項目名稱
北方華錦化學工業股份有限公司蒸汽管線保溫改造合同能源管理項目
項目業主
北方華錦化學工業股份有限公司（簡稱“華錦股份”）是北方華錦化學工業集團有限公司（簡稱“華錦集團”）所屬上市公司，總部坐落在遼寧省盤錦市。經過近30年發展，華錦股份由單一化肥生產經營企業，發展成為以石油化工、化學肥料、道路瀝青和潤滑油為主業的跨地區、多板塊經營的石化企業，形成了830萬噸原油加工、50萬噸乙烯、80萬噸聚合樹脂、100萬噸道路瀝青、90萬噸潤滑油基礎油、132萬噸尿素的年生產和加工能力。
改造前項目涉及用能系統的主要設備為北方華錦化學工業股份有限公司主蒸汽管線，包括從高壓鍋爐出口至生產裝置壓縮機入口的蒸汽管道網絡，包括富騰熱電公司中、高壓管道，送至乙烯分公司中壓?711管道和送至煉化中壓?426管道，煉化分公司內部中壓4.0MPa管道，送至錦陽分公司中壓4.0MPa蒸汽管道。
項目實施單位
北京北方節能環保有限公司
案例內容
技術原理及適用領域
1. 技術原理及適用領域
（1）技術原理
該項目采用氣凝膠絕熱保溫材料作為核心保溫材料，對蒸汽管道保溫結構進行改造，主要利用了氣凝膠絕熱保溫材料特有的高憎水、低導熱的物理特性。
氣凝膠絕熱保溫材料中氣凝膠原材料納米網絡結構有效地限制了局域熱激發的傳播，而且對紅外和可見光的湮滅系數之比達100以上，能有效地透過太陽光，并阻止環境溫度的紅外熱輻射，常溫常壓下摻硅氣凝膠的熱導率可低達0.021w/m·K，是熱導率最低的固態材料，具有以下特點：
①導熱系數低。氣凝膠隔熱氈是二氧化硅氣凝膠與玻璃纖維針刺氈復合后的產品，具有極低的導熱系數，可達到0.017-0.020W/（m·K），是傳統無機絕熱材料的1/3-1/2，低于靜態空氣（0.024W/（m·K））的導熱系數。即使在500℃的高溫下其導熱系數也不超過0.075W/（m·K），且在高溫下不分解、不老化，屬于綠色環保型材料。
②不燃性。氣凝膠隔熱氈是由二氧化硅氣凝膠和玻璃纖維針刺氈復合而成，達到GB 8624—2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》中的A級不燃標準。
③壽命長。氣凝膠隔熱氈是由氣凝膠與玻璃纖維復合而成，所有原料均屬無機物，不會在使用過程中出現老化問題。特別是氣凝膠的納米孔結構在其使用溫度范圍內非常穩定，不存在結構破壞而導致失去絕熱能力的風險。使用壽命長達15年以上。
④高抗拉、抗壓性。氣凝膠隔熱氈是氣凝膠與玻璃纖維的復合品，具有很好的抗拉和抗壓能力，拉伸機械強度大于2MPa，壓縮性能在219kPa下壓縮變形小于25%。保溫結構不塌陷。
⑤憎水性。氣凝膠隔熱氈憎水率高達98%以上，可有效阻止水汽滲入到保溫層內部，對設備、管道造成銹蝕。
⑥環保性。氣凝膠隔熱氈是無機材料，達到相同的保溫效果，與硅酸鋁棉相比用量大幅減少，產廢量同步減少，還可實現與設備、管道同壽命，廢棄物可回收再利用，不污染環境。而硅酸鋁棉無法回收再利用，不易降解，填埋費用高。
⑦節約空間。達到相同的保溫效果，氣凝膠隔熱氈所需厚度僅為硅酸鋁棉的1/4-1/3，可擴大設備、管道間的間距，留出更多的操作空間。
⑧節約能耗，減少碳排放。由于氣凝膠隔熱氈所需厚度薄，與硅酸鋁相比，在相同的表面溫度下可有效減少散熱面積，從而實現節能降耗、減少碳排放。
以氣凝膠絕熱保溫材料為核心的保溫節能技術適用領域非常廣，可廣泛使用在工業管道與設備保溫：
①石油化工：煉油廠、化工廠、LNG接收站中高溫蒸汽管道、反應器、儲罐、閥門法蘭等復雜部位的保溫。其優異的隔熱性能可減少熱量損失，提高能效，保障工藝穩定；同時其薄層特性在空間受限區域優勢明顯。
②電力行業：火力發電廠的高溫蒸汽管道、閥門、鍋爐；核電廠的核島內外相關管道設備。要求材料耐高溫、防火等級高、低熱導。
③冶金行業：高溫熔爐、熱風管道、余熱回收系統等。
2.項目實施具體內容
（1）改造前存在的問題
北方華錦化學工業股份有限公司蒸汽管網大部分自2008年建設投運，原保溫材料大部分采用硅酸鋁或巖棉等傳統保溫材料，這些材料普遍存在導熱系數相對較高、機械強度差、吸水率較高等缺陷。經過十數年生產運行，材料老化疊加應力振動作用，原保溫性能嚴重衰減，經檢測幾乎所有蒸汽管道外壁溫度均高于《熱力輸送系統節能監測》（GB/T 15910-2009）中允許溫差限值要求，蒸汽管網散熱損失嚴重，需要進行保溫改造。
（2）具體改造措施
北方華錦化學工業股份有限公司蒸汽管線保溫改造合同能源管理項目根據用戶DCS數據結合現場測試數據，分析診斷改造管道年熱量散熱情況，依據管道介質溫度和運行狀態，結合盤錦市常年氣候條件，對照國標要求，提出利用氣凝膠保溫材料對蒸汽輸送管道進行保溫改造的方案。改造邊界從高壓鍋爐出口至生產裝置壓縮機入口的蒸汽管道網絡，包括富騰熱電公司中、高壓管道，送至乙烯分公司中壓?711管道和送至煉化中壓?426管道，煉化分公司內部中壓4.0MPa管道，送至錦陽分公司中壓4.0MPa蒸汽管道，改造的蒸汽管網總長度10821.8米。
3．項目實施進度
項目開工時間為2023年5月23日，項目竣工時間為2024年1月17日，項目實施滿足合同要求，至今運行平穩。
項目年節能量及年節能效益
年節能量
1.年節能量
（1）計算依據
①蒸汽管道流量、壓力、溫度的DCS數據；
②《納米孔氣凝膠復合絕熱制品》GB/T 34336-2017；
③《工業設備及管道絕熱工程設計規范》GB50264-2013；
④《綜合能耗計算通則》GB/T2589-2020；
⑤第三方節能技術服務公司提供的蒸汽動力系統模擬優化軟件（SmartSteam）。
（2）基期數據
利用蒸汽動力系統模擬優化軟件（SmartSteam），收集并輸入設備參數和管線結構參數，完成蒸汽設備和管網系統的模型。該模型可以作蒸汽系統水力、傳熱的計算，計算出管網上任何位置的蒸汽流量、流速、壓力、壓降、溫度、溫降，管線的散熱量、表面溫度、保溫效率、冷凝水量和產生冷凝水的位置等。
基期數據是根據報告期的鍋爐產汽溫度、流量、壓力及外界環境溫度，模擬計算得出基期散熱量數據。
每6個月為一個報告期，目前已收集兩期的報告期數據。
第一期為2024年2月-6月及2024年11月（7月-10月用能單位停產檢修）。經模型模擬得出對應工況下降雨加權后6個月的基期散熱損失為128320.59GJ，折合標煤量為4828.35tce。
第二期為2024年12月-2025年5月。經模型模擬得出對應工況下降雨加權后6個月的基期散熱損失為128561.57GJ，折合標煤量為4837.42tce。
（3）報告期數據
每6個月為一個報告期，目前已收集兩期的報告期數據。
第一期為2024年2月-6月及2024年11月（7月-10月用能單位停產檢修）。經模型計算得出降雨加權后6個月的散熱損失為53214.50GJ，折合標煤量為2002.31tce。
第二期為2024年12月-2025年5月。經模型計算得出降雨加權后6個月的散熱損失為52385.71GJ，折合標煤量為1971.13tce。
（4）計算公式
①管網散熱損失計算
蒸汽管網能耗基準的計算方式采用質量守恒與能量守恒原理計算。
A.質量守恒方程
（5）年運行時間
全年運行時長為8400小時(350天/年×24小時/天)
（6）年節能量計算
年節能量=基期能耗量-報告期能耗量
=4828.35+4837.42-（2002.31+1971.13）
=5692.33（tce）
年節能效益
（1）節約能源品種
蒸汽管網散熱損失。
（2）合同約定能源品種單價(當地實際價格)
項目約定的能源單價為53.58元/GJ。
（3）年節能效益
基期能耗費用：
第一期的管網散熱損失128320.59GJ×53.58元/GJ=687.54萬元
第二期的管網散熱損失128561.57GJ×53.58元/GJ=688.83萬元
報告期能耗費用：
第一期的管網散熱損失53214.50GJ×53.58元/GJ=285.12萬元
第二期的管網散熱損失52385.71GJ×53.58元/GJ=280.68萬元
③年節能收益
第一期的節能收益=687.54-285.12=402.42萬元
第二期的節能收益=688.83-280.68=408.15萬元
年節能收益=402.42+408.15=810.57萬元
商業模式
該項目采用節能效益分享型合同能源管理模式，項目合同期為6年，每年2期。節能服務公司與業主單位節能分成比例為90%：10%，合同期內由節能服務公司采購并安裝的設備、設施和儀器等財產（以下簡稱“項目財產”）的所有權屬于節能服務公司，合同期結束后，本項目所投所有項目財產，所有權屬于業主單位。
投資額及融資渠道
該項目投資額共3257.43萬元，資金來源全部為節能服務公司自有資金。
關于開展“2025年合同能源管理優秀項目”評定的通知
1
-END-
EMCA官方微信公眾號