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节能技术改造对环保降成本的价值探析

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孔为国

摘要：随着近年来节能和环保领域的技术突破，一大批新材料、新技术、新产品相继诞生。本文针对燃油热水锅炉的使用弊端，对现场及成功案例中使用的正温度电磁感应加热设备，进行成本比对分析，阐述节能技术改造对环境保护、降低成本支出的实际价值，以及指明未来节能减排投资方向、实现降低消耗的现实意义。

关键词：节能技术;节能环保;技术改造;降低成本

中图分类号：F426 文献标识码：A

随着京津冀一体化的快速发展，在生产力变革的同时也带来了能源消耗、环境污染等影响，十八大以来，以习近平同志为核心的党中央，高度重视生态环境的保护，生态环境保护已经提升到一个新的层面。当前对节能减排的标准要求之高、要求之严，前所未有。党的十九大报告指出，建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计，必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和环境保护的基本国策，像对待生命一样对待生态环境。因此，注重环境保护、坚持节能减排、努力降低支出，是企业未来发展的根本指导原则。

1节能环保投资情况

近年来，根据生产生活实际情况，结合地方政府及集团公司对节能环保的总体要求，不断对节能环保方面进行资金投入，2015年以来，分别利用集团公司技术改造资金493.5万元;利用生产成本资金315万元，总计投入资金808.5万元。先后完成了机车喷漆设施环保改造、管内燃煤取暖改电采暖改造、生产生活照明节能改造、内燃机车整备场、危废储备场地面环保改造、燃油锅炉加装SCR脱硝系统改造，首次在丰台折返区域，尝试使用电磁感应加热系统为职工洗浴供热等项目。通过投入，目前已初步实现管内无燃煤使用、所有照明设备采用节能灯或LED照明、污染物排放全部达标的目标。在节能减排，节支降耗方面取得一定成效，仅管内燃煤取暖改电采暖改造一项，就实现年燃煤成本较改造前节支80万元;2019年还拟利用技术改造资金，消除燃油热水锅炉使用，实现“环保零排放，成本再降低”的新目标。上述改造中，以2018年丰台折返职工浴室，尝试使用的电磁感应加热改造项目，在环境保护及降低运营成本方面效果显著。

2既有供热模式的弊端

目前丰西区域南北职工浴池供热水一直沿用传统的“气热交换”模式，即利用燃油锅炉产生的热蒸汽加热浴池储水罐，作为浴池热水的主要供热来源;丰台折返区域部分生产生活房屋，冬季供暖还采用燃油锅炉供热，这些燃油热水锅炉在使用，不仅成本支出较大，而且还存在以下问题。

2.1环保检测管理压力非常之大

由于燃油锅炉燃气中排放的氮氧化物，为北京市重点监控的污染物之一，根据《北京锅炉大气污染物排放标-DB11 501 2017》规定，在用燃油锅炉氮氧化物严格执行80m#m3的标准，使用的燃油锅炉，为丰台区企业单位里唯一排放氮氧化物80mg/m3的设备，受到地方环保局重点监测和检查，环保压力很大。

2.2设备陈旧待报废且无法更新

随着燃油锅炉逐步已达报废年限，根据北京市环保的要求，此类设备一旦报废，将不在报批安装，曾经也考虑过接引天然气，使用燃气锅炉方案，但由于受地缘限制，投资又相对较大，现在基本放弃此解决方案。

2.3环保改造不能解决根本问题

2015年12月，为满足北京市环保局最严格的氮排放要求（80mg/m3），对在用的所有燃油热水锅炉整体进行技术改造，即在锅炉排烟管道上加装1套SCR脱硝设备，目前已满足北京市环保排放新标准。由于环保脱硝设备不属于锅炉本体设备，其原理为通过向排烟管道喷洒雾状氨水降低氮氧化物排放数值，但由于脱硝设备所有氨水管道属于暗管，同时喷头口极小，易发生堵塞，无法确定氨水喷洒的实时状态，一旦脱硝设备故障，锅炉污染物将形成超标排放，遇到地方环保局监测时，存在较大环保隐患。

2.4生产成本支出压力较大

根据节能部门及财务部门综合统计，目前在用的燃油锅炉年消耗生产用燃油约300吨左右，按照0号与-10市场评价综合单价8000元/吨计算（2019年5月中石油油价.O号柴油6.65元/升、-10号柴油7.05元/升，密度均取0.85计算），支出成本達240万元之多，这些费用还不包括环保监测费、设备维护费、环保税等费用，成本支出压力较大。

3电磁感应加热设备的引入

随着丰台枢纽生产力布局的整体改造，于2018年分解搬迁至丰西区域和丰台折返区域，为解决搬迁后丰台折返职工的洗浴问题，将丰台折返一处厕所改建成浴室，在供热方案选定时，节能环保部门再充分考虑燃油锅炉的种种弊端，决定改变当前传统供热模式，积极寻找合理高效解决方案，通过市场调研及实际计算比对，最终选定正温度电磁感应加热设备，作为燃油锅炉热能交换的替代产品，并于同年5月利用技术改造资金，首次尝试安装使用正温度电磁感应加热设备用于浴室供热源，经过近9个月的使用，通过综合比对计算，确认其具有良好的经济效益。

4电磁感应加热简介

正温度电磁感应加热设备，采用三位一体的加热方式，即：w（涡流加热）、S（短路加热）、M（漏磁加热），是一种新型的加热技术，利用磁力线导通特殊的材料做电加热外壳产生热能，从而实现电磁热的转换。其工作原理为：将交流电转换为特定频率电流产生交变磁场，当磁场内的磁力线作用在特殊的加热外壳时磁力线被切割，产生大量的小涡流使特殊的加热外壳迅速发生，达到加热容器内水的目的。电磁感应加热设备有以下优点。

4.1热效能比很高

三位一体的加热方式不仅利用电流中的有功率，还充分利用感应电路的铜损、铁损、杂散损耗及短路漏磁等无功功率转化为加热水的热能，现阶段国家规定的电加热能效比等于产生热量/有功功率的前提下，经过国家权威检测机构检测，运行功率因数>0.98，产品效能和系统效能比可分别达99%和93%，详见图1。

4.2安全环保性高

电磁储能设备为常压设备，不存在高压隐患，同时，设备采用水电分离的制造工艺，运行时设备外壳呈零电位，不存在漏洞隐患，运行十分安全.电磁储能系统结构简单，方便简洁，无危废气体排放，符合国家节能减排及环保政策。

4.3故障低不积垢

电磁储能设备的主机副边外壳上的线圈与外壳之间形成磁化通道，水流通过此通道在加热的同时水质也被磁化，磁化后的水质不易在电磁储能加热设备腔体内结垢，首先设备发热效率不会衰减，其次不会因为过热损坏设备，可保障设备长期保持稳定运行。

4.4使用寿命较长

电磁感应加热设备本身参照变压器国标（GB标准）使用寿命标准设计，设计使用寿命为20年，在众多成功案例中，有着结构简单、运行平稳、易维修、无故障的特点。

4.5节支效果较好

对比其他能耗对，以1m3自来水由18°C加热至58°C的成本消耗（详见表1），电磁感应加热设备不仅在产品效能，系统能效比有着较高的优势，在成本支出方面也有着明显优势，详见图2。

5现场应用情况分析

目前丰台折返区域浴室安装设备为，一台40Kw的正温度电磁感应加热设备，对8m3储水罐进行循环加热，已满足每天100余人的洗浴需求，设备自安装运行9个月以来，未发生任何设备故障，总体运行平稳而且热效率较高，即使在冬季仍能高效运行，较传统的空气源热泵系统有着明显的优势，9个月中总计消耗电能3.9万Kwh。

根据实际消耗情况，按照该浴室日均需水量6吨计算，采用电磁感应加热设备年消耗电量不超过5万Kwh，按照集团公司公布电价标准0.85元计算，成本支出不超过4.3万元;如采用燃油锅炉供热，按每吨水需要消耗燃油6公斤计算，年消耗燃油13.1吨，仅燃油成本支出10.5万元;如采用电热管加热的电锅炉供热，按每吨水需要消耗耗电53Kwh计算，年消耗电能11.6万Kwh，成本支出9.9万元。详见图3。

综上计算，电磁感应加热设备成本支出，较燃油锅炉、电热管锅炉可分别减少6.2万元和5.6万元，同比减少达59.1%和56.6%，由此可见电磁加热设备的节支效果非常显著。

6成功案例简介

6.1北京局集团公司北京通信段

2017年冬季北京局集团公司北京通信段，入冬之前通过集团公司煤改电技术改造项目，在该段管内30余处安装了正温度电磁加热设备，用于供热、取暖使用。经过一个采暖期的运行，未发生任何故障，按照供暖面积与实际用电计算，各处所一个采暖期每平方米的耗电量一般在30-70Kwh/m2，与供应商给出的标准不大于100Kwh/m2相符合。

6.2张家口市张北地区煤改电项目

2017年河北张家口市张北农村地区煤改电项目，政府公开招标采购电采暖设备，国内共有8个厂商应标，其中包括正温度电磁感应加热设备。张北县政府环保局，采用标准房屋现场接表计量的验证的方式进行测试，并且提出了每日每平方米耗电不得超过0.8Kwh/m2的苛刻标准，通过测试，此次应标的电热转换设备、高压电极储能砖产品，都应能耗每平方米耗电高达1.5-2Kwh，被县政府拒付设备款并由厂家自己拆除设备，仅正温度电磁加热设备以低于张家口市张北县政府规定的，每日每平方米耗电不得超过0.8Kwh/m2苛刻标准，在众多产品中脱颖而出，一举成为张北县政府采购产品。

7成功案例能耗数据对比

我们从北京通信段（数据由北京通信段提供，详见表2）与北京西车务段（数据由北京西车务段提供，详见表3）分别采集电磁感应设备、空气源热泵及电热锅炉，在上述单位沿线部分工作场所一个采暖季（2017-2018年采暖季）的電能消耗情况，进行数据对此。通过数据对比得出，电磁感应加热设备较空气源热泵及电锅炉，具有明显优势，确实具备高效节能的特点。

8未来投资方向展望

目前丰西区域还有2台燃油锅炉，为南北两职工浴池供热使用;丰台折返有1台燃油锅炉用于部分房屋的冬季供热使用，结合成功案例，通过综合考虑，2019年已向集团公司递交可行性研究报告申请，拟利用技术改造资金，将现有燃油热水锅炉，全部替换为正温度电磁加热设备，彻底结束燃油锅炉的使用，消除氮氧化物的排放设备。改造后，不仅完全决燃油锅炉所存在的环保隐患，实现供热设备O排放的绿色目标，而且可减少年生产用燃油支出，降低成本支出。

根据节能部门保守数据统计，替换电磁加热设备后，全段用于上述供热的年总体电能消耗，预计不超过170万Kwh，按照集团公司公布电价标准0.85元计算，用电成本支出不超过144.5万元，相对使用燃油锅炉年支出300吨，成本支出240万元而言，可实现减少生产用燃油300吨，最终可降低成本节支95.5万元，同时设备维护成本也大幅下降，环保监测费用、排污费、排污税也随之大幅下降。

总之，正温度电磁加热设备，通过成功案例及丰台折返区域近一年的使用情况，设备不仅运行平稳、无故障，而且有着完全消除环保排放隐患和节支效果明显的特点，是秉承绿色发展原则的首选。当前国家高度重视环境保护与生存发展，我们将注重环境保护、坚持节能减排、努力降低支出，为京津冀协同发展，建设美丽和谐的社会主义国家贡献力量。

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