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第一批节能减排先进技术:印染太阳能热水系统

来源:深圳市晴尔太阳能科技有限公司 作者:舒适之网址:

 摘要:本文介绍了中国印染行业用热水的能耗现状,指出了用蒸汽产热水的不足,提出了解决问题的新办法,说明了用太阳能产热水的优点,并对太阳能在印染行业的推广应用趋势做出了科学推断。

 关键词:印染、热水、太阳能、节能、环保

 【慧聪网丝印特印行业频道】1.中国印染行业用热水概况

 在纺织品印染的工艺中,很多环节要用到热水,热水供应对于印染企业有着至关重要的作用和意义。目前,中国印染行业有规模以上企业1948家,大小锅炉数万个,绝大部分印染企业都用蒸汽把冷水加热,每年消耗了大量煤炭。

 我国印染行业采用这种方式产热水能耗大、成本高、污染严重,具体表现如下:

 (一)能源消耗巨大,生产成本居高不下。2006年,我国印染行业共消耗煤炭1690万吨,占全国煤炭总产量的0.8%,平均每家印染企业消耗8600吨。由于能源消耗大、能源价格上涨,大大降低了印染企业的盈利能力,2006年我国印染行业平均利润率仅为3.34%。在印染企业中,水、电、煤能源成本占总成本40%左右,仅次于染化料,一直居高不下,是印染企业降低成本、提高利润的一道不可逾越的“坎”。因此,降低能源消耗,减少煤炭和蒸汽用量对提高印染企业利润空间有重要意义。

 (二)环境污染严重。印染行业燃烧煤炭释放出大量的二氧化碳、二氧化硫等废气和烟尘,是大气污染的重要来源之一。大气中74%的SO2、85%的CO2、60%的NO2和70%的TSP来源于煤炭的直接燃烧。据统计,2006年,我国印染行业消耗的1690万吨煤共产生二氧化碳等废气约1690亿立方米,烟尘约33.8亿吨。

 2.印染用太阳能热水系统的原理

 印染用太阳能热水系统主要由4大部分组成:

 (一)太阳能集热器。它吸收太阳光,把光能转化为热能,把冷水加热;

 (二)热水池。它用来储存热水;

 (三)余热回收系统。它吸收废水余热,使冷水升温;

 (四)供水管道。

 晴天,当太阳光把集热器内的冷水加热至60℃(此温度可设置)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,1~3分钟以后,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,按此规律,一次又一次产生热水进入水池,水池内热水逐渐增加,一直到水池水满为止。

 水池水满后,就停止进水,如果还有太阳能,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。

 用热水时,热水从热水池中输入染洗设备,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水温。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,废水通过污水管输入平板式热交换器,通过热交换器回收热能把冷水加热,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。

 3.太阳能热水系统的优点

 太阳能资源极其丰富,每个国家都可无限制地无偿利用,共获阳光下的利润,不会被少数国家与地区垄断,造成人为的能源危机,有利于各国和平共处,同时更有利于人类与自然的和平共处。

 太阳能热水系统经济实惠、高效节能、安全、卫生、无污染,具有良好的经济效益和社会效益。

3.1经济效益高。

 太阳能取之不尽,用之不竭,具有很好的经济效益。以用蒸汽生产60℃热水为例,水温从20℃升至60℃,每吨热水耗用的蒸汽费用为:

 每吨热水耗蒸汽量×蒸汽单价=0.1吨×130元/吨=13元

 因此,如果用太阳能生产60℃热水,每吨热水可节约成本13元。

 晴尔印染用太阳能热水系统可大规模地应用在印染行业,大面积的太阳能集热板利用太阳能把水加热,贮存于热水池中,然后向印染车间的用热水设备供热水,可大幅度节约蒸汽费用或燃煤费用。每10000m2太阳能集热板每年可产20万吨55℃—60℃热水,可节约2万吨蒸汽,可节约260万元/年,热水系统同时可进行污水余热利用,每年又可节约蒸汽费用100万元以上,合计节约360万元/年,购买设备只要大约1100万元,3年即可收回投资。

 近年来,煤、蒸汽市场价格持续上涨,再加上政府对高耗能行业的宏观调控,印染行业的能源费用将越来越高。2007年4月,温家宝在“全国节能减排会议”上要求把节能减排作为宏观调控重点,要求加快开发利用太阳能等新能源。

 可以预见,煤、石油、天然气等非可再生能源将会越来越少,价格将会越来越贵。如果用它们产生热水,成本将会越来越高。因此,用太阳能生产热水将是印染行业节能减排、降低经营成本的必然选择。

 3.2环保效果好。

 中国的大气污染状况十分严重。据国家环保总局发布的《2006年中国环境状况公报》,2006年,我国二氧化碳排放量为481000万吨,二氧化硫排放量为2588.8万吨,烟尘排放量为1078.4万吨,工业粉尘排放量为807.5万吨。在监测的559个城市中,空气质量是三级的有159个,劣于3级标准的有51个。根据有关研究表明,中国每排放一吨二氧化硫,所造成的经济损失约两万元,因此,2006年中国因二氧化硫排放所造成的经济损失约为5178亿元。

 由此可见,减少煤炭的燃烧,减排二氧化碳、二氧化硫等废气和烟尘迫在眉睫。

 太阳能是清洁能源,使用太阳能生产热水没有任何污染。如果中国印染行业都用太阳能生产热水,将大大改善空气质量。如果2006年中国的印染行业都用太阳能生产热水,可以减排1690亿立方米废气和33.8亿吨烟尘。

 (三)增产。利用平板型集热器对软水进行加热,60℃左右的热水直接进入染缸,可大大缩短蒸汽加热的升温时间,提高生产效率20%以上,从而达到增产的目的。

 (四)隔热。印染车间楼顶日照时间长,导致室内温度较高,由于平板集热器放在楼顶,挡住并吸收了太阳光,利用平板型集热器可以有效地进行隔热,从而降低室内的温度;

 (五)安全。太阳能产热水一般在80℃以下,温度较低,无任何安全隐患。

 (六)形象。大规模使用太阳能生产热水,可以塑造企业“节能环保、对社会负责”的良好形象,因此会得到政府的奖励及社会各界的支持.

 4.印染厂用太阳能热水案例

 (一)中国印染行业第一个太阳能热水工程

 2006年5月,晴尔太阳能公司为广东佛山佳利达印染公司建造了3000m2的太阳能热水系统,日供热水300吨,此工程标志着中国印染用热水开始进入太阳能时代。

 (二)世界最大太阳能热水工程

 2007年3月,晴尔太阳能公司为浙江杭州的达利(中国)有限公司的印染厂建造了13000m2的大型太阳能热水系统,日供应印染热水1300吨以上,刷新了吉尼斯世界记录。该太阳能加余热利用热水系统总投资为1400万元,每年可节约蒸汽36000吨,节约蒸汽费468万元/年。3年可收回投资,在15年寿命期中,可获得投资回报远大于7000万元。此工程标志着中国印染行业大规模使用太阳能热水的时代已经来临。

5.我国的太阳能资源

 我国太阳能资源十分丰富,可以分为4个太阳能辐射资源带,见表1。全国有90%以上的地区年辐射总量大于5000MJ/m2,除四川盆地和毗陵地区外,绝大部分的太阳能资源相当或超过国外同纬度地区的太阳能资源,特别是青藏高原中南部太阳能资源尤为丰富,具有良好的开发条件和应用价值。

 表1中国太阳能资源分布带

资源带号
名称
年辐射总量
资源丰富带
≥6700MJ/(m2.a)
资源较富带
5400-6700MJ/(m2.a)
资源一般带
4200-5400MJ/(m2.a)
资源贫乏带
<4200MJ/(m2.a)

 6.太阳能热水系统的推广应用

 随着世界经济水平的不断发展,全球能源消耗越来越多,而煤炭、石油、天然气等资源是非可再生的,总有枯竭的一天。我国能源资源相当贫乏,人均可采矿物能源资源的数量是:石油2吨,天然气1070立方米,煤炭90吨,仅为世界平均值的11%、4%和55%,能源态势触目惊心。

 随着能源危机的加剧,太阳能受到世界各国的亲睐,太阳能热水系统得到大力推广。到2006年底,我国太阳能热水器面积已经达到约9000万平米,占到世界太阳能热水器面积的60%左右。但是,我国能源消费结构不合理的局面并未改变,2006年,我国能源消费总量达到了24.6亿吨标准煤,其中煤炭占了近69%,节能降耗指标未能如期实现。最新的统计数字显示,2007年一季度我国节能减排的目标仍然没有完成,能源消耗的增长速度仍然高于经济的增长速度。

 根据“十一五”规划纲要,我国单位国内生产总值能源消耗五年间要降低20%。随着中国政府《可再生能源法》的实施,我国太阳能的利用将迎来新一轮大规模的快速发展。

 7.中国热水工程专家——深圳市晴尔太阳能科技有限公司

 深圳晴尔太阳能公司,成立于1998年,连续8年业绩增长100%,公司现有6000多平方米的现代化厂房,员工800多人,总资产8000多万元,专业从事大型太阳能、热泵热水系统的设计、生产、工程安装以及运营服务,是中国太阳能工程领域最具资金和技术实力的高新技术企业。

 公司一贯坚持“技术领先、可靠耐用”的理念,致力于成为太阳能、节能环保行业的世界一流企业,为企业创造经济效益,助力节约型社会的建设,目前正致力于为全中国印染行业效力,在全国印染行业的聚集地区设有办事处及售后服务部。

 参考文献

 [1]《中国印染行业“十一五”规划纲要》,《印染》,中国印染行业协会,2007年1月23日;

 [2]《2006/2007年中国印染行业发展报告》,《印染》,中国印染行业协会,2007年4月;

 [3]《中国空气污染防治》,国家环保总局,任洪岩,2006年5月;

 [4]《中国大气污染现状及防治对策》,国家环保总局,樊元生,2002年12月;

 [6]《2007中国能源发展报告》,中国社会科学院社会文献出版社,崔明选,2007年5月;