摘 要：国务院已下达《“ 十二五” 节能减排综合性工作方案》，包括50条具体要求，涉及12个方面，涵盖节能减排总体要求和主要目标、强化节能减排目标责任、调整优化产业结构、实施节能减 排重点工程、推广节能减排市场化机制等。三明市贯彻执行《工作方案》至今有了哪些成效呢?本文就本市锅炉供热系统的能耗现状进行了调研评析，为节能减排技 术进步简要介绍了智能化多效虹吸回收机主要内容及其技术经济性能，初步编写了集中供热系统虹吸回收凝水蒸汽可行性报告，并探索若干强化节能减排措施，以求 抛砖引玉。
一、锅炉供热系统能耗现状评析
(一)蒸汽锅炉供热系统
三明市锅炉供热系统主要是以水为工质的蒸汽锅炉供热系统和以导热油为工质的导热油炉供热系统。前者占95%以上，总量达2000台，其中最多的是2-6小吨位燃煤锅炉，10-20蒸吨的占少数，工作温度≤193℃，工作压力≤1.3Mpa。以水为工质的蒸汽锅炉使用状况：
1、 部分采用传统的敞开式供热流程，即凝结液自疏水阀排出，余热全部损耗，尤其是当疏水阀故障以及不可避免的蒸汽泄漏，热能浪费极为严重。目前，还有相当数量 的小吨位锅炉供热系统仍然按此方式运行。据测算，以本地煤为燃料，热焓值5000大卡/公斤,进厂价760元/吨,自来水2元/吨,凝结水温度达到110℃时，其价值为24元/吨;当温度达到130℃时，其价值为29元/吨;当温度达到150℃时，其价值为33元/吨。可见，每蒸吨容量年损失热价值大约20万元。
2、用蒸汽加热与通水冷却交替进行的生产工艺，其蒸汽凝结液大多没有回收利用。
3、 开式凝结水回收系统：将凝结水从疏水阀排出后引入开式收集槽，充兑冷水后再泵入锅炉，这是90年代开始陆续推广，本市凡有搞凝水回收改造的普遍采用这种方 式。开式系统对凝水的水量和热量都未能充分利用或回收，回收率低。大部分小吨位燃煤锅炉的热效利用率只有50%左右。
4、 闭式凝结水回收系统：采用凝结水箱与热水泵组合，将凝结水泵入锅炉循环使用。由于采用多级离心泵，必须配套防汽蚀装置，造成泵功率消耗大，电耗多。同时， 热水泵轴封易泄漏。一般情况下，只适应于用热工艺单一的系统的回收，难适应于多种用热工艺并存的复杂系统的回收，供热范围及安装现场也受到限制。自90年 代开始，本市曾陆续推广，用于几台4吨蒸汽锅炉供热回收系统，主要采用高品位疏水阀及高位贮槽配套使用防汽蚀装置，每套费用约20万元， 实施数量很少，如胶合板厂、金鑫人革公司实际运行时因凝水排放不畅则采用开式流程。泉州市十年前曾有个别纺织印染企业，锅炉总吨位20-30吨的供热系统 改造成闭式回收系统，投资高达140-160万元。主要是应用台湾技术，由双贮罐与多级离心泵防汽蚀装置组成。本市近年来开始投用于小吨位用热工艺单一的 系统的改造回收，实际改造应用的只有三阳木业有限公司等几家。
5、 集中供热系统，例如永安火电厂200吨/时蒸汽量供给尼葛开发区及曹远工业园区各个企业生产用汽，取代既有的小吨位燃煤锅炉供汽。优点是关停低效率小吨位 锅炉提高热效率20%左右，有效治污减排保护环境。凸现问题是全部热用户敞开式排放凝结水排入地沟，同时疏水降压造成闪蒸逃逸，损失闪蒸量占凝水量 4%-13%(疏水之前用汽压力通常为0.1-0.7 MPa )，疏水泄漏蒸汽量占凝水量3%(国家标准疏水阀蒸汽泄漏率≤3%，况且多数采用国产低品质疏水阀而超标泄漏)，尤其是疏水阀故障而大量漏汽(这是敞开式 排放难以避免的且经常发生的问题)或人工操作旁通阀直排水·汽，余热完全流失。
6、农业、林业、烟草种植大棚与畜牧业房舍未能有效实施供热加温，本市春节前后气温在10℃之下，时常在零度左右，采用电热加温或燃油热风设备采暖，用热费用很大，成本高。2002年，在本市三元区实施无压锅炉热管体系花卉大棚加温示范工程，采用燃煤加热器与翅片管散热器组合，无需供水，水泵及水处理设施，大棚为拱形塑料薄膜围封，面积130 m2，棚内温度可达16-24℃， 温度分布均匀，工作压力<0.06 MPa，不结垢，不腐蚀，无废水废汽排放，无烟尘污染温棚，人工费用低，维修费用无，管理极方便，得到用户好评。比常规锅炉供热系统投资省，节省燃料 30-50%;比购置燃油热风机投资减少30%，热费用仅为燃油费用的1/4;比电加热装置节省投资和维修费，热费用仅为电加热费用的1/5(备有现场录 像光盘可供观看)。2006年又为永安市种苗基地设计360 m2的大棚温室，以当地煤为燃料,设计工作压力<0.1Mpa、棚内温度18℃，于元旦前投产,棚内温度达到21-24℃。取得良好效果，但未能推广应用。
7、存在其它问题
(1)不同程度结垢，普遍存在;
(2)排放污水损失热量(每天人工加药1-3次进行水处理，每班排污一次);
(3)部分企业管道配置不合理;
(4)有些用热设备结构不当，使用不当;
(5)高温烟气直接排空，烟气带走热量多(同时造成烟气污染);
(6)空气没有预热而鼓风吹入炉膛;
(7)鼓风机、引风机大部分采用机械节流调节风量,比调速方式效率低30%,而且还满负荷全时段运行;
(8)许多管道与设备保温缺损;
(9)跑冒滴漏严重，影响岗位环境及文明生产;
(10)燃料管理落后，煤质好坏没有化验;
(11)缺乏计量管理，除少数大蒸吨系统以外，几乎都没有蒸汽流量、进水流量、回水流量、燃料消耗以及电力消耗计量及其实时记录。
(12)系统自动控制水平低,锅炉工操作水平参差不齐;
(13)企业能耗状况无人检测、考核及监督。
(二)以导热油为工质的锅炉供热系统
这 种供热方式是采用高温油泵打循环，供热温度高、工作压力低，没有剩余能量浪费，但由于导热油粘度大、热阻大，换热系数较小，热效率比较低，而且导热油膨胀 系数大，系统设置高位膨胀槽造成散热损失，循环油泵耗电量又大，加上导热油为有机物，毒性大，泄漏遇火会燃烧，局部超温(>380℃)会碳化，因此须在较短的使用周期内换油，费用大。本市有的企业使用后，己改回或想改回用蒸汽锅炉供热。
(三)锅炉本体技术改造
1、 最先进的可谓煤粉炉改循环流化床锅炉技术与无烟煤流化床锅炉全飞灰底饲回燃技术，采用中温旋风分离，将飞灰经过返料装置和气力输送的方法，经布风板送入沸 腾床的底部，飞灰经过整个床层并多次循环再燃烧之后，含碳量大大降低。2000年，三农公司一台10蒸吨的锅炉进行改造，费用为80万元，初改时，锅炉热 效率提高10%，因为对煤质要求苛刻，改造费用大，后来没有再改别的小锅炉，表明这种技术对小吨位锅炉就很难推广应用。近年来我市已有几台大吨位锅炉经淘 汰而更新为循环流化床锅炉，但其供热系统如前所述，仍然存在余热回收问题。
2、烟气余热回收。
小吨位燃煤锅炉几乎没有安装省煤器。有不少小型锅炉排烟温度很高，具有安装烟气换热装置、进行烟气余热回收的价值。
可见，本市锅炉供热系统高能耗现状依然如故，至今仍然是节能潜力巨大。
传统的蒸汽锅炉供热系统流程为：
① 加入燃料、鼓风、引风 除尘 排烟
② 产生水蒸汽 用热设备 疏水器排放净水 加药处理 泵入锅炉
③ 定期排污(每班排一次)
④ 定期停产煮炉洗垢除垢 排放酸液 排放碱液
传统的热水锅炉供热系统流程为：
① 加入燃料、鼓风、引风 除尘 排烟
② 产生高温热水 用热设备 低温热水 泵回锅炉净水 加药处理 泵入锅炉
③ 定期排污
④ 定期煮炉洗垢除垢 排放酸液 排放碱液
全国现有传统的锅炉数百万台(套)，每年新增20万台(套)，按此流程供热，能耗高，会结垢，会腐蚀、排放污水多，排放烟尘多。
国内外同类研究开发现状：
A、研制水处理药剂。
B、研制水处理设备，如，树脂离子水处理器(美国)，又如，磁化水处理器(日本)。
C、研制多种除垢剂。
D、开式凝结水回收系统。
E、闭式凝结水回收系统。
F、分离式热管供暖系统，只适用于工作温度较低的供暖系统，而且供热范围小，供热功率小(一般为1—20万大卡/h)，更大的限制在于要求热源必需处在冷源下方，且要达到一定的高度差才能使用。
二、智能化多效虹吸回收机主要内容及其技术经济性能
智 能化多效虹吸回收机及相变循环传热系统，由三明市介达热能研究所/三明市介达节能科技有限公司研制开发，涉及锅炉热管体系，专利 号：98124252.9、机械虹吸相变循环传热系统，专利号：200610074267.0、智能化多效虹吸凝水蒸汽回收机，专利 号：201220077854.6、多效虹吸相变循环传热系统，专利申请号：201210054602.6。系由锅炉与用热设备通过蒸汽流道与凝水流道互 相联通,在凝水流道上安装智能化多效虹吸凝水蒸汽回收机,并按系统用热工艺选择配置入网器、集合疏水器等配件，革除传统疏水阀，用集合疏水控制器充当安全 装置,用复合贮罐高效分离再生蒸汽,用特种泵耐高温防汽蚀保密封,以泵虹吸回收凝水回锅炉,以排汽背压/蒸喷虹吸回收再生蒸汽分级利用,以变流量连续输水 适应变工况，智能化控制运行,凝水顺畅转移,无余热排放，对于等压/非等压锅炉供热系统都可实现相变循环运行，成为真正意义的闭式回收系统，节能减排效果 最隹。若回收至除氧器/软水箱等无压设备加热则免用泵。可通过物联网操作平台进行远程监控操作。
技术特征与经济性能：
1、由于高温凝水混合闪蒸汽,经切向接管口流入贮罐，进行扩容并在筒体内旋转而加速分离出再生蒸汽，再生蒸汽上升于贮罐顶部经调节阀排汽背压虹吸回收，而将凝液下降在贮罐下部经泵输水虹吸回收，所以既可回收高温凝液又可回收再生蒸汽。
2、由于贮罐采用复合型结构，可同时输入压力/温度有差别的凝液进行集中回收，所以对于非等压用汽工艺并存的复杂系统余热回收，具有简化流程、安装方便、提高性价比效果。
3、采用ⅢHx型泵或ⅣHx型泵具有耐高温防汽蚀保密封功能.
4、由于泵连续抽吸或蒸喷虹吸或排汽背压虹吸或疏水背压虹吸或它们共同作用产生多效虹吸，所以用热设备内凝液可及时顺畅转移排出，不积存、不滞流,有效解决疏水不畅问题。
5、泵输水虹吸回收装置采用变频调节泵转速，或再由PLC控制器调节输水阀开度，从而调节输出流量,调节泵扬程，这样既节省电机功率消耗,又很好地适应系统工况变化。
6、用智能型排汽调节阀充当为排汽背压阀，可按系统工况变化进行背压调节，不仅控制排汽背压虹吸力度，又能分级引流再生蒸汽进入适配用汽设备使用。
7、 由于多效虹吸回收装置具有足够的虹吸增压输送功能，所以可适应于大容量、大功率、大范围、长距离的供热系统，尤其是对于热电厂以成千数百吨/时蒸汽量供给 分散在大范围内工业用汽系统回收再生蒸汽，可以就近使用，无需返输回锅炉/除氧器，实用价值极大(只需将回收凝水返输回锅炉房)。
8、 由于采用集合疏水控制器，对于等压及准等压用汽设备，只需配置入网器提升高度并入凝水管网，对于非等压用汽设备，只需配置差压入网器提升高度并入凝水管 网，所以可予革除传统疏水阀及其旁通阀,而工艺可控,改善疏水工况,阻汽排液,得当自如,确保疏水畅通,凝水自动连续转移，自适应能力特别强，避免因疏水 阀引发的诸多问题，尤其是不可避免的漏汽问题;而将它实行智能化控制又可充当自动排液安全装置,因此可免除备用泵，节省投资又可消除系统运行安全隐患。即 使输液泵故障或检修，也可从集合疏水装置自动排出，使系统照常运行。
9、 利用虹吸循环代替重力循环, 突破热管依靠重力回流凝液的技术障碍,使锅炉供热流程如同“热管”实行相变循环，从而改变其膜状沸腾与膜状冷凝过程为滴状沸腾与滴状冷凝过程，极大地提高 换热系数，锅炉吸热蒸发与工艺加热都处于最隹工作状态;全面解决了高、低压管路闭式共网、高温水-汽对水泵汽蚀破坏、疏水阀易堵易坏、背压管道水锤水击、 分散的凝水和乏汽难以集中且转移流动不畅、凝水被污染和水质不合格的世界难题;使大面积大功率的采暖系统与工业锅炉供热流程(热动力系统)也适用于分离式 热管体系，按照热管工况进行操作运行，改变了传统的以水为工质或以导热油为工质的锅炉供热系统为相变循环流程。不仅仅是将余热输回除氧器/软水箱而是直接 输回锅炉本体，锅炉供热系统实现真正意义上的闭合运行。
10、智能化运行, 提高供热自动化水平。还可进行产品升级，只要在自动控制器安装一个模块即可通过物联网操作平台进行远程监控操作。
11、 科技查新报告结论：关于在凝液管路上安装虹吸循环机组，对凝液及蒸汽进行虹吸与增能加压输送返回锅炉，以虹吸机汽液混输功能消除汽蚀问题，以连续运行虹吸 效应解决疏水不畅问题，以变速运行解决适应非稳定工况，以变频输送适用大容量、大功率、大范围的锅炉供热系统，查出的相同文献报道为发明专利“锅炉热管体 系”和“机械虹吸相变循环传热系统”。其余类似的文献报道均是利用落差产生的压力，而非机械式的虹吸装置。
12、本发明技术经济性能与节能减排效果：
(1) 在特定传热系统使用时,传热性能与杆式热管完全相同：沸点低、起动升温快、温差小、热阻小、传导速度快、传送热量大、传热效率极高，即综合传热系数大，没 有剩余能量浪费、耐低温，冬季停炉停产时无需放液或烧炉保温。复合介质相变循环系统凸显多项技术经济性能指标，这在国际上本领域尚未有先例(科技查新报告 结论);
(2)系统内热力运行稳定,可保障系统及设备安全;
(3)有效提高凝结水回收率，且凝结水返回温度高(接近饱和温度)，锅炉产汽温度稳定,增加单位时间锅炉产汽量，提高锅炉效率;
(4)有效提高再生蒸汽回收率，提高节汽率;
(5)减少锅炉排污量、降低排污热流失;
(6)节省用水,即减少软化水处理量、减少防垢、洗垢费用;
(7)节省水泵、鼓风机、引风机电耗，比导热油锅炉使用高温循环泵节电90%以上;
(8)节省燃料15-40%;
(9)减排二氧化碳、硫化物、氮化物等烟尘15-40%;减排废蒸汽; 减排锅炉污水与洗垢酸、碱液等;
(10)较大幅度提高用热设备生产效率,稳定产品质量;
(11)避免锅炉补水受空气与氧化物危害，对锅炉及管网防腐蚀、防结垢、长效安全运行有极大好处。
13、有效提高用热设备生产效率,稳定产品质量。
智 能化多效虹吸回收机及相变循环传热系统，拥有独特的传热工艺流程和专用配件，实行热管工况的传热方式，改变了传统的以水为工质或以导热油为工质的锅炉供热 流程为相变循环流程，从而达到综合节能30%以上，并从根本上解决锅炉结垢、腐蚀与污染这一世界问题。以节能伴生环保，将循环经济与治理技术相结合，对于 新装的或正在使用中的任何形式的锅炉供热系统，包括燃煤、燃汽(油)、电热锅炉之加热、蒸煮、烘干、供暖、空调、大棚加温等均可应用，哪怕是有多种不同工 艺指标(高压、低压或无压)并存的复杂系统都能适用，供热范围及安装现场不受限制。对于面广量大的中小型企业工业锅炉供热系统及数以千万计的建筑锅炉供暖 系统,包括家用微型锅炉采暖系统，均可推广应用，又特别适合于集中供热系统应用。而且投资省，实施方便，利用锅炉或工业管道安装单位现有设备、人员即可实 施，时间短，花钱少，效益大。例如，对已投产的工业锅炉供热系统改造，大约3-5个月即可从节能效益中收回投资(曾在全国节能大会宣讲的相关内容幻灯片可 另行提供)。
项 目业绩与验收简介见附件1(涉及有多幅相关图片可另行提供)，这些初步应用表明三明市介达热能研究所对本技术研究开发基础基本形成，且积累了丰富的实践经 验和充实的设计资料。因此，如果本项目能够得以较好的实施转化，必将烘托起一个拥有自主知识产权的经济与社会效益显著的新兴产业。无疑对于实现“十二五” 规划确定的能耗目标与减排任务有重要意义。
三、集中供热系统虹吸回收凝水蒸汽可行性报告
为 贯彻节能减排国家战略，近年来各地逐渐兴起集中供热，本市已经着手规划，似引进管道天然气，首先在工业园区(例如沙县金沙工业园区)实施集中供热，取代园 区内各个中、小吨位燃煤锅炉供汽。如前所说，集中供热系统虹吸回收凝水蒸汽的潜力极大。三明市介达热能研究所初步编写了集中供热系统虹吸回收凝水蒸汽可行 性报告，见附件2。
四、实施应用条件基本具备
1、国家知识产权局授予多项发明专利权与实用新型专利权。
2、已获得锅炉安全管理部门同意应用实验的批文：三明市质量技术监督局明质技监[2002]169号文。
3、所需化工原料、控制仪器国内供货商已联系落实。
4、所需特种输送设备已经配合专业厂家试制出系列化样机投入试运行。
5、所需专用配件已经设计完成，已经与三明化机厂等资质单位建立协作关系，可以委托定点加工、也可以自己建立生产线。
6、已经与多家有资质安装单位挂钩，如永安艺胜锅炉安装公司、福建省设备安装公司等，可随时联系安装。
7、有福州大学热工教授、三明化工有限公司热工专家的支持帮助。
8、可争取相关行业协会支持指导，甚至进行合作推广，如节能协会、节能中心、生产力促进中心、特种设备管理协会、机械工程协会、环保产业协会等。
总之，本技术可以初步认定为锅炉供热先进工艺，其推广应用是锅炉供热系统节能降耗减少污染的重要途径。
五、强化节能减排措施建议
90年代，各省、地市都成立节能服务机构，与政府节能管理部门、用能单位组成三位一体的推进社会节能运作体制，由于能获得节能项目资金扶持和贷款服务，因而使得一些锅炉供热系统实施了凝结水回收利用，但应用面有限、实施数量少。
如 今在市场经济条件下，如何将国家的节能规划变成企业引入先进节能技术并加以实施?由于传统的供热方式根深蒂固，加上企业对节能、循环经济、文明生产新理念 还持保留态度，能源管理问题尚不是企业关注的核心问题，当家人不在乎多用资源，企业节能投资存在许多障碍，原有的节能运作体制已不适应变化了的形势。因 此，政府有必要采取强力推进节能的措施。国际上成功的节能运作经验表明，节能的根本出路是：充分依靠市场，最大限度地发挥市场机制的主导作用，同时，政府 职能部门采取若干强化措施进行规范和引导，并非不干预、不作为，针对本市目前锅炉供热系统能耗状况，谨建议如下：
1、 健全节能环保法律法规，强化节能减排监督检查。如深圳市那样制定“十二五”时期的主要经济目标与能耗指标，规定市、区政府应当将各部门促进循环经济发展的 工作作为绩效考核的重要内容，考核情况应向社会公布，市、区政府应当建立相应行政责任追究制度。同时加强节能减排宣传教育，动员全社会参与节能减排。
2、 出台企业节能降耗“限期令”，要求那些未回收或低效回收(开放式回收)的锅炉供热系统在2015年之前，耗能必须下降某一指标，逾期不能达标者，将按照 《节约能源法》和国家、省、市有关规定，对其进行相应处罚。同时，要求这些企业有人进行能耗检测、考核及监督，每月、季或年必须提交能源利用状况报告。
3、由政府职能部门(市发改委、经贸委、科技局、财政局、技术监督局、环保局等)牵头，组织节能服务中心和专家有计划地深入企业，对每一台锅炉供热系统进行能耗诊断、能耗监测与能耗审计，并给予制定节能方案。
4、 充分利用国家及本省现有节能技术改造的各项政策，出台一些激励措施，扶持潜在的专业节能服务公司，推行合同能源管理新机制，动员各有关社会组织、行业协会 积极参与，安排资金补贴支持合同能源管理项目(例如政府拿出一部分资金进行风险补偿或贷款贴息)，鼓励金融机构(尤其是节能技改企业的开户银行)和担保机 构(例如三明市中小企业服务中心)前期介入，促进节能贷款和担保的落实，各方联手扶持一批节能典型示范项目，带动全社会逐步开展节能行动。
5、引导企业走向能源管理商业化道路，探索企业能源管理外包模式。例如，将锅炉用水、电、燃料及供热的管理转包给专业节能服务公司实行改造、运行、维护、管理一条龙服务，专业节能服务公司将从企业的能耗节约费用中得到补偿。实现双赢。
合 同能源管理的实质是一种节能项目资金筹措和实施的方式。节能服务公司(ESCo)和企业通过签订一个“能源服务合同”合作进行节能项目的实施。ESCo负 责节能项目的设计、资金筹措、设备的安装和维护。由于提供了这些服务和承担了项目的大部分风险，ESCo将从企业的能源节约费用中得到补偿。
从ESCo的业务运作方式可以看出，ESCo是市场经济下的节能服务商业化实体，在市场竞争中谋求生存和发展，与我国目前从属于地方政府的节能服务中心有根本性的区别。和节能项目传统的资金筹措方式相比，采用合同能源管理方式实施节能项目具有以下优点：
(1)通过把实施节能项目的风险和负担转嫁给ESCo，帮助克服由于节能信息缺乏和实施项目的可能风险所造成的企业对实施节能项目的保留态度;
(2)通过把节能项目开发的主要负担转嫁给ESCo，帮助企业克服由于小型节能项目经济效益不明显、不足以确保进一步发展的担心和疑虑;
(3)ESCo通过同类项目的开发和大量“复制”来提高其节能业务运作的效率和水平，降低节能项目的实施成本，并通过利用节约的能源成本来直接投资节能项目，从而减轻了企业实施节能项目的融资压力。
按 照国务院《“ 十二五” 节能减排综合性工作方案》,三明市介达热能研究所与三明市介达节能科技有限公司将努力克服各种困难，继续开展节能工程示范，培育若干亮点，通过更多的中 试，逐步总结完善，加快智能化多效虹吸回收机节能环保技术的推广应用,希望能获得各级有关部门真诚的扶持和切实的帮助，也有意吸收各地节能服务机构、环保 监察督导机构、锅炉监察检测机构(协会)、民间社团组织(商会)、锅炉制造/安装单位加盟，形成社会节能推进体制，运用“合同能源管理”新机制，通过与用 户签订节能服务合同来实施本专利，为用户提供能耗诊断、改造、设计、安装、调试、运行、维护直至管理一条龙服务，通过分享项目实施后产生的节能效益来获得 利润，而不断发展壮大。并吸收其他投资者参与，从而可以在全社会实施更多节能项目，推动和促进该技术的产业化。
