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【中国煤炭报】工业蓝宝石遇上循环经济 ——新升实业集约高效运行侧记
  作者:弋永杰 牛雪芳 李岩  来源: 发布日期:2017/11/08
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最近,山东能源淄矿集团新升实业光电公司(以下简称新升光电)与韩国一家高科技公司签下每月500片大尺寸蓝宝石窗口订单。

“工业蓝宝石用途十分广泛,是当前氮化镓基LED生产中应用最普遍的衬底材料。其硬度仅次于金刚石,广泛应用于LED、军工、光学仪器、医疗健康、消费电子及耐磨部件等领域。”新升光电总经理宋旭波介绍。

工业蓝宝石项目产业链条长、科技含量高,在我国起步时间不长,还处于产业培植期。

让电、热、汽循环利用

目前,市场上高品质4英寸蓝宝石晶棒,60%以上来自俄罗斯的一家公司,国内晶体质量最好的企业产品仅占20%的市场份额,还有10%左右来自韩国等厂家,国内其他厂家只能瓜分剩余的10%份额。高品质工业蓝宝石,属于“皇帝的女儿”,根本不愁卖。

工业蓝宝石虽以优异的物理、化学和光学性能,集“万千宠爱于一身”,但在生产过程中,电能消耗占生产成本三分之一左右,对电能和水等要求比较苛刻。其“落户”新升实业,是因为新升实业有着得天独厚的条件。

新升实业拥有装机容量为49兆瓦的热电厂,年综合利用水30余万吨。热电厂产生的炉渣和粉煤灰以及脱硫石膏被运往山东济南万华水泥有限公司和济南城隆建材有限公司作为生产原料。新升实业形成了以煤炭资源为依托的煤炭—发电—建材产业链,构建起了资源—产品—废弃物—资源再利用的循环经济模式。

新升光电工业蓝宝石项目一期工程投资2亿元,于2017年底完成100台晶体炉的建设,达到规模化生产水平。

10月24日,笔者在新升光电看到,开足马力生产的32台晶体炉,运行时所产生的38℃恒温水源源不断地输送到热电厂,为加热锅炉水节约了煤炭。新升光电晶体炉运行的电能就来自该热电厂。

这是新升实业电—热—汽循环经济能源示范项目。该项目以电供给晶体生长所需能量,产生高温热能然后回收利用,热能通过管道返回热电厂后,用于工业生产和居民生活用汽。

水管拐个弯带来了效益

截至9月底,新升光电已累计生产66个45公斤级、39个60公斤级高品质蓝宝石晶体。

在晶体生长过程中,炉腔内的温度高达2100℃,为了避免高温对炉腔造成伤害,必须用常温水为晶体炉循环降温。水经炉子出来以后,温度达到38℃左右,必须经冷却才能再次使用。

面对这一实际,一个大胆的设想出现在新升实业董事长李树新的脑海中。“这些热能也是资源,白白浪费太可惜了。”他随即提出建设光电循环经济园区的设想,将这部分热能输送到需用热能的热电厂。新升光电到热电厂直线距离仅0.5公里,有着得天独厚的条件。

锅炉补给水的水温需提升至100℃以上。要知道,把常温水加热到100℃,和把38℃的水加热到100℃,其节省的燃煤是非常可观的。经过领导班子反复论证,该公司把建设新升光电科技园的申请报告递交到了山东省济南市章丘区政府。2017年7月,章丘区批准了新升光电科技园的投资计划。随即,新升光电科技园建设启动。

“建设科技园区,我们有先天条件,敷设、调整一下管路,就能进一步发展循环经济了。”新升实业副总经理李志峰说。

“以前直通热电厂的水管,现在先拐弯进了蓝宝石车间,给炉腔降温后,再通过敷设在输煤通道里的管路直通热电厂。水管拐个弯后,效益和意义就大不一样了。”宋旭波指着管路介绍。

之前热电厂锅炉补水,用的是常温水。其通过补水泵送至除氧器,再抽汽把水加热到100℃以上。在工业蓝宝石项目投产之后,他们利用热泵技术将新升光电冷却用水热量提取出来,加上热电厂锅炉补给水,减少除氧器用汽量。

经初步测算,在100台炉子运行的情况下,年可节省标煤消耗3万吨,占热电厂全年用量的23%,减少二氧化硫排放600吨。仅此一项,燃煤成本即可节省1500万元。

对新升光电来说,热电厂自备电价是每千瓦时0.678元,如从电网上买电,不仅要支付电费,还需安装7000千伏安变压器,每年向电力部门交235万元的容量费。“我们粗算了一下,用热电厂自备电,在100台炉子运行的情况下,一年即可节省电费537万元。”宋旭波说。

按照目前新升光电每月100万千瓦时用电量,热电厂每年可增收302万元。综合计算,仅电和热的循环,新升光电和热电厂一年最少可节省2000万元。

到2020年,新升光电总投资15亿元建设的三期蓝宝石项目将投产,年将实现收入50亿元,税金2.5亿元,循环经济创效至少8000万元。

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