Ņemot vērā "dubulto-oglekļa" mērķus, rūpnieciskās krāsnis kā galvenais enerģiju-patērējošas iekārtas ražošanas sektorā ir padarījušas enerģiju-taupošus uzlabojumus un videi draudzīgu attīstību par neizbēgamu prasību nozares pārveidošanai. Šajā rakstā ir apskatīts rūpniecisko krāšņu enerģijas taupīšanas potenciāls- un ilgtspējīgas attīstības ceļi no tehnoloģiju attīstības un sistēmas optimizācijas perspektīvas.
I. Pašreizējais enerģijas patēriņa statuss un enerģijas{1}}taupīšanas potenciāla analīze
Pašlaik rūpniecisko krāšņu vidējā termiskā efektivitāte Ķīnā ir tikai 30%-50%, kas ir par 15–20 procentu punktiem atpaliekot no starptautiskajiem augstajiem līmeņiem. Par piemēru ņemot keramikas rūpniecību, kas gadā patērē 200 miljonus tonnu standarta ogļu, ja vidējā termiskā efektivitāte tiktu palielināta par 10%, tas varētu ietaupīt 20 miljonus tonnu standarta ogļu gadā un samazināt oglekļa dioksīda emisijas par aptuveni 50 miljoniem tonnu. Šī atšķirība precīzi norāda uz ievērojamu enerģijas taupīšanas potenciālu, kas galvenokārt atspoguļojas trīs aspektos:
1. Atkritumu siltuma resursu izmantošanas līmenis ir mazāks par 35%.
2. Jāuzlabo degšanas kontroles sistēmu precizitāte.
3. Krāsns siltuma zudumi veido 20%-30% no kopējā enerģijas patēriņa.
II. Enerģijas-taupīšanas tehnoloģiju pamatsistēmas izveide
1. Uzlabota sadegšanas tehnoloģija
Oxy{0}}degvielas sadegšanas tehnoloģija var paaugstināt sadegšanas temperatūru līdz virs 2000 grādiem, vienlaikus samazinot siltuma zudumus no dūmgāzēm. Pēc uzklāšanas stikla kausēšanas krāsnī degvielas patēriņš samazinājās par 30%, un slāpekļa oksīda emisijas samazinājās par 80%. Reģeneratīvās sadedzināšanas sistēmas, izmantojot keramikas reģeneratorus siltuma atgūšanai, samazina izplūdes gāzu temperatūru līdz 200 grādiem un palielina siltuma efektivitāti līdz vairāk nekā 70%.
2. Inteliģentās vadības sistēmas
Digitālās dvīņu{0}}viedās temperatūras kontroles sistēmas, kas izvieto 256 temperatūras uzraudzības punktus, konstruē trīs-dimensiju temperatūras lauka modeli, lai panāktu precīzu temperatūras kontroli. Pēc uzklāšanas tērauda uzņēmuma termiskās apstrādes krāsnī temperatūras vienmērīgums uzlabojās no ±15 grādiem līdz ±5 grādiem, produktu kvalifikācijas līmenis palielinājās par 2,1 procentpunktu un vienības enerģijas patēriņš samazinājās par 8,7%.
3. Jauni izolācijas materiāli
Airgel nano izolācijas materiālu siltumvadītspēja ir tik zema kā 0,018 W/(m·K), samazinot siltuma zudumus par 40%, salīdzinot ar tradicionālajiem izolācijas materiāliem. Atjaunojot naftas ķīmijas cauruļveida krāsni, ārējās sienas temperatūra pazeminājās no 85 grādiem līdz 45 grādiem, ietaupot vairāk nekā vienu miljonu juaņu degvielas izmaksās gadā.
III. Sistēmas-līmeņa energoefektivitātes uzlabošanas risinājumi
1. Atkritumu siltuma kaskādes izmantošanas sistēma
Tika izveidots trīs-līmeņu izmantošanas modelis "elektroenerģijas ražošana augstā- temperatūrā, process ar vidēju- temperatūru, žāvēšana zemā- temperatūrā":
- Dūmgāzes, kuru temperatūra pārsniedz 550 grādus, tiek izmantotas organiskai Rankine cikla enerģijas ražošanai.
- Ražošanas procesos tiek izmantots 300–550 grādu diapazons.
- Izejvielu žāvēšanai tiek izmantots 150-300 grādu diapazons.
Pēc šī risinājuma ieviešanas cementa rūpnīcā kopējais enerģijas izmantošanas līmenis palielinājās līdz 92,3%.
2. Energopārvaldības sistēma
Tika izveidota IoT{0}}balstīta enerģijas pārvaldības platforma, lai reāllaikā pārraudzītu 128 galvenos energoefektivitātes punktus. Izmantojot lielo datu analīzi, tas sasniedz:
- Slodzes prognozēšanas precizitāte — 95%.
- Automātiska enerģijas optimizācijas ieteikumu ģenerēšana.
- Brīdinājumi par energoefektivitātes anomāliju 15 minūšu laikā.
IV. Inovatīvas attīstības tendences
1. Vairāk-enerģijas papildsistēmas
Zaļās enerģijas sistēma "fotoelementu + enerģijas uzkrāšana + krāsns" uzņem apgriezienus. Keramikas uzņēmums uzbūvēja 20 MW jumta fotoelektrisko sistēmu kopā ar 4 MWh enerģijas uzglabāšanu, kas sedz 30% no ražošanas elektroenerģijas patēriņa un samazina oglekļa emisijas par 16 000 tonnām gadā.
2. Zema-oglekļa degvielas aizstāšana
Biomasas gazifikācijas tehnoloģija ir sasniegusi sasniegumus stikla rūpniecībā ar aizstāšanas līmeni 40%. Ūdeņraža krāsns pētniecība un izstrāde ir iegājusi izmēģinājuma stadijā, un komerciāla pielietošana ir paredzēta līdz 2030. gadam.
3. Aprites ekonomikas modelis
Videi{0}}draudzīgas krāsnis, kurās kā izejmateriālu izmanto rūpnieciskos cietos atkritumus, piemēram, ražojot mikrokristālisko stiklu no tērauda izdedžiem, ne tikai patērē cietos atkritumus, bet arī rada vērtību, panākot slēgtu-cilpas ciklu “izejvielas-produkts-atjaunojamās izejvielas”.
V. Ieviešanas ieteikumi
1. Izveidot pilna dzīves cikla energoefektivitātes novērtēšanas sistēmu, kas aptver projektēšanas, būvniecības un ekspluatācijas posmus.
2. Izstrādāt diferencētu renovācijas ceļvedi, realizējot soļus atbilstoši krāsns veidiem.
3. Izveidojiet inovāciju platformu, kurā būtu integrēta nozare, akadēmiskās aprindas, pētniecība un lietojumprogrammas, lai paātrinātu tehnoloģisko sasniegumu pārveidi.
4. Uzlabojiet oglekļa emisiju uzskaiti un tirdzniecības mehānismus, lai veidotu tirgus virzītus stimulus.
Enerģiju taupoša rūpniecisko krāsniņu{0}}renovācija ir sistemātisks projekts, kam ir nepieciešami sinerģiski tehnoloģiski sasniegumi, pārvaldības jauninājumi un politikas atbalsts. Izveidojot "tehnoloģiju -pārvaldības-politikas" trīsvienības veicināšanas mehānismu, rūpnieciskās krāsnis neizbēgami pāriet uz augstu efektivitāti, zemu oglekļa emisiju un intelektu, nodrošinot stabilu atbalstu augstas-kvalitatīvas ražošanas nozares attīstībai.
