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王保生:纺织业需光热提升竞争力
时间:2016-07-08 来源:IMSIA
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5月26日,由河北省太阳能利用行业协会、河北省光热产业技术研究院、国际铜业协会、IMSIA国际金属太阳能产业联盟联合举办的“2016中国河北第三届可再生能源工农业利用峰会”在保定市电谷国际酒店隆重召开。

 

 

国家纺织产业节能减排技术支撑联盟副秘书长、中国纺织工程学会生态环保专业委员会副主任王保生就纺织印染行业节能环保现状以及对太阳能光热行业要求进行了分析。

                                              

 


纺织行业作为一个环境敏感型和资源依赖型的产业,同时也是将产品直接面向消费者的传统制造业,更是我们国民经济的支柱行业和民生行业。王秘书长介绍说,目前,纺织行业正面临原材料价格上涨、出口退税下调、国际贸易摩擦加剧以及人民币升值等诸多不利因素的影响,纺织行业为适应发展需求,积极开展节能减排工作是很有必要的。目前,我国纺织行业作为高耗能行业,已经成为国家节能改革的重点行业。

 


王保生副秘书长指出了目前纺织业的存在的3大问题:1.技术创新不足;2.基础管理相对薄弱;3.节能减排的投入不足。

 


第一是纺织行业的技术创新不足。王保生副秘书长分析说,现在江浙很多纺织企业在进行节能整改。虽然纺织行业经过很多次发展,在一些技术方面也进步了,但还存在着一些问题,特别是在连续纺织工业工艺引进方面。原来都是一个一个小机台,现在都是自动化连续生产设备,耗能比以前下降了30%,单位用煤能耗有所增加。另外洗衣装置连续化,能耗降低了25%,单位用水有时候增加。再说运用气流、染色机动设备、水耗、能耗减少25%到50%,但是因为用电量增加,二氧化碳的排放就有所增加。

 


虽然在节能环保方面做出了努力,但是创新技术水平还有待于提高。截止到2014年,浙江纺织行业采用了新技术,整个浙江工业总值增加了23.84%,用水总量同比提高了7.64%,废水排放量与以往基本持平,综合能耗同比下降了4.03%,因此节能减排的新工艺、新技术、新高度的研发过程当中还出现很多的问题,核心技术掌握的比较少,减排的效果还有待进一步提高。

 


第二就是基础管理还比较薄弱,没有足够重视生产中的能源减排管理,造成能源和污染物的过量排放。根据相关的统计,我国纺织企业对管理上实现三级计量管理的只有不到三分之一,整个纺织行业在基础管理上过于简单化,生产过程中能源跑漏现象比较严重,造成能源的利用率减低,阻碍了能源管理和减排工作正常进行。另外就是可能有些企业家和专家到了有些纺织印染厂看到蒸汽、水到处跑冒滴露,这一现象都普遍存在。

 


第三个是节能减排的投入不足。在我国对节能减排的激励制度还不够完善,纺织企业在生产营销过程中的利润值相对较低,对于节能减排方面的资金、人力投入严重不足。根据我国《2014年纺织企业节能减排统计数据表》,在我国纺织企业中对节能减排投入的资金不到销售额的0.1%,对一些节能效果比较显著的设备许多企业不予以考虑,过度的追求生产利润,造成节能减排工作没有得到有效的进行。但是现在形式有所改变,特别是江浙一带,对于设备的提升,包括节能减排技术的提升,包括落后产能的淘汰,正在进一部的加强。
 

 


下面讲一下对于太阳能的要求,第一个资料显示,纺织行业能耗中纺纱、织布、染整、服装,每吨大概是8.84吨燃煤,另外就是印染加工过程当中,能耗以热能为主,主要比例分配如下,大家可以看到,洗涤占25%到35%,烘干占30%到40%,这个占能耗很高的,特别是在有些印染企业,蒸汽的耗能大概占到80%左右。印染行业耗能大户,主要能源消耗为蒸汽﹑电力﹑水,80%为蒸汽。纺织行业的年耗能6867WT标煤,热能利用率只有35%左右,产生了极大的浪费。每百米布用电量约为18 kW·h,随着年产量的增加,耗电量也大幅增加。我国印染企业单位产品取水量是发达国家的2~3倍,能源消耗量为3倍左右。能源价格的调整,能源费成本的比重越来越大。为此,需将绿色能源——太阳能应用到生产中去。   


现在我们国家很多的大型企业,比如说雅戈尔、鲁泰,都在逐步的往东南亚转移,就是因为有用工、能源、成本等等增大的问题,企业受不了,但热水对于印染企业有至关重要的作用。在纺织品印染工艺中,很多环节用到热水,热水供应对于印染企业有着至关重要的作用。


目前,印染行业有规模以上企业近2000家,大小锅炉数万个,大部分印染企业都用蒸汽把冷水加热,消耗大量煤炭,采用这种方式生产热水,能耗大、成本高、污染严重。一方面能源费占企业成本的比重越来越大,已成为企业发展的负担,特别是江浙、福建发达地区,现在所有的小锅炉统统要改掉,现在“煤改气”,用液化气、用电,这个成本都是翻倍,因此对于蒸汽需求费用是越来越高。另外直接加热产生蒸汽带来的巨大碳排放也对环境带来了不利的影响,成为纺织行业往低碳,可持续方向发展的绊脚石。因此,寻找一种更为环保的印染热水节能技术显得尤为重要。因此,首先对太阳能热水系统工程的需求就成为必然。


下面对太阳能行业的要求做一下介绍。第一个是太阳能热水系统工程,太阳能热水系统工程项目设计可以充分考虑清洁生产和利用可再生能源。可以利用印染厂房的巨大屋面资源尽可能多地安装太阳能热水系统利用工程,利用太阳能提升热水温度,在热水温度不能满足工艺要求的情况下启用常规能源补充以提升能源品质,从而最大限度地利用可再生能源——太阳能,使太阳能的利用率最大化。我们行业应用太阳能热水的案例比较多,另一个太阳能利用在光伏方面,特别是纺纱厂,也有不少案例。

 

 


王保生介绍太阳能热水系统时分析说,晴天,当太阳光把集热器内的冷水加热至60℃时,冷水管上的电磁阀自动打开,冷水被自来水压力压入集热板内,并把集热板内的热水挤到热水池中储存待用,当冷水到达集热板出口处的温度探头时,探头温度低于60℃,电磁阀门就立刻关闭,冷水停留在集热板内被太阳光继续加热,1~3min以后,水温又达到60℃,电磁阀门再次打开,集热器内的热水又被挤压到热水池中,如此循环,至热水池水满后停止进水。为了充分利用太阳能,循环水泵会自动启动,把水池内60℃的热水抽出来,经过太阳能集热器循环加热,使水温进一步升高。

太阳能热水系统的集热器选择很关键,王保生认为,平板集热器具有一定的优势。第一是平板集热器的吸热板管均由金属制成,集热器与贮水箱的连接也是金属零件,这样集热器和连接件都可以承受自来水和循环泵的压力。第二是平板和太阳能集热器的方式,使用间接加热的方式,管道不是水,是其他的介质,可以解决冬天结冰的问题,由于采用间接系统,水不会直接跟集热器接触,又可以减少高温结垢的问题。太阳能集热器采用循环加热的方式,利用温差控制器控制,强制循环泵将热媒工质压入集热器吸热。

另外,王保生说,纺织行业用的比较多的是太阳能预热的蒸汽系统。

 

 


 

上图是一个印染厂太阳能预热蒸汽系统示意图。用热水时,热水从水池中输送到染洗设备,同时,冷水管和蒸汽管向染洗设备中输入冷水和蒸汽以调节所需温度的热水。染洗设备中的热水用于染洗后就成了废水,但废水还有较高的温度,为了充分利用废水的热能,通过污水管将废水输入平板式熟交换器将冷水加热,然后,加热后的干净热水输入到热水池中。最后,降温后的废水通过排水管排出。

该系统包括太阳能热水系统,蒸汽的产生系统,以及余热回收系统。

第一是热水系统。包括足够多的太阳能集热器和合适型号的空气源热泵及自动控制系统。该系统利用太阳能集热器吸收太阳光,通过光热效应把光能转化为热能来加热热质,再把自来水或冷水加热;在阳光不足时,空气源热泵辅助加热,来保证热水供应不受阴雨天影响。

第二是蒸汽产生系统。利用太阳能热水系统产生的热水再辅以常规能源得到高温蒸汽,再加热热水和冷水从而产生达到工艺要求温度的热水。

第三是余热回收系统。印染厂污水出来的温度大概是60多度,通过污水管将废水输入平板式熟交换器将冷水加热,然后,加热后的干净热水输入到热水池中。

太阳能是免费的能源,具有相当可观的经济价值。

 

 


 

这是一个印染厂的效益分析,日用热水量大概是500吨,集热面积为8000平方米,是空气源热泵辅助的平板型太阳能热水系统,与燃煤加热系统的经济效益明显,初期投资2.78年能收回成本。


 



如果按集热面积为1200元/m2的造价来算,该太阳能热水系统的总初始投资约为960万元,由上表知用光热系统每年可以节约345.17万元,初始投资在2.78年后可以收回,即静态投资回收期在3年之内。太阳能平板集热器系统寿命一般可达15年以上。

此外,太阳能热水系统的环保效益体现在因节省常规能源的消耗并且减少了污染物的排放,主要指标为CO2,SO2和NOX的减排量。这是一个计算的结果。


 



太阳能热水系统项目是太阳能利用中最成熟、性价比最好的技术,将它应用到印染工艺中去,利用可再生能源——太阳能提供大部分热能以减少蒸汽的消耗,降低了燃煤的耗用,减少了二氧化碳,二氧化硫和烟尘的排放,从而降低了对环境的污染。

总结一下,太阳能光热应用到印染行业,对全自动化的控制、投资贸易等六点具有良好的经济效益。另外,太阳能作为一种可再生能源,对于纺织行业的环保节能减排有很大帮助。

最后,我想说,太阳能利用大有前景,希望在座的专家还有企业家,可以多于我们纺织行业沟通,促进印染产业更快地向可持续发展迈进,实现产业低碳化。谢谢大家!

 

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