国家重点节能技术报告Word格式文档下载.docx

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18动态冰蓄冷技术...................................................................................................56

19中央空调全自动清洗节能系统技.....................................................................59

20新型轮胎式集装箱门式起重机节能技术...........................................................62

21热管/蒸汽压缩复合制冷技术.............................................................................67

22过程能耗管控系统技术.......................................................................................70

1综采工作面高效机械化矸石充填技术

一、技术名称：

综采工作面高效机械化矸石充填技术

二、适用范围：

煤炭行业井工综采矿井

三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状：

目前，据不完全统计，我国国有骨干大中型矿井“三下”（指建筑物下、铁路下和水体下）压煤量达到140亿吨以上，其中建筑物下压煤占整个“三下”压煤量的60%以上，水体下（包括承压废岩水上）压煤占28%左右，铁路下压煤占12%左右。

据不完全统计，全国国有重点煤矿仅村下压煤约50亿吨。

如果采用传统的条带开采法，“三下”压煤的采出率仅为30%左右。

另外，我国煤矿现有矸石山1600余座，堆积量约45亿吨，每年矸石产量约1.5～2亿吨。

这些矸石不仅占用了大量耕地，也对环境造成了一定程度的污染。

四、技术内容：

1.技术原理

通过利用煤矸石充填巷道或采空区，使采空区顶底板得到有效控制，有效抑止地面塌陷，从而实现高回收率的煤炭资源开采和煤矸石的综合利用。

采空区的矸石充填依靠自压式矸石充填机自动完成。

充填时，自压式矸石充填机的上刮板向下运输充填矸石；

下刮板向上推平漏矸孔下漏的矸石，并使矸石充填密实、均匀。

在矸石充填过程中，随着矸石充填高度的增加，自压式矸石充填机会随之上升，利用矸石充填运输机对矸石的反作用力来压实充填的矸石。

2.关键技术

1）具有自主知识产权的液压支架；

2）自压式矸石充填机；

3）可缩桥式皮带。

3.工艺流程

利用综采工作面高效机械化矸石充填技术采煤的工艺流程见图1，其技术示意图见图2。

五、主要技术指标：

1）煤矸石综合利用率100%；

2）综采矸石充填工作面生产能力可达到493吨/日；

3）煤炭回收率提高25%。

六、技术应用情况：

“矿井综采工作面高效机械化矸石充填技术”2008年获得国家科技进步二等奖、山东省重大节能成果等奖项，并取得多项国家专利。

该技术已成功应用于翟镇煤矿7201和7204工作面，为我国煤矿“三下”压煤的规模性开采、井上下矸石的系统化井下处理提供了一条具有显著经济与社会效益的技术途径。

该项技术不仅适用于“三下”采煤，而且也适用于其它行业条件适宜的综采面。

该技术发展了新的高效机械化开采工艺方式，将煤矿“掘、采”二元开采技术体系提升为“掘、采、处”的三元开采模式，解决了“掘、采”二元开采技术体系忽视采动对环境和资源的影响及损害问题，将矿井矸石的处理、“三下”压煤的开采、保护地表纳入煤矿开采的总体设计，可实现煤矿资源与环境的协调发展。

采煤机割煤采煤机装煤移架移溜矸石充填检修。

七、典型用户及投资效益：

典型用户：

新汶矿业集团有限责任公司

1）建设规模：

年生产原煤150万吨，7204充填工作面以矸换煤量达18万吨。

主要技改内容：

将开采出的矸石运至充填面后，利用自主研发的新型实用专利液压支架和自压式矸石充填机来自动完成矸石充填和压实工作，主要设备包括矸石液压支架、自压式矸石充填机和运输皮带等。

节能技改投资额4076万元，建设期1年。

每年可节能12.8万tce，年节能经济效益为3257万元，投资回收期15个月。

2）建设规模：

年生产原煤150万吨，7201充填工作面以矸换煤量达19万吨。

节能技改投资额4178万元，建设期1年。

每年可节能13.6万tce，年节能经济效益3439万元，投资回收期15个月。

八、推广前景和节能潜力：

一级煤矿“三下”压煤开采已成为制约矿区发展的重大技术难题。

该项技术革新了煤矿开采技术，开创了综采工作面高效机械化矸石充填技术的新局面，填补了相关领域的空白，可有效提高“三下”压煤的回采率，减少煤矿生产对地表及生态环境的破坏。

预计到2015年，该技术可在煤炭“三下”资源开采方面推广10%，每年可回收约588万吨原煤，折420万tce。

2配电网全网无功优化及协调控制技术

配电网全网无功优化及协调控制技术

县级供电企业配电网电压及无功协调控制及综合治理

配电网处于电力系统的末端，传输距离长，降压层次多，点多面广，运行状态受运行方式和负荷变化的影响较大，这些状况导致配电网在一定区域和时段处于非经济运行状态，需要对电压和无功等指标进行协调控制。

对配电网实施电压无功控制存在以下难点：

1）由于目前配电网自动化、智能化程度远低于输电网，监测点及能控点比例低，且控制动作影响面广，故无法确知可控设备动作后对无监测设备运行状态的影响，只能通过限值或动作预算来保证；

2）低压用户端无法实现电压控制，只能通过调整上级配变、线路调压器或母线电压达到改善低压用户电压质量的目的；

3）设备动作依据除按本地监测量外，还要考虑上下级电网设备的运行状态，否则容易引起设备动作震荡；

4）直接面向的用户改动频繁，用户负荷波动呈现较大的随机性，短期、超短期负荷预测难度增大。

通过用户用电信息采集系统、10kV配变无功补偿设备运行监控主站系统（基于GPRS无线通讯通道）、10kV线路调压器运行监控主站系统（基于GPRS无线通讯通道）、10kV线路无功补偿设备运行监控主站系统（基于GPRS无线通讯通道）、县调度自动化系统（SCADA）等系统采集县网各节点遥测遥信量等实时数据，进行无功优化计算；

并根据计算结果形成对有载调压变压器分接开关的调节、无功补偿设备投切等控制指令，各台配变分级头控制器、线路无功补偿设备控制器、线路调压器控制器、主变电压无功综合控制器等接收主站发来的遥控指令，实现相应的动作，从而实现对配网内各公配变、无功补偿设备、主变的集中管理、分级监视和分布式控制，实现配电网电压无功的优化运行和闭环控制。

1）以电压调整为主，同时实现节能降损

降损的前提是电网安全稳定运行及满足用户对电能质量的需求，在具体实施过程中，一个周期的控制命令可能既包含分接头调整，又包括补偿装置动作，如果分接头及补偿装置同属一个设备，则先调整分接头，下一周期再动作补偿装置。

2）电压自下而上判断，自上而下调整这一要求需要两种措施来保证：

一是通过短期、超短期负荷预测，合理分配开关在各时段的动作次数；

二是如果低电压现象在一个区域内比较普遍，则优先调整该区域上级调压设备。

3）无功自上而下判断，自下而上调整无功自上而下判断，如果上级电网有无功补偿的需求，应首先向下级电网申请补偿，在下级电网无法满足补偿要求的情况下，再形成本地补偿的控制命令。

而控制命令的执行应自下而上逐级进行。

如此，既能满足本地无功需求，又能减少无功在电网中的流动，最大限度降低网损。

全网无功优化及协调控制技术的工作流程见图1。

1）变电站、线路、配变电压无功三级联调；

2）电压无功监测范围可覆盖变电站、线路、配变、客户端；

3）可实现闭环控制，开环建议，提高电压无功控制水平；

4）容量315kVA（100kVA）；

5）空载损耗480W（200W）；

6）负载损耗3830（1500）；

7）短路阻抗4.0；

8）空载损耗1.4（0.7）。

该技术在安徽、山东、江苏、陕西、浙江、湖南、甘肃等地得到应用。

技术经过中国软件评测中心、电力工业电力系统自动化设备质量检验测试中心国家电网公司信息网络安全实验室的安全测评，中国电力科学研究院软件工程实验室功能确认测试，2011年通过中国电力企业联合会成果鉴定。

安徽省电力公司、江西省电力公司、山东省电力公司、宁夏电力公司、上海电力公司、吉林省电力公司等

35千伏变电站及2条10kV输电母线。

35千伏变电站10千伏母线电压调控及变电站无功补偿调节；

10千伏线路电容器控制、配变分接头自动调节及低压电容器自动控制、配变台区首末段电压监测；

10千伏线路电容器自动控制、配变台区首末段电压监测。

节能技改投资额50万元，建设期3个月。

每年可节约电能24万度，折合标煤84tce。

按照每度电价0.5元计算，可节约费用12万元。

投资回收期4.2年。

10座变电站、18条10kV线路、60余条10kV线路所带配变的无功优化补偿。

调整和改造变电站无功补偿、10kV线路无功补偿、配变无功补偿。

节能技改投资额30万元，建设期2个月。

年可节约电能30万度，折合标煤105tce。

，按照每度电价0.5元计算，可节约费用15万元。

投资回收期2年。

该技术的推广应用可以有效提高县供电企业电网自动化水平和无功补偿能力，可监测低电压用户电压，改变传统主变调压仅保证“母线电压合格”所带来的局限性，实现在确保“母线电压合格范围内”充分利用其调压裕度，达到确保“客户端电压合格”的目标。

在无功问题严重的电网，可实现无功优化补偿，减少无功电流引起的损耗。

我国县级供电企业约有2698个，虽然东部发达地区电网无功优化补偿水平较高，但与经济快速发展仍不相适应；

中西部地区电网无功补偿相对滞后，优化提升空间很大。

按照试点先行，逐步推广的原则，预计到2015年每个地级市电网改造一个县级供电企业，可形成的节能能力约为24万tce/年。

3新型节能导线应用技术

新型节能导线应用技术

110kV及以上架空输电线路

目前，架空导线的导体材料都采用电工铝。

因铝线材料的基本特性，我国架

空导线铝导电率为61%IACS（以电工退火铜的体积电阻率ρ＝0.017241Ω·

mm2/m为100%IACS）。

根据中国电力企业联合会统计数据，2010年我国输配电线损电量达1710亿kWh，全国输配电线损率为5.98%，折合5985万tce。

近年来，国内陆续研制出多种新型节能导线。

与常规钢芯铝绞线相比，钢芯高导电率硬铝绞线、铝合金芯铝绞线和全铝合金绞线三种节能导线的电气和机械性能基本相同，但节能效果明显，在输电线路建设中具有普及推广和应用价值。

钢芯高导电率硬铝绞线：

导线材料中杂质元素的比例是影响导线导电率的因素之一；

同时材料内部的晶界、位错、固溶原子等微观缺陷也对铝导体导电率有不良影响，可通过细晶强化和颗粒强化减少微观缺陷对导电率的影响。

铝合金芯铝绞线和全铝合金绞线：

合金单线主要材料成分由电工铝、镁、硅等材料合成，添加的元素主要是镁（Mg）和硅（Si），主要组成物为Mg2Si。

在热处理状态下，Mg2Si固溶于铝中，并通过人工时效进行硬化，将硅化镁Mg2Si均匀地析出在合金单线的表面，使合金单线获得足够的强度和塑性。

采用63%IACS高导电率铝线（国际退火铜导电率为100%IACS），替代普通钢芯铝绞线中的61%IACS铝线；

铝合金芯铝绞线采用53%IACS高强度铝合金芯替代普通钢芯铝绞线中的钢芯和部分铝线，导线外部铝线与普通钢芯铝绞线铝线相同；

中强度全铝合金绞线全部采用58.5%IACS中强度铝合金材料。

上述三种节能导线的整体直流电阻值降低，提高了其导电能力，从而降低了电能损耗。

三种节能导线的技术原理见图1。

1）钢芯高导电率硬铝绞线：

考虑导线材料中各元素对导电率的影响，控制各元素的比例，运用TiC等专用细化剂对晶粒进行细化及强化，合理设计模具和压缩率，减少拉拔工艺增加的残余应力，同时采用型线的拉拔及绞制工艺的控制，确保生产过程中型线不翻转、不翘边。

2）铝合金芯铝绞线和全铝合金绞线：

通过铝基体的合金化的配方组合，及加工工艺及热处理的控制，使其导电率、强度、延伸率上得到明显提高。

三种节能导线工艺流程分别见图2、图3和图4。

1）钢芯高导电率硬铝绞线的机械参数与普通钢芯铝绞线相同，铝合金芯铝绞线、全铝合金绞线拉力重量比（弧垂特性）与普通钢芯铝绞线基本相当；

在同等截面下，三种节能导线直流电阻降低约3%；

2）在等外径条件下，与普通钢芯铝绞线相比，三种节能导线产生的电磁环境、表面电场强度、可听噪声和无线电干扰水平基本相同。

钢芯高导电率硬铝绞线和中强度全铝合金绞线已通过中国电力企业联合会的鉴定。

该技术已在江苏省电力公司500kV斗山至常熟南线路、220kV南通西至常青线路中应用。

江苏省电力公司

500kV同塔双回输电线路，4×

JL/G1A-630/45导线，线路全长约27km。

主要建设内容：

将原设计方案的常规钢芯铝绞线替换为等截面的高导电率硬铝S/Z型绞线，杆塔和金具不变，主要设备包括JL（GD）/G1A-630/45高导电率硬铝S/Z型绞线。

与普通钢芯铝绞线相比投资额增加390万元，建设期2年。

年可节约电139.3万kWh，折合487.6tce，年节约41.8万元，投资回收期9.3年。

220kV同塔双回输电线路，2×

LGJ-630/45导线，线路全长约9.5km。

将原设计方案的常规钢芯铝绞线替换为等截面的高导电率硬铝S/Z型绞线，杆塔和金具不变，主要设备包括JL（GD）/G1A-630/45高导电率硬铝S/Z型绞线。

与普通钢芯铝绞线相比投资额增加60万元，建设期2年。

年可节约电23.8万kWh，折合83.3tce，年节约7.1万元，投资回收期8.5年。

该技术是现有钢芯铝绞线的替代升级产品，各项机械性能参数没有变化。

应用钢芯高导电率硬铝绞线可替代各种铝钢比值的普通钢芯铝绞线，节能效果明显。

铝合金芯铝绞线、全铝合金绞线比较适合替代铝钢比值偏小的普通钢芯铝绞线，因此，能够采用常规导线的新建线路，均能采用该技术。

2010年我国输电线损电量1710亿kWh，若到2015年，其中20%输电线路能够采用该技术，损耗降低3%，则总损耗可减少10.26亿kWh，约为36万tce。

4超临界及超超临界发电机组引风机小汽轮机驱动技术

超临界及超超临界发电机组引风机小汽轮机驱动技术

电力行业火电厂

当前，我国电力行业节能环保标准日趋提高，要求电厂的脱硫系统与机组同时建设同时投产，引风机与脱硫增压风机合并将成为必然的发展趋势。

对于超临界及超超临界燃煤发电厂机组，引风机与脱硫增压风机合并后驱动功率将达到8000～10000kW。

若采用常规的电动机驱动，电机容量增大后将带来厂用电的增加、启动电流过大导致厂用电电压短时过低等问题。

采用小汽轮机代替电动机驱动引风机方案，通过对汽轮机驱动引风机方案的可行性、可靠性、工艺方案、控制方案、节能效益的研究，结合引风机的转速和功率要求，对凝汽式汽轮机配套技术特点进行研究，经过技术经济的分析比较，确定最佳替代电机驱动的方案。

1）小汽轮机代替电机驱动引风机；

2）引风机与增压风机合并的联合风机节能优化方案；

3）采用国产二级变速齿轮型，变传动比为7.3；

联轴器“柔性连结”及两级变速；

4）轴系振动研究；

5）小汽轮机驱动引风机的全程自动化过程控制。

该技术的系统原理见图1。

1）厂用电率由联合风机前的4.22%降低至3.10%；

2）减少烟风道30米以上，烟道阻力明显降低，综合供电标煤耗降低0.47～0.90g/kW·

h。

该技术已于2010年12月在华能海门电厂3号机组投运,设备运行稳定可靠，运行参数达到设计要求，节能效果明显。

目前，国内电力行业引风机汽轮机驱动技术已开始大量采用，北仑电厂7#机组（1000MW）于2011年5月改造后（电机驱动改为汽轮机驱动，背压）投运，6#机组计划于2012年1月进行改造；

华能沁北电厂二期两台1000MW机组引风机汽轮机目前已安装完成，计划2011年底投运。

引风机采用小汽轮机驱动，可以大幅降低厂用电率，提高电厂的运行指标，增加发电量，节能效益显著；

同时，能有效提高引风机在半负荷工况下运行的效率，使综合供电标煤耗降低0.47～0.90g/kW·

h，并彻底消除大电机启动时启动电流对厂用电系统的影响。

华能海门电厂#3机组

建设规模：

火电1000MW机组。

引风机采用小汽轮机驱动，在系统上需要设置开式循环冷却水、凝汽器抽真空系统、小汽轮机进汽系统、凝结水回收系统、小汽轮机轴封系统、小汽轮机润滑油系统。

相对应的设备有小汽轮机、凝汽器、凝结水泵、真空泵、汽封冷却器、润滑油供油装置等。

节能技改投资额3350万元，建设期1年。

每年可节能4829tce，节能经济效益年增加利润935万元，投资回收期3.6年。

引风机和增压风机合并后采用汽轮机驱动引风机可以大幅降低厂用电率，有效降低供电煤耗，提高电厂的运行经济指标，降低机组能耗指标。

小汽轮机可以经济可靠地实现转速调节，使风机在不同负荷下保持高效率开度运行，明显提高风机的运行效率。

同时，可以避免大电机启动时启动电流对厂用电系统的影响。

预计到2015年，该技术在电力行业超临界及超超临界燃煤发电机组中的推广比例可达20%，形成的节能能力可达24万tce/年。

5非稳态余热回收及饱和蒸汽发电技术

非稳态余热回收及饱和蒸汽发电技术

钢铁、有色金属、石化等行业生产过程产生的不稳定、不连续余热资源回收

该节能技术主要应用于非稳态余热资源的回收利用。

由于这类余热热量和参数不稳定、波动大导致回收困难，因此目前多数不稳定余热直接排放到环境中，未能得到有效利用。

据不完全统计，仅在钢铁、有色冶炼行业，全国有至少有300万吨标准煤以上非稳态余热资源未得到充分利用。

非稳态余热经高温除尘，余热锅炉将热量传递给循环工质，循环工质吸收热量后变为蒸汽进入储热器。

储热器的作用是将非稳态的工况转化为稳态。

稳态蒸汽进入汽轮机内除湿再热后，经饱和蒸汽轮机做功，乏汽进入凝汽器，在其内凝结为水，并经除氧后返回余热锅炉开始下一个循环，从而将非稳态余热资源转化为电能高效利用。

1）非稳态热源余热回收及高效蓄能稳流技术；

2）饱和蒸汽汽轮机去湿再热技术的改进和优化；

3）空气直接凝汽新技术；

4）高温除尘技术；

5）余热发电系统集成与优化。

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