2013年11月11日11時，包鋼薄板廠寬厚板生產(chǎn)線2號加熱爐產(chǎn)出的煙氣余熱結(jié)束了單純排放的歷史，在“包鋼低溫余熱綜合利用”新項目的支撐下，這部分熱能轉(zhuǎn)化為電能，正式并入電網(wǎng)。這是包鋼響應(yīng)國家戰(zhàn)略的一次有益嘗試，是包鋼通過能源結(jié)構(gòu)調(diào)整節(jié)能、新技術(shù)節(jié)能、管理節(jié)能的又一顯著收獲。
2014年3月2日，多位中國能源綜合利用專家飛抵“草原鋼城”，宣布“包鋼ORC余熱綜合利用示范工程”通過評審，并已具備世界同級技術(shù)先進水平。這一喜訊，不單標(biāo)志著包鋼余熱能源回收利用實現(xiàn)全新跨越，同時還填補了中國低溫低品位余熱ORC汽輪機發(fā)電機組應(yīng)用技術(shù)空白，實現(xiàn)了運用自主知識產(chǎn)權(quán)、國內(nèi)原創(chuàng)性技術(shù)、國產(chǎn)設(shè)備原件實現(xiàn)低溫低品位余熱回用的“跨世紀(jì)”宏愿。
進入“十二五”以后，國家多部委聯(lián)合發(fā)布《重大技術(shù)裝備自主創(chuàng)新指導(dǎo)目錄（2012年版）》，“有機工質(zhì)朗肯循環(huán)（ORC）透平技術(shù)”明確列入目錄大綱，力求以此推動國家節(jié)能減排、減少碳量粉塵排放、降低溫室效應(yīng)、保護空氣質(zhì)量總體要求的實現(xiàn)。
鋼鐵行業(yè)是我國能源消耗的大戶，我國鋼鐵冶金余熱總量每日高達1.5億噸標(biāo)煤。其中，高品位余熱占47%，中品位余熱占31%，低品位余熱占22%，受技術(shù)和用能效率的制約，目前我國平均余熱回收水平僅為30%。與之相對的一項估算表明，如果中國鋼鐵工業(yè)龐大的中低溫余熱資源能夠得到有效開發(fā)，發(fā)電能力可相當(dāng)于3個三峽工程，這無疑令人備感振奮。
在“草原明珠”包鋼，干熄焦、TRT發(fā)電等發(fā)電技術(shù)的引入，點亮了節(jié)能減排、資源循環(huán)的一盞盞綠色明燈。特別是包鋼節(jié)能環(huán)保明星——CCPP，不僅占據(jù)了包鋼自發(fā)電量的“過半江山”，其清潔能源指標(biāo)還從國際市場贏得了數(shù)億元回報。
“響應(yīng)國家號召，利用國產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，將包鋼產(chǎn)出的低溫低品位余熱變?yōu)橛行зY源。”這個志向在包鋼產(chǎn)業(yè)職工的胸中升騰醞釀。
2013年初冬，中國第一套兆瓦級ORC發(fā)電機組在包鋼薄板廠投入運行，投產(chǎn)之初即實現(xiàn)熱—電聯(lián)供，薄板廠寬厚板區(qū)域部分控制室的整個冬天，“沐浴”在ORC發(fā)電機組帶來的光明和溫暖下。
這套由北京華晟環(huán)能科技有限公司與包鋼合作完成的發(fā)電機組，零部件全部采用“中國制造”，并具備原創(chuàng)性技術(shù)和完整的自主知識產(chǎn)權(quán)。這項工程采用全程自動化控制，具有一鍵啟機、智能并網(wǎng)、無人值守、靈敏可靠等優(yōu)勢。通過實驗，包鋼ORC取熱系統(tǒng)因與原排煙系統(tǒng)并聯(lián)運行，能夠適應(yīng)排煙溫度波動大等復(fù)雜工況，對薄板廠寬厚板2號加熱爐運行毫無干擾。ORC項目還因投資小、后期投入少，回收周期明顯小于傳統(tǒng)火力發(fā)電站。
據(jù)薄板廠高級技術(shù)主管王永民初步計算，在熱源充足的前提下，包鋼ORC余熱綜合利用項目，年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約2000噸，節(jié)水2萬噸。按照北方地區(qū)估算，該項目替代暖氣和空調(diào)等供暖、制冷設(shè)備，每年可累計節(jié)約近8000噸標(biāo)準(zhǔn)煤，節(jié)約各類費用約500萬元，減少二氧化碳等物質(zhì)排放量亦十分可觀。
在“包鋼ORC余熱綜合利用示范工程”項目評審會上，專家組通過現(xiàn)場調(diào)研、技術(shù)質(zhì)詢和數(shù)據(jù)抽查，一致認(rèn)定該項目符合國家節(jié)能減排政策，社會、經(jīng)濟效益顯著，具有重要實用價值、示范意義和廣闊的推廣示范前景。
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有機工質(zhì)朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle)，簡稱ORC，通俗地說是一種低溫?zé)崮馨l(fā)電技術(shù)，具有高效利用低溫?zé)嵩础⑦m應(yīng)復(fù)雜工況、適宜缺水地區(qū)、造價相對低廉、低溫下能夠保持正常工作等傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢。
1999年，德國海德堡水泥集團建成了世界首座水泥廠ORC純低溫余熱發(fā)電站。美國公司也利用煉油廠余熱建造了ORC系統(tǒng)。美國、日本、新西蘭等國家利用ORC技術(shù)，紛紛建立了多處地?zé)岬蜏仉娬荆〉昧撕芎玫慕?jīng)濟和環(huán)保效益。
隨著全球環(huán)境保護和節(jié)約能源的要求越來越高，且面對低溫低品位余熱這一龐大資源體系，ORC低溫發(fā)電技術(shù)將成為鋼鐵、石油、電力、水泥、造紙等諸多行業(yè)余能回收利用的寵兒，并逐步擴大應(yīng)用于太陽能熱電、生物質(zhì)能源和海洋溫差能源等方面，充分發(fā)揮其優(yōu)化傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)、提升能源使用效率、減少溫室氣體排放、降低環(huán)境壓力等作用。