[发明专利]多能互补陶瓷工业节能系统及使用方法

说明书

本发明提供一种多能互补陶瓷工业节能系统及使用方法，多能互补陶瓷工业节能系统包括：烟气余热有机朗肯循环发电单元；太阳能光伏发电单元；蓄电储能单元；陶瓷工业配电单元；陶瓷工业用电线路网，连通所述烟气余热有机朗肯循环发电单元、所述太阳能光伏发电单元、所述蓄电储能单元以及所述陶瓷工业配电单元；以及，智能调控单元，用于调控蓄电及供电过程。本发明提供的多能互补陶瓷工业节能系统及使用方法，旨在整合陶瓷工业基地和生产过程中的闲置资源及解决工业用电峰谷供应不平衡问题。

技术领域

本发明涉及工业节能技术领域，尤其涉及一种多能互补陶瓷工业节能系统及使用方法。

背景技术

陶瓷行业一直以来都被烙印着高能耗、高排放、高污染和低加工技术的“三高一低”标签，陶瓷工业的可持续发展面临着巨大的挑战，陶瓷生产过程的低碳节能改造势在必行。陶瓷行业由于其生产的特殊性往往伴随着大量的水、电、气等资源消耗，同时也伴随着较高的烟气量排放和环境污染问题。陶瓷产品生产过程包含产品原料加工、产品成型、干燥、烧制等诸多工序，这些工序涉及诸多大功率用电设备，具有较大的用电需求量，每条生产线日均用电量高达数万度甚至数十万度。而在非低谷电价时段用电平均成本超过1元每千瓦时，尖峰时段甚至高达1.5元每千瓦时，对于拥有多条生产线的陶瓷生产基地而言用电成本巨大。更为关键的是，由于煤炭供给量因价格上涨和贸易摩擦等诸多因素影响，导致电能短缺和工业用电局势紧张，在高峰用电时段常常出现“拉闸限电”和“限量供应”等问题。这在很大程度上影响了陶瓷工业的正常生产，由于陶瓷工业为流水线连续式生产作业，不能采取错峰生产，这迫使部分陶瓷企业不得不关停部分生产线，甚至出现整个陶瓷基地停产现象。显然，用电成本高和用电供应紧张现象成为遏制陶瓷企业发展的瓶颈。

然而，陶瓷企业同时又存在着诸多有望解决这一瓶颈的潜在机会，而这些潜在的机会目前依然没有得到很好的挖掘。其一，大部分陶瓷企业分布于广东、江西、福建一带，光照条件良好，且陶瓷工业基地具有较大的可用于太阳能光伏发电的房顶闲置面积。其二，陶瓷产品烧制过程中产生的高温烟气虽然经过多重余热回收过程，但大部分陶瓷工业外排烟气依然在200℃以上，其中依然存在可观的余热利用空间。有机朗肯循环发电技术的出现与成熟填补了300℃以下低品位热能再利用的空白，这为利用陶瓷工业窑炉生产过程产生的中低温烟气余热发电提供了较大可能，可实现能源的梯级高效利用。其三，随着锂电蓄电技术及百兆瓦级别超级蓄电技术的发展，陶瓷行业“削峰填谷”的错峰用电模式借助超级蓄电站可以得以实现。因此，探索陶瓷生产基地多能互补关键节能技术对优化陶瓷企业用电模式及促进陶瓷行业低碳节能生产具有重要的实际指导价值。

发明内容

本发明提供一种多能互补陶瓷工业节能系统及使用方法，用以解决现有陶瓷基地因耗能量大、用电成本高、工业供电紧张而导致陶瓷企业正常生产受限和低碳节能化程度低等问题。

第一方面，本发明提供一种多能互补陶瓷工业节能系统，包括：

烟气余热有机朗肯循环发电单元，包括热源回路、工质回路以及冷却回路，所述热源回路用于回收烟气余热，所述工质回路用于置换烟气中的热量并进行发电，所述冷却回路用于冷却所述工质回路中的换热工质；

太阳能光伏发电单元，包括太阳能电池阵列、汇流箱、直流柜以及逆变柜，所述太阳能光伏发电单元用于利用太阳能发电；

蓄电储能单元，包括蓄电池组、蓄能变流器、换流变压器以及蓄电站管理模块，所述蓄电站管理模块用于收集和调控所述蓄电储能单元温度、蓄电量以及蓄电供电功率，所述蓄电储能单元用于蓄电供电以满足工业用电设备的供电需求；

陶瓷工业配电单元，电连接多个工业用电设备，用以调度各所述工业用电设备的供电作业；

陶瓷工业用电线路网，连通所述烟气余热有机朗肯循环发电单元、所述太阳能光伏发电单元、所述蓄电储能单元以及所述陶瓷工业配电单元；以及，

智能调控单元，电连接所述蓄电站管理模块以及所述陶瓷工业配电单元，用于调控蓄电及供电作业。