余热余压回收利用工程项目可行性研究报告

- 1 - 余热余压回收利用工程项目 一、项目名称 *有限公司余热余压回收利用工程 二、项目承办单位 1、单位名称： *有限公司 2、法人代表： * 3、项目联系人： * 4、联系电话： * 三、 项目建设地点 * 四、可行性研究报告编制单位 单位名称： 资质等级：甲级 资质证书编号： 发证机关：国家发展和改革委员会 第二节 可行性研究工作的依据和范围 一、可行性研究的依据 1、中华人民共和国环境保护法（ 1989 年 12 月） 2、中华人民共和国节约能源法 3、国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知 4、能源发 展 “ 十一五 ” 规划 - 2 - 5、 “ 十一五 ” 资 源综合利用指导意见 6、国务院关于加强节能工作的决定 7、节约能源管理暂行条例 8、中国技术政策能源 9、 *“ 十一五 ” 标准化发展规划纲要 10、 *省节能减排工作领导小组文件（鲁节减字 2008 1 号） 11、 2008 年部门节能减排工作计划 12、中共 *省委 *省人民政府关于进一步加强节能减排工作的意见（鲁发 2007 24 号） 13、 *省人民政府关于印发节能减排综合性工作实施方案的通知（鲁政发 2007 39 号） 14、 *有限公司现有工程项目运行状况资料 15、 *有限公司现有公用工程条件 二、 可行性研究的目的 在节能减排政策的指导下，在充分的调查研究以及收集、分析资料的基础上，达到以下目的： 1、论证建设的必要性； 2、在方案比较与论证基础上提出推荐方案，并进行工程论证； 3、对余热余压回收利用的工艺及工程投资等进行技术可靠性、经济合理性及实施可能性的综合比较和论证。 4、根据投资估算，提出资金筹措方式及 项目实施进度； 5、通过工程可行性研究为项目决策提供科学依据。 三、研究工作的范围 依据 *市城市总体规划、 *有限公司发展规划情况，对项目建设方案进行分析论证，提出本可行性研究报告。 - 3 - 1、对项目的生产规模及建设条件进行分析论证； 2、对工艺路线及主要设备选择的先进性进行论证； 3、对建设场地、外部建设条件进行分析论证； 4、对项目采用的环保措施及节能措施进行评价； 5、制定项目实施进度、企业组织、劳动定员的初步方案； 6、对项目进行投资估算及资金筹措分析，做出财务评价。 第三节 可行性研 究的概要 一、项目的提出 能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。中国是目前世界上第二位能源生产国和消费国。能源供应持续增长，为经济社会发展提供了重要的支撑。能源消费的快速增长，为世界能源市场创造了广阔的发展空间。中国已经成为世界能源市场不可或缺的重要组成部分，对维护全球能源安全发挥着越来越重要的积极作用。当前，实现节能减排目标面临的形势十分严峻。国家统计局的初步统计数据表明， 2007 年中国能源消费总量比 2006 年增长 2007 年我国能源消费总量为 吨标准煤，增幅略有回落，比 2006 年 增幅下降了 百分点。但同时，我国能源消费总量仍然庞大，节能减排形势依然严峻。 本项目的建设是确保节能减排工作顺利实施的重要环节。为落实国务院的要求和保护地方经济的健康快速发展， *市在继续抓好 *省节能减排工作的同时，在认真总结前一阶段工作经验的基础上，继续推进工业企业加大结构调整和清洁生产力度，加大执法监督力度，实施能源节约和清洁生产。公司积极响应国家的号召，通过本项目的 - 4 - 实施，提高了余热余压的回收利用率，达到节能减排、保护环境的目的，经济效益和社会效益显著。 二、项目建设内容 本项目在吸取国内发酵行 业节能经验基础上，对公司酵母生产过程中蒸汽余热和灭菌后蒸汽尾气设施进行改进，使余热余压再经过真空换热技术，高效转化成热水，再次回用到生产，从而减少蒸汽的使用。具体建设的内容为： 1、新建沼气锅炉及锅炉烟气余热真空回收系统 新建沼气锅炉一座，并且利用沼气锅炉产生的 180 的高温烟气，通过烟气 尾气热量通过水作为交换介质，换取热量，交换热水再通过真空机组提取高品位热水，经过软化的高品位热水再进入到沼气锅炉燃烧；同时与回收中心的余热回收系统连接，这样即能确保锅炉用水，又能提高炉水进水温度，多产蒸汽，节 约燃料。 2、发酵过程余热余压真空回收系统 *有限公司是一个大型生物发酵工程公司，整个发酵系统是耗能的重点工序，是蒸汽使用的大户，也是动力用电的重点部门。 （ 1）、发酵灭菌余压尾气回收 生产过程中，发酵大罐需要进行高压蒸汽灭菌，高压蒸汽进入罐体后直排入空气中，余压蒸汽得不到利用。改造后，增加蒸汽利用装置，将回收利用的热水回收到回收中心，转化成生产用热 水 和生活用热 水 。 （ 2）、压缩空气余热回收 发酵过程需要大量空气，压缩空气在输送过程中，摩擦产生大量热量，风温热量可以达到 95 ，热量带入培养液 后使得生产需要大量的冷却水来降温，采用类似的烟气余热真空回收装置，一方面提取 - 5 - 热量来供生产和生活用热，另一方面可以减少冷却水的蒸发用量，即可节约水，又可节约电力和利用热量。 （ 3）循环冷却水余热提取 发酵生物培养过程中，生物代谢产生大量的热量，这些热量对生物培养有抑制作用，需要不停的降温，在冷却水换热未进入冷却塔之前，可以将冷却水热量提取。在水温超过 30 时，余热能得到很好利用，提取的热量可以通过回收中心进入生产和生活用热系统。在水温低于 30 时，余热利用率低，可以直接排到冷却水塔继续循环利用。 3、 热水回收系统 公司的工艺条件决定着生产过程需要保证无菌，对管线和设备有着很高的卫生要求，需要使用大量的 95 热水进行灭菌。工艺热水经过使用后的水温是 90 ，大量的热水外排不但造成环境的热污染，而且也造成热量的浪费。因此公司采用真空余热回收系统回收大量的热，从而减少蒸汽的使用。 4、蒸汽管线冷凝水回收系统 一般情况下，车间蒸汽管线的冷凝水是通过疏水阀直接排放的，这样就造成了这部分余热的浪费。通过使用高效节能型的阀门代替疏水阀并通过管线连接到回收系统，用汽单元的尾气蒸汽冷凝水也并入回收系统，这样可以获取高品位热 水。 三、配套条件 本项目拟在 *有限公司的生产厂区内建设，此次建设不需要征地，配套条件较好。 第四节 可行性研究结论与建议 - 6 - 一、简要研究结论 本项目以节能减排和资源回收利用为目的，采用先进工艺技术，提高能源、资源利用率，有利于降低企业的环境保护成本，符合国家的环境治理和节能减排的基本国策。本项目不但有较好的经济效益，而且具有显著的社会效益。项目建成投入运营后，对加强资源的综合利用，保护周围的生态环境，保证 *市节能减排工作的顺利实施，都有十分重要的现实意义。 本项目生产技术水平较高，设 备先进，技术推广应用前景广阔，符合国家产业政策和国家发展规划。项目建成投产后，能带动相关行业和当地企业节能减排工作的实施，具有良好的社会效益和经济效益，因此，该项目是可行的，投资是必要的。 二、问题与建议 1、项目的实施进度对投资效益有很大的影响，建议当地政府及有关主管部门加大支持力度，确保项目的顺利实施。 2、本项目建设进度为 6 个月，希望建设单位加强与各有关部门的密切合作，抓紧前期准备工作，以确保后续工作的顺利进行，保证整体项目如期完成。 3、技术方案的拟定、主体设备装备水平，将直接影响工程的整体装备水平 、产品的最终质量和工程进度，并且直接关系到总投资。因此建议建设单位认真斟酌并最终确定其装备水平、供货范围及工程配合进度，在保障成品质量的前提下，达到缩短建设周期和节省投资的目的。 第五节 主要技术经济指标 - 7 - 主要技术经济指标一览表 序号 项目 单位 指标 备注 1 项目总投资 万元 2 建设投资 万元 3 建设期利息 万元 4 流动资金 万元 5 全年生产天数 天 350 6 人员工作日 天 350 7 项目占地 亩 8 劳动定员 人 5 9 年用电量 KW h 44275 10 年用水量 00 11 节约标煤总量 吨 12 总经济效益 万元 （ 1） 新建沼气锅炉及锅炉余热回收 万元 （ 2） 发酵灭菌余压回收 万元 （ 3） 发酵过程压缩空气余热回收 万元 （ 4） 发酵循环冷却水余热回收 万元 （ 5） 热水回收系统 万元 （ 6） 蒸汽管线冷却水回收利用 万元 - 8 - 第二章 项目提出背景和建设必要性 第一节 项目承办 单位 概 况 *有限公司位于 *省 *市 *区北城经济开发区，东临凤凰六路、南临永莘路、西临张肖堂干渠，西距 205 国道 里。 *公司成立于 1999 年，由安琪酵母股份有限公司与 *万隆化轻集团有限责任公司共同投资设立。 2006 年 8 月，在 *市委、市政府的大力支持下， *公司年产 12000 吨鲜酵母生产线建成投产，该生产线引进欧洲工艺、装备和技术，是目前国内规模最大、具有国 际一流水平的鲜酵母生产线。 *有限公司现有注册资本 5602 万元，其中安琪酵母股份有限公司控股 93%。公司现有职工 160 人，拥有高素质的员工队伍，专业技术人员占公司总人数的 48。截至 2007 年 12 月 31 日，*有限公司资产总额 12896 万元，负债总额 6432 万元，资产负债率为 2007 年 *有限公司实现销售收入 4180 万元，实现利润 807 万元，上缴实现税收 515 万元。 *有限公司控股公司安琪酵母股份有限公司是从事酵母及酵母衍生物产品经营 的国家重点高新技术企业、上市公司，其主导产品广泛应用于烘焙、发酵面食、酿酒等食品制造业及营养健康、动物营养业等领域；其酵母生产规模、市场占有率均居于国内、亚洲之首；其 “ 安琪 ” 商标是中国驰名商标，安琪牌高活性酵母是中国名牌产品；其拥有雄厚的科研开发力量，拥有国家级企业技术中心、国家酵母技术研究推广中心、企业博士后科研工作站、国家 可实验室等高层次研发平台，并聘请 30 多名国内外专家为技术顾问。 - 9 - 多年来， *有限公司始终把落实好节能减排工作作为头等大事来抓，在狠抓经济效益的同时，更加注重环境 效益和社会效益，不断加大环保投入，加强企业环境管理，注重科技创新，合理开发，综合利用，积极推行清洁生产，始终坚持企业发展与环境保护并重、污染防治与科技进步并重的原则。同时企业依靠自身优势和政府支持，全面规划，引进先进的节能减排工艺和设备，在余热余压回收利用方面取的了显著成效，得到了当地政府和群众的充分肯定和高度评价。 第二节 项目提出的背景 能源资源是国家发展的基础。新中国成立以来，不断加大能源资源勘查力度，组织开展了多次资源评价。中国能源资源主要存在总量比较丰富、人均拥有量较低、赋存分布不均衡、开 发难度较大等特点。随着中国经济的较快发展和工业化、城镇化进程的加快，能源需求不断增长，构建稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系面临着重大挑战，突出表现在资源约束突出，能源效率偏低、能源消费以煤为主，环境压力加大、市场体系不完善，应急能力有待加强等几个方面。中国是人口众多、资源相对不足的发展中国家。要实现经济社会的可持续发展，必须走节约资源的道路。中国有计划、有组织地开展节能工作始于上世纪 80 年代初，通过贯彻 “ 开发与节约并举，把节约放在首位 ” 的方针，到上世纪末实现了经济增长翻两番、能源消费增长翻一番的目标。为 继续深入推进能源节约，中国政府进一步提出把节约资源作为基本国策，发布了国务院关于加强节能工作的决定。中国政府始终将节约能源作为宏观调控的主要内容，作为转变发展方式、优化结构的突破口和抓手。在推进节能减排工作中，做到 “ 六个 - 10 - 依靠 ” ：依靠结构调整，这是节能减排的根本途径；依靠科技进步，这是节能减排的关键所在；依靠加强管理，这是节能减排的重要措施；依靠强化法制，这是节能减排的重要保障；依靠深化改革，这是节能减排的内在动力；依靠全民参与，这是节能减排的社会基础。制定并实施了节能中长期专项规划，确定了 “ 十一五 ” 期 间能耗降低目标，并将节能任务具体落实到各省、自治区和直辖市以及重点企业。中国正在完善国内生产总值和能源消耗指标体系，将能源消耗纳入各地经济社会发展综合评价和年度考核，实行单位国内生产总值能耗指标公报制度，实施节能目标责任制和问责制，构建节能型产业体系，促进经济发展方式的根本转变。 *有限公司作为国内发酵行业大型的龙头企业，多年来一直是当地耗水、耗能大户。资源得不到充分利用，影响了企业经济效益的提高。为了加快该公司发展， 开辟一条资源消耗低、环境污染少、产品附加值高的经济发展和环境协调统一的可 持续发展的新型工业化道路， 企业节能减排改造已迫在眉睫。为此 ，在 结合国家有关节约资源的政策 下 ， *有限公司 决定新上余热余压回收利用工程，具有显著的经济、环境、社会效益，为国家节能减排工作的顺利实施做出自己的贡献。 第三节 项目建设的必要性 一、符合国家和地方关于节能减排的有关政策要求 近年来随着经济的高速增长和人口的增加以及对能源的不合理开发利用和严重的浪费，造成我国能源资源短缺矛盾的进一步加剧。因此，合理开发资源、提高资源的利用率，是我国实现可持续发展的重要举措之一。为此，国家和地方近 几年来出台了一系列法律和法规， - 11 - 同时制定了一系列专项发展规划，如中华人民共和国节约能源法、国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知、能源发展 “十一五 ”规划等。 本项目符合国家产业政策 产业结构调整指导目录 (2005 年本 )鼓励类 第二十六项环境保护与资源节约综合利用中第 34 条 “ 节能、节水、环保及资源综合利用等技术开发、应用及设备制造 ” 。原国家经贸委、水利部、建设部、科学技术部、国家环境保护总局、国家税务总局（国经贸资源 20001015 号）关于加强工业节水工作的意见中提出 “ 大力推广工业节水新 技术、新工艺、新设备，下大力气改造落后的生产工艺和设备，特别是高耗水的工业企业，要增加节水技术改造资金的投入 ” 。本项目致力节约一部分用水，促进企业和当地经济的持续发展。 二、是确保 *省节能减排工作顺利实施的重要环节 *省作为一个能源资源消耗大省，节能减排面临的形势也十分严峻。一是经济快速增长与资源供给之间的矛盾越来越严重；二是经济结构调整难度较大；三是全省结构性污染突出，二氧化硫减排任务艰巨，农业面临 的 污染比较严重；四是节能减排的技术、标准、政策、管理等还不完善；五是有些地方和部门对节能减排重要性的认识 不足。 去年以来， *省节能减排工作力度进一步加大，一些政策措施逐步到位，节能减排工作取得了新的进展。 2008 年 *省积极贯彻党的十七大精神和省九届三次全会精神，落实中共 *省委 *省人民政府关于进一步加强节能减排工作的意见（鲁发 2007 24 号）和 *省人民政府关于印发节能减排综合性工作实施方案的通知（鲁政发 2007 39 号），推进全省节能减排工作向纵深发展，确保完成 2008 - 12 - 年节能减排目标任务。 *省今年节能减排工作的主要预期目标是：万元 耗同比下降 二氧化硫排放量削减 7%、化学 需氧量排放量削减 5%；万元 水量同比下降 6%。新型墙材生产和应用比例分别达到 75%、 80%，所有设市城市和县城在工程建设中禁止使用实心粘土砖。 *有限公司是能源消耗的大户，本项目能否顺利实施将影响到 *省节能减排工作的进程。因此，该工程的建设是必要的，也是必须的。 三、企业生存发展的需要 该项目建成后，项目计划充分利用余热余压进行能源的回收利用，配置 5 套真空热能回收机组，新建沼气锅炉项目和回收利用余热余压项目 可年节约标煤 ；新建一座回收中心以便将回收利用的高品位热水集中进 行分配，尽可能的减少热量的二次损耗，最大可能的提高回收能源的利用率，实现环境效益、经济效益和社会效益的最大化。 这样， *有限公司 各种 资源得到最有效的利用，提高设备生产效率和企业用能的整体水平，实现能源节约目标，降低单位产品生产成本，实现经济可持续发展。同时最大限度的减少废弃物排放，逐步使生态步入良性循环的轨道，大大加快企业发展的步伐。 综上所述，随着 *省节能减排工作的推进和环境保护政策的不断强化，企业面对日益强化的节能环保要求，如果不及时主动地采取措施，将制约企业的发展。因此，本项目的投资 建设是保障公司实现长远发展和进一步提高经济效益的需要。 - 13 - 第三章 建设条件和厂址选择 第一节 建设条件 一、地理位置 *市位于 *省北部、黄河三角洲腹地、渤海湾西南岸，东经11715 11837，北纬 3641 3816。北通渤海、东临东营市、南连淄博市、西南与济南市交界、西与德州市接壤、西北隔漳卫新河与河北省海兴县、黄骅市相望。全市境域横跨黄河两岸，东西最大跨径120 公里，南北最大跨径 175 公里，总面积 9600 平方公里。 *区是 *市的中心城区。东连利津、广饶，西邻惠民和淄博市高青，北与沾化、阳信县相靠。地理坐标为：东经 1174711809；北纬 37113736。属华北暖温带干旱或半干旱季风大陆性气候区。全年主导风向为东南风。 二、地形、地貌 *市平面呈倒凸字型，地处黄河下游的鲁北黄泛冲积平原。黄河从陕、晋黄土性高原将黄土冲积搬运而来填充造陆，对建造鲁西、鲁北平原起了重要作用，也是 *地表沉积物的主要来源，其厚度在 300400m 之间。由于历史上黄河泛溢时沿洼地奔流，前淤未尽，后淤复加，相互套迭，逐渐形成现在的微型地貌；又由于 *历史上黄河都是从西南部入境，趋 东北方向入海，频次泛溢时的沉积泥沙量不等，致形成现在的由西南向东北逐渐倾低的地势。 *市西南部海拔 北部海拔 7m，大部分地域在海拔 11m 左右，以七千分之一的比降倾斜。土壤盐碱，属轻微盐碱地区。 - 14 - 三、城市现状 *市地处黄河三角洲腹地，是环渤海经济圈待开发的中心城市，*区作为 *市委、市政府驻地，是全市政治、经济、文化、交通、通讯、信息中心，是鲁北地区人流、物流、信息流的重要集散地，版图面积 1040 平方公里，辖 2 乡 2 镇 8 个街道办事处， 855 个行政村（居），人口 62 万。 2005 年实现国内生 产总值 元，地方财政收入 区基础设施配套、服务功能齐全，商贸流通、金融保险、电子通讯、信息网络等行业发展迅速，技术力量日益雄厚，科技、教育、文化娱乐、医疗卫生、社会保障等社会事业全面发展，特别是城市规划、建设、管理水平不断提高，多次获得国家卫生城市称号。 随着改革的深入发展， *市城市建设日新月异，人民生活水平提高迅速，特别是工业、商业、金融、文教、科技及信息网络等领域方面有了长足发展。但城市基础设施相对落后，与大开发、大招商的氛围不相适应 。 四、社会经济与发展规划 *市是环渤海经 济圈重要组成部分，地理 位置十分优越，交通便捷，资源丰富，土地广阔，周边环绕经济发达的地区，对于发展经济及开发建设是十分有利的。近几年来， *区围绕 “ 以工为纲、以工带农、以工促商，中间抓商贸、周边搞开发 ” 的总体思路，大力招商引资，真抓实干，社会经济发展较 快。 “ 十五 ” 期间 ，工业结构向外向型推进，并努力提高产品档次，增加科技含量和附加值，纺织、化工、造纸、建材、食品加工等工业得到迅猛发展。农业在搞好结构调整的同时，大力发展特色经济，围绕农副产品加工，向产业化发展，农民收入大大提高，农村经济 得 到全面发展。 “ 十一五 ” 期 间， *区将继续按照 “ 以工为纲、以工带农、以工 - 15 - 促商，中间抓商贸、周边搞开发 ” 的 总体思路，在科学发展观指导下，立足于发展和服务两大任务，以城市经济为核心，以工业化和城市化为主攻方向，强化大投入、培植大产业、实现大跨越。全面实现 “ 十一五 ” 规 划目标， *市将会建设成为社会安定、经济繁荣、科技进步、精神文明、人民富裕的黄河三角洲上的一个新兴中心城市。 五、交通运输 *市 *区交通发达，境内三座大桥飞架黄河南北，滨博高速与济青高速交叉相接， 205、 220 国道及规划建设的黄大铁路、威乌铁路、津汕铁路纵横穿越境地， 分别与京、津、唐、济、青等大中城市相通，成为华东、华北各省市南北交通的重要枢纽。目前，从 *驱车至济南空港只需 1 小时，一个半小时可达黄骅港， 3 小时抵达青岛，当日往返首都北京。 随着区、乡、镇一体化发展，实现了区、乡、村处处通公路，形成以国、省道为主框架，干支相连，四通八达的公路网络。近期内将要建设的黄大铁路和正在建设的滨沾铁路工程，在 *市设一级货站及客站，与京沪、胶济和张东铁路干线连接，形成铁路干线运输网络，并将填补 *市 *区无铁路运输的空白，促进 *区交通运输事业的发展。 六、工程地质 根据提供资料表 明， *市区地层属第四系松散沉积物巨厚，且沉积年代较短。主要土层为粘土，亚粘土、轻亚粘土及粉细砂层，夹厚薄不均的淤泥土层，由于沉积年代短，土质承载力低，区位分布不均，地耐力平均 80下水位较浅，一般 等，而且有逐年上升趋势，导致土地盐渍化，影响地下基础，对建筑物基础设计施工时应引起高度重视。市区及周边地带，地下油层较丰富，因此城市 - 16 - 建设时应及时与有关部门沟通、磋商，以免造成损失。市区地震烈度为 7 度。 七、气象及水文条件 *市区地下水层特征，大致分为浅层潜水和深层承压水。浅层水埋深 5受水位升高影响 5m 以上水质呈咸苦水质， 5m 以下水质较好，且稳定。深层水埋深 280淡水，因含氯离子和氟量较高，不宜超量开采，如需要采用应经当地水资源管理部门批准。 *市的用水补给，主要来源于黄河水。由于政府重视，经多年投入治理，黄河由历史上的害河，变为当今的益河，造福于子孙万代，载入史册。 *市因受北暖温带干旱季风影响，属大陆性气候区，其特征 “ 冬季干冷，夏季酷热，秋高气爽，春旱雨少 ” ， 光照充足，四季分明，有利于农作物生长。 根据地区历年统计资料气象显示： 年平均气温 极端最高气温 端最低气温 平均最高气温 32C 年平均最低气温 平均降水量 最大降水量 年平均风速 s 最大风速 s 全年主导风向及频率 东南 冬季 主导风向及频率 东北 夏季主导风向及频率 南西南 - 17 - 最大冻土深度 600大降雪 170暖室外计算温度 二节 项目选址方案 一、地址选择原则 1、符合 *市发展规划； 2、符合 *有限公司发展规划； 3、周围环境、自然条件等因素适合项目建设； 4、外部水、电、汽等设施配合良好； 5、充分利用企业现有设施，节约用地和投资。 二、项目地址评 述 项目拟在公司现有厂区内进行改造，本项目利用原有的生产厂房和公用工程设施，不需新增土地。原生产区，辅助生产区仍按原来格局划分。 本项目的总占地面积为 。 厂区现有生产辅助设施、配套条件好，良好的基础可保证项目的顺利实施、有效运转。 本项目的地址选择充分考虑企业的生产设施现状、实际能力、土地资源利用和长远发展，做到了统筹兼顾、经济合理、优化配置、节省资源。 - 18 - 第四章 工艺技术方案 第一节 设计原则 一、指导思想 本项目建设以坚持科学发展观、实现可持续发展为指导思想，正确处理好当前利益 与长远利益、经济效益与社会效益、企业发展和环境保护的辩证关系，重点落实好节能减排和资源的综合利用。 二、建设原则 1、回收利用工艺及技术先进、可靠，工程投资省，运行费用低，操作管理方便以确保能源的回收利用率。 2、严格按照各项相关的国家设计规范、标准、要求进行设计。 3、余热余压回收利用方案与生产工艺密切结合，有针对性的选择适合本公司的能源利用方案。 4、经济性与可靠性并重的设计原则，合理降低工程造价和运行费用，提高工程效益，同时尽可能提高系统的可靠性与稳定性。 5、结合当地的实际情况与客观条件，因地制宜、 积极稳妥地采用先进技术和优化、简洁的回收方案，使工程的设计、施工、运行管理都能达到预期目标。 6、确保工程运行安全、卫生、稳定。 7、充分考虑工程操作、管理、维护的方便。 8、充分利用当地有利的自然条件。 9、尽量做到综合利用，使环境、社会和经济效益有机地结合起来。 10、厂区总平面布置尽量紧凑、美观，在规划用地范围内尽量节 - 19 - 省用地。 第二节 工艺技术方案 一、新建沼气锅炉及锅炉烟气余热回收利用工艺技术方案 （一）新建锅炉及锅炉烟气余热回收利用现状 随着我国经济的发展以及环保要求的提高，越来越多的燃 油、燃气锅炉投入使用，给社会带来很大的效益，但由于油气资源的日趋紧张以及用户的燃料费用大幅度提高，提高锅炉的效率日趋迫切，而且国家又新出台节能政策和标准对节能提出了新的要求，如何锅炉节能降耗是当今主要研究课题。锅炉烟气余热是指能利用而未被利用的热能，燃气锅炉设计制造时，为了防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰，标准状态排烟温度一般不低于 180220 ，造成部分热能排空浪费。烟气余热回收装置可将烟气中约 50的热量回收，回收的热量根据用户的需求加热水、空气或其它介质，这样即节省燃料费用，降低生产成本，减少废气排放， 又节能环保一举两得。 烟气余热回收是提高能源利用率，降低生产成本，保护环境最直接、经济的手段之一。锅炉排烟温度直接影响到锅炉机组的经济性和尾部受热面工作的安全性。选择较低的排烟温度可以降低锅炉的排烟损失，有利于提高锅炉热效率，节约能源及锅炉运行费用。但排烟温度降低 会 使尾部受热面中烟气与工质的传热温压减少，传热面积增大，金属消耗和设备投资增多。另外排烟温度过低还会引起尾部烟道中硫酸蒸汽的凝结，使低温受热面腐蚀堵灰，所以多数锅炉的排烟温度在 200 左右。 目前， 安琪公司污水处理厂厌氧反应罐产生的沼气全部通过火炬燃烧排放，造成能源的严重浪费，因此公司决定新上一台 h - 20 - 的蒸汽锅炉，每天间断运行约 16 小时用于生产。锅炉的蒸发量为每小时 4 吨，因来自产沼气资源的限制，实际锅炉的蒸发量应为 h。本公司的锅炉排烟温度为 180 ，鼓风机流量不大于 5000m3/h，蒸汽压力约为 炉软水补水 4t/h。本公司高温锅炉烟气不能直接应用于生产和生活而白白的排掉，造成能源的极大浪费。 （二） 工艺技术方案 安琪公司为使公司降低生产管理成本，节能降耗，提高经济效率，在当今国内外能源日趋紧张的形式下，决定对公 司锅炉烟气余热能源回收利用，变废为宝，为企业创造较好的经济效益。 1、工艺流程图 具体工艺流程图详见附图 “ 锅炉烟气热能回收系统原理示意图 ” 。 2、工艺流程简述 沼气锅炉燃烧产生的 180 的高温烟气首先经过烟气热能回收器将尾气热量通过水作为交换介质换取热量，锅炉烟气的温度由 180降低到 90 后外排。烟气热能回收器得到的 交换热水通过真空热能回收机组提取高品位热水。提取的热水经过软化存储到热水箱中用于锅炉的补水，由于补水量不能满足锅炉的蒸发用量，这样就需 要回收中心的高品位热水远远不断的补充锅炉用水。 烟气热 能回收器 高温烟气 低温烟气 外排 交换热水 真空热能回收机组 回收中心 高品位热水 热水箱 锅炉燃烧 - 21 - （三）主要处理单元功能简述 新建沼气锅炉及锅炉烟气余热回收利用项目的主要装置是沼气锅炉和真空热能回收机组，其功能简述如下： A：沼气锅炉功能简介 1、功能简介 列全自动燃气蒸汽锅炉的容量为 1 10t/h，炉的供热量为 7系列锅炉采用卧式内燃三回程全湿背结构，燃烧室由波形炉胆及湿烟室组成，燃气从燃烧器喷出后，在燃烧室燃烧后的高温烟气经炉膛、烟室辐射及对流换热后进入第二回程螺纹烟管到前烟箱再折回进入第三回程烟 管，进行对流换热后经后烟箱及烟囱排入大气。 2、装置特点 （ 1）、采用全湿背结构，高温烟气都被水包围，既能有效利用受热面，又可避免干背结构后烟箱受高温烟气冲刷易损坏的缺点。 （ 2）、合适的炉胆尺寸，展开式火焰，阔容辐射式受热面，适应各种油、气燃烧器，结构简单。 （ 3）、完善的强度设计，充裕的传热面积，使锅炉性能得到充分保证。 （ 4）、选用高质量的水泵、阀门、电器元件及安全附件，配套齐全。 （ 5）、锅炉具有自动点火、程序控制、水位控制、温度控制、超压保护、炉内熄火保护等控制及保护功能，操作简便、安全可靠、保养维修方便。 列全自动燃气蒸汽锅炉示意图如下： - 22 - B：真空热能回收机组功能简介 烟气余热回收装置主要设备是热管，它是一种具有特高导热性能的新颖传热元件。热管起源于二十世纪六十年代的美国， 1967 年一根不锈钢 管理论一经提出就得到了各国科学家的高度重视，并展开了大量的研究工作，使得热管技术得以很快发展。热管技术开始主要用于航天航空领域，我国自二十世纪 70 年代开始对热管进行研究，自 80 年代以来相继开发了热管气气换热器、热管气水换热器、热管余热锅炉、热管 蒸汽发生器、热管热风炉等各类热管产品，使得热管在建材工业、冶金工业、化工及石油化工、动力工程、纺织工业、玻璃工业、电子电器工程等领域内得到广泛的应用。 1、真空热能回收机组的工作原理 锅炉烟气通过真空制冷剂热传导技术，制取所需生活热水。整机设计为负压容器，烟气集热器、蒸发器、循环喷淋装置、冷凝器、节 - 23 - 流装置及主机程控部分组成，其工作运行原理：将热水机组的腔体抽成真空状态，低温热水送至蒸发器管束内循环，启动循环喷淋装置，将传热介质喷淋蒸发，从而产生的制冷剂蒸汽通过冷凝器吸收放热，将汽化潜热传递到冷凝器传热管内的 被加热水中，制冷剂蒸汽冷凝后，通过节流装置再回流到蒸发器中，如此工作循环就能源源不断的制得所需热水。 2、热管结构原理 热管就是把无缝钢管抽成真空，注入软化水，加以密封，即成了重力热管。软化水在热管蒸发段被加热由液态变为汽态（吸热），把热能从蒸发段输送到冷凝段，在冷凝段被加热介质冷却 (放热 )，软化 水由汽态变为液态，依靠重力流回蒸发段，如此高速循环，不断把烟气热量传导至另一端。利用相变传输热量，热阻小、传热系数高，它超强导热性能使其导热系数是一般金属的一万倍左右，传导温度没有衰减并能以极快的速度传递（音速传 递），而其两段外侧均可采用肋片来扩展受热，促使流体产生湍流，增强传热。 3、烟气余热回收装置特点 （ 1）、热管余热回收器体积小，传热效率高。 热管除了由相变传热外，相同热负荷条件下，管数可减少，流通面积扩大，流速降低，大大减轻磨损。热管换热器冷热流体采用纯逆流方式布置，传热系数高，重量轻，布置方便。 （ 2）、热管余热回收器具有良好的抗腐蚀能力。 热管靠管内液体相变传热，其管壁温度控制在露点以上，使管壁外侧不会凝露粘灰，抗腐蚀能力大为增强。 （ 3）、热管余热回收器使用寿命长，单台使用寿命达十年以上，单根热管可 拆卸更换，维护简单，成本低。 - 24 - 烟气余热回收装置是燃气锅炉专用设备，安装在锅炉烟口处，烟气余热回收装置四周 有 管箱，中间隔板将两侧通道隔开，单根热管可更换。工作时，高温烟气从左侧通道向上流动冲刷热管，此时热管吸热，烟气放热温度下降。热管将吸收的热量导至右端，空气或水从右侧通道向下逆向冲刷热管，此时热管放热，空气或水吸热温度升高。余热回收器出口烟气温度不低于露点。 4、设备性能特点 （ 1）、安装方便：余热回收装置的安装不需要对锅炉进行改动。 （ 2）、安全可靠：超导热管等温性能好，导热时产生自振不产生圬垢和通风阻力 ，始终保持良好的传热效率，不影响锅炉的工作。 （ 3）、节能效益好：大型工业窑炉效率可提高 10以上，中小型燃油、燃气、燃煤锅炉效率可提高节能达 3 （ 4）、投资回收期短：一般 8 个月左右就可收回全部投资。 （ 5）、工作范围广：可在温度 30 一 1000 范围内传导热量。 （ 6）、安全更可靠：不存在管内超压，不怕干烧，液体工质汽化后，热管的内压不随温度的变化而变化。 （ 7）、安装更方便：不受安装位置限制，热管可根椐设计需要任意位置安装，只要有温差就可传热。 （ 8）、超强的导热性：导热速度快、强度大、效率 高，超导热管热量的传递随着温差增加而增加，导热速度可达到音速。 （ 9）、良好的等温性：例如热管一端输入 100 ，另一端可导出100 。良好的等温性使热管在很小的温差下，传递很大的热通量，传热阻力小。 （ 10）、应用领域广泛：超导热管形状具有更大的灵活性，更广泛的应用领域，能适应各种恶劣的工作环境。 - 25 - 二、发酵过程余热余压真空回收系统建设 （一）发酵过程余热余压回收利用现状 *有限公司是一个大型生物发酵工程公司，整个发酵系统是耗能的重点工序，是蒸汽使用的大户，也是动力用电的重点部门。余热余压回收 利用现状主要表现在以下几个方面： （ 1） 、 生产过程中，发酵大罐需要进行高压蒸汽灭菌，高压蒸汽进入罐体后，直排入空气中，余压蒸汽得不到利用。 （ 2） 、 发酵过程需要大量 压缩 空气，压缩空气在输送过程中，摩擦产生大量热量，风温热量可以达到 95 ，热量带入培养液后使得生产需要大量的冷却水来降温，这样既浪费水，又使大量的风温热量白白浪费。 （ 3） 、 发酵生物培养过程中，生物代谢产生大量的热量，这些热量对生物培养有抑制作用，需要不停的用冷却水降温，然后冷却水换热进入冷却塔进行冷却，冷却后的水直接排到公司的污水处理场进行集中 处理。 从以上几点可以看出，安琪公司 发酵过程中的余热余压得不到充分利用，造成能源的极大浪费。 （二） 工艺技术方案 1、工艺流程图 （ 1）发酵灭菌余压尾气回收流程图 高压蒸汽 换热器 补水 真空热能回收机组 回收中心 热水 - 26 - 具体工艺流程图详见附图 “ 发酵灭菌余压尾气回收系统 原理示意图 ” 。 （ 2）压缩空气余热回收 具体工艺流程图详见附图 “ 压缩空气余热回收系统 原理示意图 ” 。 （ 3）循环冷却水余热提取 具体工艺流程图详见附图 “ 循环冷却水余热提取系统 原理示意图 ” 。 2、工艺流程简述 （ 1）发酵灭菌余压尾气回收流程简述 从发酵罐出来的 160 高压蒸汽进入换热器进行气 热量交换的热水通过真空热能回收机组提取高品位的热水，然后高品位的热水进入回收中心进行集中回收利用。 （ 2）压缩空气余热回收流程简介 发酵过程所需的压缩空气在输送过程中摩擦会产生 95 的风温，生物发酵热量 冷却水 冷却水废热热水机组 小于 30 度的交换热水 大于 30 度的交换热水 回收 中心 冷却水塔 换热器 压缩空气高温风温 换热器 补水 真空热能回收机组 回收中心 热水 - 27 - 然后高温风温依次通过换热器、烟气余热真空回收装置进行热量的提取，经热量交换所得的热水进入回收中心进行集中回收利用。 （ 3）循环冷却水余热提取流程 简介 发酵生物培养过程中生物代谢产生的热量经过换热器后得到交换热水。其中小于 30 度的交换热水因利用率低而直接排到冷却塔中继续循环利用。大于 30 度的交换热水进入冷却水废热热水机组进行热量回收，然后获得的高品位热水进入回收中心进行集中回收利用。 （三）主要处理单元功能简述 发酵过程余热余压回收利用 的主要装置是真空热能回收机组和冷却水废热热水机组，其功能简述如下： （ 1）真空热能回收机组功能简述 此部分已在沼气锅炉烟气余热回收利用单元进行简述，此处不再说明。 （ 2）冷却水废热热水机组功能简述 水机以废热及低品位热能通过真空旋膜增压蒸发冷凝综合技术制取高品位热水。以电能为驱动能源无任何污染，能效 比 于 8，节能减排、经济效益显著，可采用直接供热和蓄能供热形式，广泛用于生活热水 的 应用系统中，因其工作过程为真空状态下工作，无任何安全爆炸隐患，运行性能稳定，安全可靠，是当今废热利用 较 理想的供热设备。 1、工作原理 能冷却水废热热水机是利用冷却水工业工艺用废热水通过真空技术，蒸发吸热增压、冷凝放热获得所需生活热水。该产品整机设计为负压容器，由蒸发器、循环喷淋装置、电能旋膜增压装置、冷凝器、 节流装置及主机程控部分组成，其工作运行原理 为 ：将热水 - 28 - 机组腔体抽至真空状态，冷却水及工业用废热水送至蒸发器 管 束内循环，启动循环喷淋装置，将传热介质喷淋蒸发，从而产生的冷剂蒸汽通过电能旋膜增压技术加压送入冷凝器，将汽化潜热传递到冷凝器传热 管 内的被加热热水中，制冷剂蒸汽冷凝后，通过节流装置再回流到蒸发器中，如此工作循环就能源源不断的制得所需热水。其工作原理图如下： 2、产品特点 （ 1）、国际首创，节能技术行业领先 却废热热水机组采用空调冷却水废热利用真空热导增压、冷凝放热制得热水技术属国际首创，该产品通过国家检测机构检测、 *省科委省级技 术鉴定、能效比 于 8，节能显著，广泛用于生活热水 的 应用系统。 （ 2）、真空设备、整机寿命高、非压力容器、运行安全可靠 机组在真空状态下工作，机内与大气隔绝无氧蚀结垢现象，运行传热部件寿命长，用户无需到锅炉压力容器部门年检报批，无任何爆炸危险，运行安全可靠。 - 29 - （ 3）、废热利用、运行成本低、经济效益显著 利用空调系统冷却水废热制得生活热水、效率稳定， 1可收回投资成本，同时降低冷却塔工作负荷，提高制冷机制冷效果，运行成本低，节能效果显著。是一举多得的热水制备设备。机组上电运行，强力快速制热 3钟可 制得热水，采用变频调节技术，机组运行性能稳定，热水出口温度调节便利，可在 45范围内任意调节，使用用户达到最经济运行的 管 理模式。 （ 4）、多重保护、智能化控制、使用安全 精选优良的电器控制元件，可长时间连续运行无故障，适应性强。机组设有系统断流控制保护，热水超温保护、缺相、过流、超压、短路、漏电等多项安全保护措施，人性化 序控制，可靠性强，使用安全。 （ 5）人机界面、变频控制、 管 理方便 精选进口可编程控制器和触摸屏，利用热水出口温度，变频控制动力输出，热水出口温度稳定，可靠节能，自动检查显示运行参数及故障，可配置远程控制 管 理接口和自动记录打印功能， 管 理方便。 （ 6）节能减排、环保无污染 能效比 提高给用户带来时会的经济回报，以水为传热介质，杜绝了氟利昂对大气的环境污染，废热的利用降低了对大气排放的热岛效应，以电能为驱动能源，绿色环保，符合我国产业发展政策，市场应用潜力巨大。 （ 7）体积小、重量轻、安装周期短、节省投资 该机组外形设计美观，结构合理，占地面积小，节能基建投资，与原有的空调冷却水及引用热水系统进出水 管 连接，上电即可工作，不受安全监制范围限制，可安装于用户的任何工作区域，灵活方便。 - 30 - 三、 热水回收利用的工艺技术方案 （一） 热水回收 利用现状 发酵工艺条件要求生产过程要保证无菌，对管线和设备有着很高的卫生要求，需要使用大量的 95 热水进行灭菌。工艺热水经过使用后的水温是 90 ，这样大量的热水外排不但造成环境的压力，而且也造成热量的浪费。 （二）工艺技术方案 1、工艺流程图 - 31 - 具体工艺流程图详见附图 “ 生产车间工艺废热回收示意图 ” 。 2、工艺流程简述 产车间 95 废热水经过真空热能回收