源深节能：将烟气余热变废为宝

鲍烨童

在北京节能环保展中关村节能环保企业展区，北京源深节能技术有限责任公司将在建的未来科技城烟气余热回收项目用沙盘的形式展现出来，各种管道和锅炉组件清晰可见。

可以这么说，未来科技城项目被源深节能作为探寻市场的一个样板，其重要性不言而喻。如今，这一项目正在建设中，年底将正式投入使用。

针对钢铁、水泥、电力等行业，如何让烟气余热回收及污染物得到有效控制，源深节能的“烟气余热深度回收利用集中供热技术”通过系统优化设计，深度回收烟气余热，已广泛应用于燃气电厂特别是具有独立热网的区域能源中心，可提高热电联产集中供热系统能源利用效率40% ，提高供热系统供热能力30%以上，提高热网输送能力80% ，在节能的同时通过对各类烟气冷凝换热，可进一步降低烟气中的CO2、NOx、PM2.5等排放。

烟气余热再利用

源深节能成立的背景比较特别。上世纪90年代，世界银行、全球环境基金为在中国推广合同能源管理模式，从1996年起开展了“中国节能促进项目”。为了配合“中国节能促进项目”的开展，北京源深节能技术有限责任公司于同年成立，其隶属于北京能源投资集团，是世界银行、全球环境基金在中国支持的“中国节能促进项目”第一批节能服务示范公司之一。

截至目前，公司已经先后操作了百余个节能、环保示范项目。而此次展会推出的烟气余热回收项目是在2009年，源深节能将其列为一个产业化项目。在随后的几年里，这一技术日臻成熟。

烟气是一般耗能设备浪费能量的主要途径，比如锅炉排烟都有一定的耗能大约在15%。采暖供热是城市能源消耗的重要领域。那些大烟囱冒出的白汽，是锅炉燃烧排放的高温气体，在空气中冷却后凝结成的汽雾。有数据显示，这部分的热能损失高达总能量的10%以上。同时，燃气燃烧产生的大量水分，也随着“白烟”排放到了空气中。

而烟气余热回收主要是通过某种换热方式将烟气携带的热量转换成可以利用的热量，从而达到节能的目的。

源深节能区域能源事业部王涛向记者介绍，“烟气余热回收的技术原理很简单，通过在电厂或锅炉房周边搭建预热塔和烟气余热专用回收机组，回收燃气热电厂烟气的余热，烟气从89摄氏度下降到33摄氏度的过程中，会产生大量余热，将这部分余热收集过来后，用来供热或发电。”这种通过冷凝的方式回收的热量远比普通烟气余热回收多得多。

这种方法除了回收到大量余热外，还可以将剩余的冷凝水做简单处理，作为电厂的中水循环使用。预计仅在未来科技城烟气余热回收项目中，一年回收的冷凝水就可能达到12万吨。

“一个电厂的供热能力是200兆瓦，我们从烟气里回收余热，可以为其增加48兆瓦的供热能力，从而增加24%的热量。”

在烟气余热回收项目中，所有的设施都是由源深节能采用产学研合作的形式自主研发而成。最初，这一技术来源于清华大学一个实验室，后来企业与科研人员共同成立了三级子公司，清华团队技术入股，以产学研的形式，将技术孵化成熟，最终实现产业化进入市场。

源深节能将国有企业资本、市场、管理等优势，与高校院所的研发、人才等优势紧密结合起来，在前期吸收式换热余热回收技术的基础上，进一步开发了喷淋式燃气锅炉烟气净化余热回收一体化设备，对锅炉尾气携带的显热以及烟气中水蒸气冷凝释放的潜热进行回收，用于供暖。

在未来科技城项目中，节省下来的余热将通过两种途径用作供暖。项目在规划阶段时，源深节能就设想了两种商业模式，一种是通过热量的增加来提升供热效率，从而节省电厂的能源消耗；另一种是增加电厂的供暖能力，多产生供暖收益。针对后者，电厂的供暖能力将得到大幅度提升，“一个200兆瓦的机组能够解决400万立方米的供热，加上余热回收系统，供暖面积将增加到500万立方米，从而多产生100万立方米的供热收益。”

在商业模式的选择上，源深节能倾向于采用合同能源管理的形式，即工程项目全部由企业投入，产生的热能以较低价格卖给电厂。电厂低价格买入供热产品，再以市场价卖出去。期间，电厂不需要任何投入，也不用承担任何风险。

“作为国内外第一个新型烟气余热回收项目，它耗费了企业大量的研发成本，预计项目回报期在11年至12年之间。不过，随着技术的不断提升，凭借母公司京能集团的资本优势，源深节能会力争在未来的烟气余热回收项目中，将回报期缩减到6年以内。”

随着未来科技城项目的实施，源深节能已有一系列烟气余热回收项目正在陆续洽谈中。

这一项目在实施过程中，不仅帮电厂提升了能源利用率，还起到了节能的效果。通过降低能源消耗，二氧化硫、二氧化碳等有毒物质的排放也减少了，二氧化氮和氮氧化物的浓度也降低了八到十六个百分点。

“解决100万户居民供暖问题”

就在不久前，源深节能做了一个统计，结果大振人心。“将北京市所有的燃气锅炉房算在内，假使能收回50%的烟气余热，可以为全市增加3500万立方米的供暖面积；如果电厂烟气余热也能收回一半的话，就可以为全市增加8000万到1亿立方米的供暖面积。如果按照一户需要100立方米供暖面积来计算，回收烟气余热能解决100万户北京居民的供暖问题。”

早在几年前，从通州竹木厂的大烟囱里冒出的滚滚白烟大老远就能看见。而如今，几乎看不到白烟的踪迹。这一切的改变都是源深节能烟气余热深度回收技术的功劳。

据介绍，这项技术可以直接及间接减少北京和周边地区工业及供热燃烧排放，尤其大量减排NOx排放，为减少北京市及周边地区雾霾天气做出很大的贡献。经第三方机构检测，余热系统在原有烟气达标排放基础上，NOx进一步去除19.4%，烟尘去除16.7%，SO2去除20%。单个项目回收烟气余热3兆瓦，年节约天然气100万立方米。

在中关村清新空气产业联盟的帮助下，这一项新技术已成为北京未来科技城建设中的一大亮点。未来科技城项目采用“基于吸收式换热的热电联产及大温差供热技术”，在国际上首次将该技术应用于热电联产机组，不仅能够深度回收燃气烟气余热，并通过大温差技术有效提升现有锅炉供暖面积30%以上，同时可显著降低烟气污染物排放20%以上。

未来科技城项目实施后，预计在冬季采暖季，可实现回收烟气余热48兆瓦，提高电厂整体供热能力约24%，增加供热面积约100万平方米。扣除系统所耗电费、人员费用、运行维护修理费用以及其他成本，年产生经济效益约2300万元。

在北京市科委的支持下，源深节能技术公司承担了“喷淋式燃气锅炉烟气余热回收利用一体化设备开发与示范工程建设”的研究。未来，在烟气余热回收领域，源深节能将大展身手。