本發(fā)明涉及節(jié)能減排技術(shù)，具體涉及一種陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)及其應用。

背景技術(shù)：

在我國，陶瓷企業(yè)屬于高能耗、高污染和資源消耗型的企業(yè)，是節(jié)能減排的重點領域，陶瓷產(chǎn)品的單位能耗成本占比一直高居不下。在我國陶瓷企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)成本中，能耗成本占比居高不下，主要原因在于過往很久以來我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)組成形式，從行業(yè)發(fā)展初始就影響著陶瓷企業(yè)能源系統(tǒng)設計的優(yōu)劣。

我國陶瓷企業(yè)能源系統(tǒng)傳統(tǒng)設計中，主要以電能和熱能作為構(gòu)成核心。

電能的來源主要以網(wǎng)電為主。眾所周知，陶瓷企業(yè)為耗電大戶，以地板磚類陶瓷廠為例，一條生產(chǎn)線正常平均負載均在2000kw以上，含原料加工工序(球磨、泥漿處理、噴霧塔噴霧)、制品工序(壓機、干燥、施釉、窯爐燒成)、后處理工序(拋釉、拋光)等主要設備的負載。一般陶瓷廠按4條生產(chǎn)線計，負載容量已在8000kw以上。而我國的電網(wǎng)供電源頭，有較大部分(目前仍占70％以上)還是以火力發(fā)電(煤電)為主，故企業(yè)所消耗的電能大部分為煤電，如圖1所示，發(fā)電廠110發(fā)出的電能經(jīng)升壓變壓器120升壓變換后經(jīng)一定距離的高壓網(wǎng)線輸送到企業(yè)，經(jīng)降壓變壓器130降壓變換后供電給陶瓷企業(yè)。

熱能的來源主要有兩種形式，一種是以煤為能耗資源，另一種是以天然氣為能耗資源。如圖2所示，以煤210為能耗資源的陶瓷企業(yè)，在原料加工工序中，通常會設立水煤漿生產(chǎn)車間220，將煤料配一定比例的水通過球磨裝置230制成水煤漿，供應給水煤漿燃燒爐240燃燒后產(chǎn)生熱能，再供給噴霧塔250完成陶瓷粉料的生產(chǎn)；至于制品工序中的窯爐320燒成用氣，也可通過煤氣站310將煤料處理、加工后制成水煤氣滿足供應。如圖3所示，以天然氣為能耗資源的陶瓷企業(yè)，較之以煤為主的形式有了較大的改進，在原料加工工序中，沒有了煤料球磨車間，直接配套燃氣燃燒爐260為噴霧塔250供熱，完成陶瓷粉料的生產(chǎn)；至于制品工序中的窯爐320燒成用氣，也是直接供給天然氣滿足需要。

傳統(tǒng)的陶瓷企業(yè)能源系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)存在以下缺陷：

(1)、作為耗電大戶，陶瓷企業(yè)每天的用電量極大，平均一條生產(chǎn)線規(guī)模的年用電量達1500萬kwh。企業(yè)所在區(qū)域的電網(wǎng)供電時，由于地方電網(wǎng)以火力發(fā)電站為主的結(jié)構(gòu)，也就決定了煤電消耗極大，因為火力發(fā)電站燃燒煤料時，會產(chǎn)生大量的co2、nox、so2、pm顆粒物等污染物質(zhì)的排放，陶瓷企業(yè)也就間接地成為當?shù)馗呶廴?、高排放的推手?/p>

(2)、網(wǎng)電系統(tǒng)中，區(qū)域內(nèi)的發(fā)電站發(fā)電電能經(jīng)過升壓，由高壓網(wǎng)線輸送到企業(yè)高壓入口，并降壓后使用，電能經(jīng)過了遠距離的輸送，以及多次的能源變換，一次能源利用率非常，一般為40％～50％左右；

(3)、而在熱能消耗方面，當以煤為主要資源時，也同樣因為煤料燃燒時會產(chǎn)生更加大量的co2、nox、so2、pm顆粒物等污染物質(zhì)，從而直接造成排放差、高污染的環(huán)保問題；

(4)、當陶瓷企業(yè)以天然氣為主作為熱能消耗資源時，雖然因為燃燒天然氣能夠有效地降低了排放污染問題，但目前國內(nèi)各企業(yè)的供氣資源均以管道天然氣為主，而管道天然氣因為基礎建設投資大、運行維護成本高等原因，造成了天然氣價格比較高，并將成本嫁接到企業(yè)的生產(chǎn)成本上，使得陶瓷產(chǎn)品成本高。面對我國乃至世界對企業(yè)環(huán)保要求的持續(xù)提高，減排降耗壓力、產(chǎn)品成本壓力不斷增大，陶瓷企業(yè)的生存和發(fā)展面臨著極大挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的在于提供一種陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)，具有節(jié)能、降耗、減排的效果。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)的應用，其能源利用率高。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一方面，提供一種陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)，包括lng氣站、燃氣發(fā)電機組、燃燒爐、噴霧塔及泥漿生產(chǎn)車間，所述燃氣發(fā)電機組包括燃氣發(fā)動機和由所述燃氣發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機，所述lng氣站的天然氣通過第一供氣管供氣給所述燃氣發(fā)動機，所述燃氣發(fā)動機的氣體排放管與燃燒爐的排風管匯集至一主管，所述主管與所述噴霧塔的入風口連通；所述泥漿生產(chǎn)車間的泥漿出口通過泥漿輸送裝置與所述噴霧塔連通。

作為陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，還包括第一換熱器，所述燃氣發(fā)動機的內(nèi)部設置有散熱用的機體冷卻水，所述機體冷卻水通過第一水管與所述第一換熱器連通，所述泥漿生產(chǎn)車間的泥漿出口通過第一泥漿輸送裝置與所述第一換熱器的泥漿入口連通，所述第一換熱器的泥漿出口通過第二泥漿輸送裝置與所述噴霧塔連通。

作為陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，還包括第二換熱器和位于所述泥漿生產(chǎn)車間的球磨裝置，所述機體冷卻水通過第二水管與所述第二換熱器連通，所述第二換熱器還分別與輸送給所述球磨裝置的水源以及所述球磨裝置連通。

作為陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述燃燒爐為燃氣燃燒爐，所述lng氣站的天然氣通過第二供氣管供氣給所述燃氣燃燒爐。

作為陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述燃燒爐為水煤漿燃燒爐。

作為陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，還包括氣化器，所述氣化器的入氣端與所述lng氣站連通，所述氣化器的出氣端分別與所述第一供氣管和所述第二供氣管連通。

作為陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，還包括凍水系統(tǒng)，所述氣化器為水浴式氣化器，所述凍水系統(tǒng)與所述氣化器連接，以提供凍水給用冷區(qū)域。

另一方面，提供一種所述的陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)的應用，將泥漿輸送至第一換熱器中，與所述燃氣發(fā)動機的機體冷卻水熱交換后輸送至所述噴霧塔；將所述燃燒爐產(chǎn)生的熱能與所述燃氣發(fā)動機產(chǎn)生的氣體混合，并由所述噴霧塔的頂部輸入所述噴霧塔對所述泥漿進行噴粉干燥，制得陶瓷粉料。

作為陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)的應用的一種優(yōu)選的方案，所述泥漿的制備方法為：將自來水泵入第二熱交換器中，與所述燃氣發(fā)動機的機體冷卻水進行熱交換后輸入所述泥漿生產(chǎn)車間供球磨裝置使用，以制得所述泥漿。

作為陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)的應用的一種優(yōu)選的方案，所述燃燒爐為燃氣燃燒爐或者水煤漿燃燒爐，所述lng氣站的lng通過水浴式氣化器進行氣化，氣化后的天然氣通過供氣管供氣給所述燃氣燃燒爐和所述燃氣發(fā)動機工作。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明將燃氣發(fā)動機的排氣直接替代自然空氣與燃燒爐的高溫氣體混合后應用于噴霧塔進行粉料加工，由于燃氣發(fā)動機的煙氣溫度高于自然空氣的溫度，融入了很大的熱能，可以有效降低燃燒爐的燃料消耗。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)由lng氣站供氣給燃氣發(fā)動機發(fā)電，為企業(yè)提供電能的同時，將燃氣發(fā)動機的排氣余熱與陶瓷原料生產(chǎn)工序科學結(jié)合，提高能源利用率，實現(xiàn)節(jié)能、降耗、減排的效果。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的陶瓷企業(yè)電力供給系統(tǒng)的示意圖。

圖2為現(xiàn)有的陶瓷企業(yè)燃煤供熱系統(tǒng)的示意圖。

圖3為現(xiàn)有的陶瓷企業(yè)燃氣供熱系統(tǒng)的示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例的陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)的示意圖。

圖5為本發(fā)明實施例的lng氣化過程中的冷能利用示意圖。

圖1至3中：

110、發(fā)電廠；120、升壓變壓器；130、降壓變壓器；

210、煤；220、水煤漿生產(chǎn)車間；230、球磨裝置；240、水煤漿燃燒爐；250、噴霧塔；260、燃氣燃燒爐；

310、煤氣站；320、窯爐。

圖4、圖5中：

1、lng氣站；21、燃氣發(fā)動機；22、發(fā)電機；3、燃燒爐；4、噴霧塔；5、泥漿生產(chǎn)車間；6、第一換熱器；7、第二換熱器；8、球磨裝置；9、氣化器；10、凍水系統(tǒng)；11、用冷區(qū)域。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。

在本發(fā)明的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“固定”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個部件內(nèi)部的連通或兩個部件的相互作用關系。對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征之“上”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之“下”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如圖4所示，本發(fā)明的實施例提供一種陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)，包括lng氣站1、燃氣發(fā)電機組、燃燒爐3、噴霧塔4及泥漿生產(chǎn)車間5，所述燃氣發(fā)電機組包括燃氣發(fā)動機21和由所述燃氣發(fā)動機21驅(qū)動的發(fā)電機22，所述lng氣站1的天然氣通過第一供氣管供氣給燃氣發(fā)動機21，對陶瓷企業(yè)各用電工序供電，所述燃氣發(fā)動機21的氣體排放管與燃燒爐3的排風管匯集至一主管，所述主管與所述噴霧塔4的入風口連通；所述泥漿生產(chǎn)車間5的泥漿出口通過泥漿輸送裝置與所述噴霧塔4連通。其中，燃燒爐3為噴霧塔4提供600℃左右的熱風，以完成陶瓷粉料的加工，傳統(tǒng)的陶瓷企業(yè)的能源系統(tǒng)中，燃燒爐3內(nèi)的溫度達到1000℃以上，其出口處需要混合一定量的自然空氣降溫至600℃左右后再向噴霧塔4供熱，而燃氣發(fā)動機21的排氣溫度在350℃～500℃之間，且煙氣比較干凈，本實施例將燃氣發(fā)動機21的排氣直接替代自然空氣與燃燒爐3的高溫氣體混合后應用于噴霧塔4進行粉料加工，由于燃氣發(fā)動機21的煙氣溫度高于自然空氣的溫度，融入了很大的熱能，因此可以有效降低燃燒爐3的燃料消耗，從而使燃燒爐3達到節(jié)能、減排的效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實施例的陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)主要由lng氣站1供氣給燃氣發(fā)動機21發(fā)電，為企業(yè)提供電能的同時，將燃氣發(fā)動機21的排氣余熱與陶瓷原料生產(chǎn)工序科學結(jié)合，提高能源利用率，實現(xiàn)節(jié)能、降耗、減排的效果。

還包括第一換熱器6，所述燃氣發(fā)動機21的內(nèi)部設置有散熱用的機體冷卻水，第一換熱器6用于給機體冷卻水(即缸套水)與泥漿進行熱交換，所述機體冷卻水通過第一水管與所述第一換熱器6連通，所述泥漿生產(chǎn)車間5的泥漿出口通過第一泥漿輸送裝置與所述第一換熱器6的泥漿入口連通，所述第一換熱器6的泥漿出口通過第二泥漿輸送裝置與所述噴霧塔4連通。一般情況下，泥漿在進入噴霧塔4噴粉干燥前均為常溫狀態(tài)，約在20℃～30℃之間，本實施例中，燃氣發(fā)動機21的機體冷卻水通過第一換熱器6對由來自于泥漿生產(chǎn)車間5的常溫狀態(tài)的泥漿進行加熱，將泥漿加熱升溫后再輸入噴霧塔4進行噴粉干燥，既滿足了燃氣發(fā)動機的冷卻需要，也可以有效減少噴霧塔4從燃燒爐3汲取的熱能，從而有效降低燃燒爐的燃料消耗，使燃燒爐達到節(jié)能、減排的效果。

于本實施例中，第一換熱器6為水/泥漿換熱器；第二換熱器7為水/水換熱器。

本實施例的陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)還包括第二換熱器7和位于所述泥漿生產(chǎn)車間5的球磨裝置8，所述機體冷卻水通過第二水管與所述第二換熱器7連通，所述第二換熱器7還分別與輸送給所述球磨裝置8的水源以及所述球磨裝置8連通。在泥漿生產(chǎn)車間5中，利用球磨裝置8生產(chǎn)泥漿時需要用到熱水，以減少球磨時間。本實施例利用燃氣發(fā)動機21的機體冷卻水對球磨用水進行加熱，以滿足球磨需要并減少球磨時間，提高球磨工序的效率而達到節(jié)能效果。

本實施例中，所述燃燒爐3為燃氣燃燒爐，所述lng氣站1的天然氣通過第二供氣管供氣給所述燃氣燃燒爐。

本實施例的陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)還包括氣化器9，所述氣化器9的入氣端與所述lng氣站1連通，所述氣化器9的出氣端分別與所述第一供氣管和所述第二供氣管連通。lng氣站1的lng的貯存溫度約為-162℃，需要經(jīng)過升溫氣化后才能供給燃氣設備使用，通過氣化器9氣化之后，方可方便通過供氣管供氣給燃氣燃燒爐和燃氣發(fā)動機21。

如圖5所示，本實施例的陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)還包括凍水系統(tǒng)10，所述氣化器9為水浴式氣化器，所述凍水系統(tǒng)10與所述氣化器9連接，以提供凍水給用冷區(qū)域11。lng升溫氣化過程中需要吸收大量的熱能，本實施例利用水浴式氣化器可以將lng氣化過程中產(chǎn)生的冷能以水作為介質(zhì)進行冷熱交換，并且通過設定控制可以獲得0℃以上的低溫凍水，并將這些低溫凍水輸送到需要用冷的用冷區(qū)域11或設備，例如用于壓機的潤滑油冷卻、生產(chǎn)或辦公區(qū)域制冷等，以實現(xiàn)對lng氣化過程中的冷能的收集和利用。

在本發(fā)明的其他實施例中，所述燃燒爐3為水煤漿燃燒爐，即以水煤漿為燃料獲得熱能。

本發(fā)明的實施例還提供一種上述任一實施例所述的陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)的應用，將泥漿輸送至第一換熱器6中，與所述燃氣發(fā)動機21的機體冷卻水熱交換后輸送至所述噴霧塔4；將所述燃燒爐3產(chǎn)生的熱能與所述燃氣發(fā)動機21產(chǎn)生的氣體混合，并由所述噴霧塔4的頂部輸入所述噴霧塔4對所述泥漿進行噴粉干燥，制得陶瓷粉料。本實施例將燃氣發(fā)動機21的排氣余熱和機體冷卻水熱量加以利用，與陶瓷粉料的生產(chǎn)工序結(jié)合，使燃氣得到充分利用，提高能源利用率，從而實現(xiàn)節(jié)能、降耗、減排的技術(shù)效果。

其中，所述泥漿的制備方法為：將自來水泵入所述第二熱交換器7中，與所述燃氣發(fā)動機21的機體冷卻水進行熱交換后輸入所述泥漿生產(chǎn)車間5供球磨裝置8使用，以制得所述泥漿。本實施例在泥漿的生產(chǎn)過程中對燃氣發(fā)動機21的冷卻水熱量進行充分利用，以減少泥漿的球磨時間，提高球磨工序的效率。

其中，所述燃燒爐3為燃氣燃燒爐或者水煤漿燃燒爐，所述lng氣站1的lng通過水浴式氣化器進行氣化，氣化后的天然氣通過供氣管供氣給所述燃氣燃燒爐和所述燃氣發(fā)動機21工作，本實施例對lng氣化過程中產(chǎn)生的冷能加以收集，應用于冷能需求的地方，一次能源利用率可達80％以上，從而進一步提高節(jié)能、降耗、減排的效果。

本發(fā)明的陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)應用于陶瓷企業(yè)生產(chǎn)陶瓷，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

(1)、陶瓷企業(yè)依靠自身的燃氣發(fā)電站供電，來滿足自己巨大的用電需求，無需所在區(qū)域的電網(wǎng)(地方電網(wǎng)以火力發(fā)電站為主)供電，極大地減少了地方電網(wǎng)煤電支出，也就極大地降低了地方電網(wǎng)火力發(fā)電站燃煤量，從而有效降低co2、nox、so2、pm顆粒物等污染物質(zhì)的排放，為當?shù)氐漠a(chǎn)能優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級、生態(tài)文明建設、大氣防治污染等節(jié)能環(huán)保發(fā)展事業(yè)提供了有力的支撐。

(2)、通過本系統(tǒng)供給電能、熱能的同時，使到lng氣化過程中產(chǎn)生的冷能、燃氣發(fā)動機的排氣余熱、機體冷卻水熱量，與陶瓷原料生產(chǎn)工序科學結(jié)合，使其得到充分利用，一次能源利用率可達80％以上，有效實現(xiàn)節(jié)能、降耗、減排的效果。

(3)、也由于在原料生產(chǎn)工序中充分利用了燃氣發(fā)動機的各種余熱，有效地減少了原來噴霧塔用燃燒爐的燃料消耗和排放，明顯降低陶瓷粉料的生產(chǎn)成本，從而提高產(chǎn)品競爭力和企業(yè)的生存和發(fā)展能力。

(4)、將陶瓷企業(yè)高效節(jié)能型能源系統(tǒng)與原能源供給系統(tǒng)(電能、熱能)有機結(jié)合，以高效節(jié)能型能源系統(tǒng)為主，傳統(tǒng)能源供給系統(tǒng)為輔助補充，實現(xiàn)雙能源系統(tǒng)保障，提高了陶瓷企業(yè)能源系統(tǒng)的可靠性，有效降低能源斷供導致的重大經(jīng)濟風險，如網(wǎng)電斷電、管道氣斷氣等情況(陶瓷企業(yè)的窯爐燒成工序如斷電、斷氣會造成重大損失)。

需要聲明的是，上述具體實施方式僅僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術(shù)原理，在本發(fā)明所公開的技術(shù)范圍內(nèi)，任何熟悉本技術(shù)領域的技術(shù)人員所容易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

以上通過具體的實施例對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明并不限于這些具體的實施例。本領域技術(shù)人員應該明白，還可以對本發(fā)明做各種修改、等同替換、變化等等。但是，這些變換只要未背離本發(fā)明的精神，都應在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。另外，本申請說明書和權(quán)利要求書所使用的一些術(shù)語并不是限制，僅僅是為了便于描述。此外，以上多處的“一個實施例”、“另一個實施例”等表示不同的實施例，當然也可以將其全部或部分結(jié)合在一個實施例中。