Στο πλαίσιο των στόχων "διπλής-εκπομπής άνθρακα", οι βιομηχανικοί κλιβάνοι, ως βασικός-εξοπλισμός που καταναλώνει ενέργεια στον μεταποιητικό τομέα, έχουν καταστήσει τις αναβαθμίσεις εξοικονόμησης ενέργειας-και την πράσινη ανάπτυξη αναπόφευκτη απαίτηση για τον μετασχηματισμό της βιομηχανίας. Αυτό το άρθρο διερευνά το δυναμικό εξοικονόμησης ενέργειας-και τις οδούς βιώσιμης ανάπτυξης των βιομηχανικών κλιβάνων από την προοπτική της τεχνολογικής εξέλιξης και της βελτιστοποίησης του συστήματος.
I. Τρέχουσα κατάσταση κατανάλωσης ενέργειας και-Ανάλυση δυναμικού εξοικονόμησης ενέργειας
Επί του παρόντος, η μέση θερμική απόδοση των βιομηχανικών κλιβάνων στην Κίνα είναι μόνο 30%-50%, υπολείποντας 15-20 ποσοστιαίες μονάδες σε σχέση με τα διεθνή προηγμένα επίπεδα. Λαμβάνοντας για παράδειγμα την κεραμική βιομηχανία, η οποία καταναλώνει 200 εκατομμύρια τόνους τυπικού άνθρακα ετησίως, εάν η μέση θερμική απόδοση αυξανόταν κατά 10%, θα μπορούσε να εξοικονομήσει 20 εκατομμύρια τόνους τυπικού άνθρακα ετησίως και να μειώσει τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα κατά περίπου 50 εκατομμύρια τόνους. Αυτό το κενό υποδεικνύει με ακρίβεια σημαντικές δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας, που αντικατοπτρίζεται κυρίως σε τρεις πτυχές:
1. Το ποσοστό χρησιμοποίησης των πόρων απόβλητης θερμότητας είναι μικρότερο από 35%.
2. Η ακρίβεια των συστημάτων ελέγχου καύσης χρειάζεται βελτίωση.
3. Η απώλεια θερμότητας του κλιβάνου αντιπροσωπεύει το 20%-30% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας.
II. Κατασκευή Βασικού Συστήματος Τεχνολογίας Εξοικονόμησης Ενέργειας-
1. Προηγμένη τεχνολογία καύσης
Η τεχνολογία καύσης οξυ-καυσίμου μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία καύσης σε πάνω από 2000 βαθμούς, ενώ μειώνει την απώλεια θερμότητας από τα καυσαέρια. Μετά την εφαρμογή σε κλίβανο τήξης γυαλιού, η κατανάλωση καυσίμου μειώθηκε κατά 30%, και οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου μειώθηκαν κατά 80%. Τα συστήματα αναγεννητικής καύσης, που χρησιμοποιούν κεραμικούς αναγεννητές για ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας, μειώνουν τις θερμοκρασίες των καυσαερίων κάτω από τους 200 βαθμούς και αυξάνουν τη θερμική απόδοση σε πάνω από 70%.
2. Ευφυή Συστήματα Ελέγχου
Ψηφιακά διπλά-ευφυή συστήματα ελέγχου θερμοκρασίας, που αναπτύσσουν 256 σημεία παρακολούθησης θερμοκρασίας, κατασκευάζουν ένα τρισδιάστατο μοντέλο πεδίου θερμοκρασίας για την επίτευξη ακριβούς ελέγχου θερμοκρασίας. Μετά την εφαρμογή σε κλίβανο θερμικής επεξεργασίας μιας χαλυβουργικής εταιρείας, η ομοιομορφία θερμοκρασίας βελτιώθηκε από ±15 βαθμούς σε ±5 βαθμούς, το ποσοστό ποιότητας προϊόντος αυξήθηκε κατά 2,1 ποσοστιαίες μονάδες και η κατανάλωση ενέργειας ανά μονάδα μειώθηκε κατά 8,7%.
3. Νέα Μονωτικά Υλικά
Τα νανομονωτικά υλικά Airgel έχουν θερμική αγωγιμότητα τόσο χαμηλή όσο 0,018 W/(m·K), μειώνοντας την απώλεια θερμότητας κατά 40% σε σύγκριση με τα παραδοσιακά μονωτικά υλικά. Κατά την ανακαίνιση ενός πετροχημικού σωληνωτού κλιβάνου, η θερμοκρασία του εξωτερικού τοιχώματος έπεσε από 85 βαθμούς σε 45 βαθμούς, εξοικονομώντας πάνω από ένα εκατομμύριο γιουάν σε κόστος καυσίμου ετησίως.
III. Συστήματος-Λύσεις βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης επιπέδου
1. Σύστημα Αξιοποίησης Καταρράκτη Θερμότητας Αποβλήτων
Καθιερώθηκε ένα μοντέλο χρήσης τριών-επιπέδων "παραγωγής ενέργειας σε υψηλή-θερμοκρασία, μεσαία-διαδικασία θερμοκρασίας, ξήρανση χαμηλής-θερμοκρασίας":
- Τα καυσαέρια άνω των 550 μοιρών χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας με οργανικό κύκλο Rankine.
- Το εύρος 300-550 μοιρών χρησιμοποιείται για διαδικασίες παραγωγής.
- Το εύρος 150-300 μοιρών χρησιμοποιείται για ξήρανση πρώτης ύλης.
Μετά την εφαρμογή αυτής της λύσης σε εργοστάσιο τσιμέντου, το συνολικό ποσοστό ενεργειακής χρησιμοποίησης αυξήθηκε στο 92,3%.
2. Σύστημα Διαχείρισης Ενέργειας
Μια πλατφόρμα διαχείρισης ενέργειας βασισμένη στο IoT{0}}δημιουργήθηκε για την παρακολούθηση 128 βασικών σημείων ενεργειακής απόδοσης σε πραγματικό χρόνο. Μέσω της ανάλυσης μεγάλων δεδομένων, επιτυγχάνει:
- Ακρίβεια πρόβλεψης φόρτωσης 95%.
- Αυτόματη δημιουργία προτάσεων βελτιστοποίησης ενέργειας.
- Ειδοποιήσεις ανωμαλίας ενεργειακής απόδοσης εντός 15 λεπτών.
IV. Καινοτόμες τάσεις ανάπτυξης
1. Πολυ-Συμπληρωματικά συστήματα ενέργειας
Ανεβάζει δυναμική το σύστημα πράσινης ενέργειας «φωτοβολταϊκά + αποθήκευση ενέργειας + κλίβανος». Μια εταιρεία κεραμικών κατασκεύασε ένα φωτοβολταϊκό σύστημα ταράτσας ισχύος 20 MW, σε συνδυασμό με αποθήκευση ενέργειας 4 MWh, καλύπτοντας το 30% της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας παραγωγής της και μειώνοντας τις εκπομπές άνθρακα κατά 16.000 τόνους ετησίως.
2. Αντικατάσταση καυσίμου χαμηλού-άνθρακα
Η τεχνολογία αεριοποίησης βιομάζας έχει επιτύχει καινοτομίες στη βιομηχανία γυαλιού, με ποσοστό υποκατάστασης 40%. Η έρευνα και η ανάπτυξη κλιβάνων υδρογόνου έχουν εισέλθει στο πιλοτικό στάδιο, με εμπορική εφαρμογή να αναμένεται έως το 2030.
3. Μοντέλο Κυκλικής Οικονομίας
Οικολογικοί{0}}κλιβάνοι που χρησιμοποιούν βιομηχανικά στερεά απόβλητα ως πρώτες ύλες, όπως η παραγωγή μικροκρυσταλλικού γυαλιού από σκωρία χάλυβα, όχι μόνο καταναλώνουν στερεά απόβλητα αλλά δημιουργούν και αξία, επιτυγχάνοντας έναν κύκλο κλειστού-κυκλώματος "πρώτων υλών-προϊόντων-ανανεώσιμων πρώτων υλών".
V. Συστάσεις εφαρμογής
1. Δημιουργήστε ένα σύστημα αξιολόγησης ενεργειακής απόδοσης πλήρους κύκλου ζωής που θα καλύπτει τα στάδια σχεδιασμού, κατασκευής και λειτουργίας.
2. Ανάπτυξη ενός διαφοροποιημένου οδικού χάρτη ανακαίνισης, εφαρμόζοντας βήματα ανάλογα με τους τύπους κλιβάνων.
3. Δημιουργήστε μια πλατφόρμα καινοτομίας που ενσωματώνει τη βιομηχανία, τον ακαδημαϊκό χώρο, την έρευνα και τις εφαρμογές για να επιταχύνει τον μετασχηματισμό των τεχνολογικών επιτευγμάτων.
4. Βελτιώστε τους μηχανισμούς λογιστικής και εμπορίας εκπομπών άνθρακα για να δημιουργήσετε κίνητρα{1}}που βασίζονται στην αγορά.
Η-ανακαίνιση βιομηχανικών κλιβάνων εξοικονόμησης ενέργειας είναι ένα συστηματικό έργο που απαιτεί συνεργικές προσπάθειες τεχνολογικών καινοτομιών, καινοτομίας διαχείρισης και υποστήριξης πολιτικής. Κατασκευάζοντας έναν μηχανισμό προώθησης τριάδας "τεχνολογικής-διαχείρισης-πολιτικής", οι βιομηχανικοί κλιβάνοι αναπόφευκτα θα μεταβούν σε υψηλή απόδοση, χαμηλές εκπομπές άνθρακα και ευφυΐα, παρέχοντας σταθερή υποστήριξη για την ανάπτυξη υψηλής ποιότητας-της μεταποιητικής βιομηχανίας.
