太阳能集热技术。该技术的核心部件-中温太阳能集热器，具有真空管集热性能优、热量损失少、产生能量多、产品寿命长等特点，与普通集热器相比，太阳热能利用效率更高； 　　（2）合理的能量传输阵列技术。作为大规模安装的太阳能工业热力系统，通过集热器阵列布置和管路系统的分配技术，达到将热能全部传输至锅炉水箱使用，避免热量在集热器内的损失； 　　（3）系统节能控制技术。通过温度、压力的多点分布式监测和采集分析，实现系统节能运行，减少系统运行的能耗，并将太阳能量及时转移至使用或存储终端。 　　3.工艺流程 　　中低温太阳能工业热力应用系统技术流程见图1。 图1中低温太阳能工业热力应用系统技术流程图 　　五、主要技术指标 　　1．中温太阳能集热器瞬时效率截距达到0.691，高于普通集热器8%，150℃时瞬时效率高于普通集热器20%左右； 　　2．整体节能量高于普通集热器15%； 　　3．系统日有用得热量7.7MJ/m2，高于同类国标技术要求10%。 　　六、技术鉴定、获奖情况及应用现状 　　该技术已经获得3项国家发明专利。2012年2月，获得了由中国可再生能源学会颁发的科学技术一等奖。随着国家节能减排政策的推进，太阳能在工业领域的热利用已越来越受到重视，国内太阳能热水器生产企业也逐渐将重点从太阳能家用市场转移到太阳能工业应用领域，其中80℃~250℃中温工业应用领域与太阳能结合的技术，将是未来太阳能热利用领域发展的主要趋势。 　　七、典型应用案例 　　典型用户：济南永宁制药股份有限公司、上海青浦热电厂、荣城海之宝公司、平邑天宝化工、山东东平油脂厂、山东青年政治学院等。 　　典型案例1 　　技术提供单位：山东力诺瑞特新能源有限公司 　　建设规模：10t/h太阳能综合利用锅炉，共安装中温集热器5870m2。主要改造内容：利用中温真空管太阳能集热器及储热水箱组成的5870m2总面积的太阳能集热系统，向10吨燃煤锅炉提供95℃左右的热水，经锅炉再加热成高温蒸汽，进入厂区蒸汽管网。主要设备包括中温太阳能集热系统、30t冷水箱，100t储热水箱，2备2用共4台高温高压水泵，2台控制柜等。节能技改投资420万元，建设期1个月。年可节约标煤875tce，年节能经济效益116万元。投资回收期约3.6年。 　　典型案例2 　　技术提供单位：山东利诺瑞特新能源有限公司 　　建设规模：60t/h热电锅炉，安装太阳能集热器总面积3557m2。主要改造内容：利用太阳能将进锅炉的软化水升温后进入除氧设备，然后利用锅炉高温增压水泵将高温水泵入锅炉，再利用煤进行二次升温，加热至饱和蒸汽后输送到热力管网的系统。主要设备包括中温太阳能集热器及安装支架1200套，控制系统一套，循环泵3台，换热器3台等。节能技改投资200万元，建设期25天。年可节约标煤328tce，年节能经济效益46万元。投资回收期约4.3年。 　　八、推广前景及节能减排潜力 　　目前，我国工业用热温度大部分在80℃-250℃之间，该技术比较适宜在此温区应用，若能得到全面推广，将能大大促进太阳能工业热利用的发展。预计未来5年，该技术在行业内的推广潜力可达到10%，预计投资总额50亿元，节能能力71万tce/a，二氧化碳减排能力187万吨CO2/a。