第一批節(jié)能減排先進(jìn)技術(shù)——印染太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)

摘要：本文介紹了中國(guó)印染行業(yè)用熱水的能耗現(xiàn)狀，指出了用蒸汽產(chǎn)熱水的不足，提出了解決問(wèn)題的新辦法，說(shuō)明了用太陽(yáng)能產(chǎn)熱水的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)太陽(yáng)能在印染行業(yè)的推廣應(yīng)用趨勢(shì)做出了科學(xué)推斷。
關(guān)鍵詞：印染 熱水 太陽(yáng)能 節(jié)能 環(huán)保
1．中國(guó)印染行業(yè)用熱水概況
在紡織品印染的工藝中，很多環(huán)節(jié)要用到熱水，熱水供應(yīng)對(duì)于印染企業(yè)有著至關(guān)重要的作用和意義。目前，中國(guó)印染行業(yè)有規(guī)模以上企業(yè)1948家，大小鍋爐數(shù)萬(wàn)個(gè)，絕大部分印染企業(yè)都用蒸汽把冷水加熱，每年消耗了大量煤炭。
我國(guó)印染行業(yè)采用這種方式產(chǎn)熱水能耗大、成本高、污染嚴(yán)重，具體表現(xiàn)如下：
（一）能源消耗巨大，生產(chǎn)成本居高不下。2006年，我國(guó)印染行業(yè)共消耗煤炭1690萬(wàn)噸，占全國(guó)煤炭總產(chǎn)量的0.8%，平均每家印染企業(yè)消耗8600噸。由于能源消耗大、能源價(jià)格上漲，大大降低了印染企業(yè)的盈利能力，2006年我國(guó)印染行業(yè)平均利潤(rùn)率僅為3.34%。在印染企業(yè)中，水、電、煤能源成本占總成本40%左右，僅次于染化料，一直居高不下，是印染企業(yè)降低成本、提高利潤(rùn)的一道不可逾越的“坎”。因此，降低能源消耗，減少煤炭和蒸汽用量對(duì)提高印染企業(yè)利潤(rùn)空間有重要意義。
（二）環(huán)境污染嚴(yán)重。印染行業(yè)燃燒煤炭釋放出大量的二氧化碳、二氧化硫等廢氣和煙塵，是大氣污染的重要來(lái)源之一。大氣中74%的SO2、85%的CO2、60%的NO2和70%的TSP來(lái)源于煤炭的直接燃燒。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年，我國(guó)印染行業(yè)消耗的1690萬(wàn)噸煤共產(chǎn)生二氧化碳等廢氣約1690億立方米，煙塵約33.8億噸。
2．印染用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的原理
印染用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)主要由4大部分組成：
（一）太陽(yáng)能集熱器。它吸收太陽(yáng)光，把光能轉(zhuǎn)化為熱能，把冷水加熱；
（二）熱水池。它用來(lái)儲(chǔ)存熱水；
（三）余熱回收系統(tǒng)。它吸收廢水余熱，使冷水升溫；
（四）供水管道。
晴天，當(dāng)太陽(yáng)光把集熱器內(nèi)的冷水加熱至60℃（此溫度可設(shè)置）時(shí)，冷水管上的電磁閥自動(dòng)打開(kāi)，冷水被自來(lái)水壓力壓入集熱板內(nèi)，并把集熱板內(nèi)的熱水?dāng)D到熱水池中儲(chǔ)存待用，當(dāng)冷水到達(dá)集熱板出口處的溫度探頭時(shí)，探頭溫度低于60℃，電磁閥門(mén)就立刻關(guān)閉，冷水停留在集熱板內(nèi)被太陽(yáng)光繼續(xù)加熱，1～3分鐘以后，水溫又達(dá)到60℃，電磁閥門(mén)再次打開(kāi)，集熱器內(nèi)的熱水又被擠壓到熱水池中，按此規(guī)律，一次又一次產(chǎn)生熱水進(jìn)入水池，水池內(nèi)熱水逐漸增加，一直到水池水滿(mǎn)為止。
水池水滿(mǎn)后，就停止進(jìn)水，如果還有太陽(yáng)能，為了充分利用太陽(yáng)能，循環(huán)水泵會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，把水池內(nèi)60℃的熱水抽出來(lái)，經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能集熱器循環(huán)加熱，使水溫進(jìn)一步升高。
用熱水時(shí)，熱水從熱水池中輸入染洗設(shè)備，同時(shí)，冷水管和蒸汽管向染洗設(shè)備中輸入冷水和蒸汽以調(diào)節(jié)水溫。染洗設(shè)備中的熱水用于染洗后就成了廢水，但廢水還有較高的溫度，為了充分利用廢水的熱能，廢水通過(guò)污水管輸入平板式熱交換器，通過(guò)熱交換器回收熱能把冷水加熱，然后，加熱后的干凈熱水輸入到熱水池中。最后，降溫后的廢水通過(guò)排水管排出。
3．太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
太陽(yáng)能資源極其豐富,每個(gè)國(guó)家都可無(wú)限制地?zé)o償利用,共獲陽(yáng)光下的利潤(rùn),不會(huì)被少數(shù)國(guó)家與地區(qū)壟斷,造成人為的能源危機(jī),有利于各國(guó)和平共處,同時(shí)更有利于人類(lèi)與自然的和平共處。
太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、高效節(jié)能、安全、衛(wèi)生、無(wú)污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
3.1經(jīng)濟(jì)效益高。
太陽(yáng)能取之不盡，用之不竭，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。以用蒸汽生產(chǎn)60℃熱水為例，水溫從20℃升至60℃，每噸熱水耗用的蒸汽費(fèi)用為：
每噸熱水耗蒸汽量×蒸汽單價(jià)＝0.1噸×130元/噸＝13元
因此，如果用太陽(yáng)能生產(chǎn)60℃熱水，每噸熱水可節(jié)約成本13元。
晴爾印染用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可大規(guī)模地應(yīng)用在印染行業(yè)，大面積的太陽(yáng)能集熱板利用太陽(yáng)能把水加熱，貯存于熱水池中，然后向印染車(chē)間的用熱水設(shè)備供熱水，可大幅度節(jié)約蒸汽費(fèi)用或燃煤費(fèi)用。每10000m2太陽(yáng)能集熱板每年可產(chǎn)20萬(wàn)噸55℃—60℃熱水，可節(jié)約2萬(wàn)噸蒸汽，可節(jié)約260萬(wàn)元/年，熱水系統(tǒng)同時(shí)可進(jìn)行污水余熱利用，每年又可節(jié)約蒸汽費(fèi)用100萬(wàn)元以上，合計(jì)節(jié)約360萬(wàn)元/年，購(gòu)買(mǎi)設(shè)備只要大約1100萬(wàn)元，3年即可收回投資。
近年來(lái)，煤、蒸汽市場(chǎng)價(jià)格持續(xù)上漲，再加上政府對(duì)高耗能行業(yè)的宏觀調(diào)控，印染行業(yè)的能源費(fèi)用將越來(lái)越高。2007年4月，溫家寶在“全國(guó)節(jié)能減排會(huì)議”上要求把節(jié)能減排作為宏觀調(diào)控重點(diǎn)，要求加快開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能等新能源。
可以預(yù)見(jiàn)，煤、石油、天然氣等非可再生能源將會(huì)越來(lái)越少，價(jià)格將會(huì)越來(lái)越貴。如果用它們產(chǎn)生熱水，成本將會(huì)越來(lái)越高。因此，用太陽(yáng)能生產(chǎn)熱水將是印染行業(yè)節(jié)能減排、降低經(jīng)營(yíng)成本的必然選擇。
3.2環(huán)保效果好。
中國(guó)的大氣污染狀況十分嚴(yán)重。據(jù)國(guó)家環(huán)?？偩职l(fā)布的《2006年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》, 2006年，我國(guó)二氧化碳排放量為481000萬(wàn)噸，二氧化硫排放量為2588.8 萬(wàn)噸，煙塵排放量為1078.4萬(wàn)噸，工業(yè)粉塵排放量為807.5 萬(wàn)噸。在監(jiān)測(cè)的559個(gè)城市中，空氣質(zhì)量是三級(jí)的有159個(gè)，劣于3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的有51個(gè)。根據(jù)有關(guān)研究表明，中國(guó)每排放一噸二氧化硫，所造成的經(jīng)濟(jì)損失約兩萬(wàn)元，因此，2006年中國(guó)因二氧化硫排放所造成的經(jīng)濟(jì)損失約為5178億元。
由此可見(jiàn)，減少煤炭的燃燒，減排二氧化碳、二氧化硫等廢氣和煙塵迫在眉睫。
太陽(yáng)能是清潔能源，使用太陽(yáng)能生產(chǎn)熱水沒(méi)有任何污染。如果中國(guó)印染行業(yè)都用太陽(yáng)能生產(chǎn)熱水，將大大改善空氣質(zhì)量。如果2006年中國(guó)的印染行業(yè)都用太陽(yáng)能生產(chǎn)熱水，可以減排1690億立方米廢氣和33.8億噸煙塵。
（三）增產(chǎn)。利用平板型集熱器對(duì)軟水進(jìn)行加熱，60℃左右的熱水直接進(jìn)入染缸，可大大縮短蒸汽加熱的升溫時(shí)間，提高生產(chǎn)效率20%以上，從而達(dá)到增產(chǎn)的目的。
（四）隔熱。印染車(chē)間樓頂日照時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致室內(nèi)溫度較高，由于平板集熱器放在樓頂，擋住并吸收了太陽(yáng)光，利用平板型集熱器可以有效地進(jìn)行隔熱，從而降低室內(nèi)的溫度；
（五）安全。太陽(yáng)能產(chǎn)熱水一般在80℃以下，溫度較低，無(wú)任何安全隱患。
（六）形象。大規(guī)模使用太陽(yáng)能生產(chǎn)熱水，可以塑造企業(yè)“節(jié)能環(huán)保、對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)”的良好形象，因此會(huì)得到政府的獎(jiǎng)勵(lì)及社會(huì)各界的支持.
4．印染廠用太陽(yáng)能熱水案例
（一）中國(guó)印染行業(yè)第一個(gè)太陽(yáng)能熱水工程
2006年5月，晴爾太陽(yáng)能公司為廣東佛山佳利達(dá)印染公司建造了3000m2的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，日供熱水300噸，此工程標(biāo)志著中國(guó)印染用熱水開(kāi)始進(jìn)入太陽(yáng)能時(shí)代。
（二）世界******太陽(yáng)能熱水工程
2007年3月，晴爾太陽(yáng)能公司為浙江杭州的達(dá)利（中國(guó)）有限公司的印染廠建造了13000m2的大型太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，日供應(yīng)印染熱水1300噸以上，刷新了吉尼斯世界記錄。該太陽(yáng)能加余熱利用熱水系統(tǒng)總投資為1400萬(wàn)元，每年可節(jié)約蒸汽36000噸，節(jié)約蒸汽費(fèi)468萬(wàn)元/年。3年可收回投資，在15年壽命期中，可獲得投資回報(bào)遠(yuǎn)大于7000萬(wàn)元。此工程標(biāo)志著中國(guó)印染行業(yè)大規(guī)模使用太陽(yáng)能熱水的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。
5．我國(guó)的太陽(yáng)能資源
我國(guó)太陽(yáng)能資源十分豐富，可以分為4個(gè)太陽(yáng)能輻射資源帶，見(jiàn)圖2和表1。全國(guó)有90%以上的地區(qū)年輻射總量大于5000MJ/m2,除四川盆地和毗陵地區(qū)外，絕大部分的太陽(yáng)能資源相當(dāng)或超過(guò)國(guó)外同緯度地區(qū)的太陽(yáng)能資源，特別是青藏高原中南部太陽(yáng)能資源尤為豐富，具有良好的開(kāi)發(fā)條件和應(yīng)用價(jià)值。
圖2 中國(guó)太陽(yáng)能資源分布帶
表1 中國(guó)太陽(yáng)能資源分布帶
資源帶號(hào)名稱(chēng)年輻射總量
Ⅰ資源豐富帶≥6700MJ/(m2．a(chǎn))
Ⅱ資源較富帶5400-6700MJ/(m2．a(chǎn))
Ⅲ資源一般帶4200-5400MJ/(m2．a(chǎn))
Ⅳ資源貧乏帶＜4200MJ/(m2．a(chǎn))

6．太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的推廣應(yīng)用
隨著世界經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，全球能源消耗越來(lái)越多，而煤炭、石油、天然氣等資源是非可再生的，總有枯竭的一天。我國(guó)能源資源相當(dāng)貧乏，人均可采礦物能源資源的數(shù)量是：石油2噸，天然氣1070立方米，煤炭90噸，僅為世界平均值的11%、4%和55%，能源態(tài)勢(shì)觸目驚心。
隨著能源危機(jī)的加劇，太陽(yáng)能受到世界各國(guó)的親睞，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)得到大力推廣。到2006年底，我國(guó)太陽(yáng)能熱水器面積已經(jīng)達(dá)到約9000萬(wàn)平米，占到世界太陽(yáng)能熱水器面積的60%左右。但是，我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理的局面并未改變，2006年，我國(guó)能源消費(fèi)總量達(dá)到了24.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中煤炭占了近69%，節(jié)能降耗指標(biāo)未能如期實(shí)現(xiàn)。最新的統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，2007年一季度我國(guó)節(jié)能減排的目標(biāo)仍然沒(méi)有完成，能源消耗的增長(zhǎng)速度仍然高于經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)速度。
根據(jù)“十一五”規(guī)劃綱要，我國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗五年間要降低２０％。隨著中國(guó)政府《可再生能源法》的實(shí)施，我國(guó)太陽(yáng)能的利用將迎來(lái)新一輪大規(guī)模的快速發(fā)展。
7．中國(guó)熱水工程專(zhuān)家——深圳市晴爾太陽(yáng)能科技有限公司
深圳晴爾太陽(yáng)能公司，成立于1998年，連續(xù) 8 年業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)100％，公司現(xiàn)有 6000 多平方米的現(xiàn)代化廠房，員工800 多人，總資產(chǎn)8000 多萬(wàn)元，專(zhuān)業(yè)從事大型太陽(yáng)能、熱泵熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、工程安裝以及運(yùn)營(yíng)服務(wù)，是中國(guó)太陽(yáng)能工程領(lǐng)域最具資金和技術(shù)實(shí)力的高新技術(shù)企業(yè)。
公司一貫堅(jiān)持“技術(shù)領(lǐng)先、可靠耐用”的理念，致力于成為太陽(yáng)能、節(jié)能環(huán)保行業(yè)的世界一流企業(yè)，為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，助力節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)，目前正致力于為全中國(guó)印染行業(yè)效力，在全國(guó)印染行業(yè)的聚集地區(qū)設(shè)有辦事處及售后服務(wù)部。
參考文獻(xiàn)
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