余熱余壓利用資料初步總結(jié)

1、工業(yè)余熱余壓利用主要形式目前余熱回收形式主要有三種，第一種是余熱鍋爐回收余熱制蒸汽，用于工藝用飽和蒸 汽或用于發(fā)電；第二種是采用熱泵或溴化鋰吸收式機(jī)組回收余熱，制取熱水或蒸汽，用于工 藝、空調(diào)及生活采暖；第三種是利用螺桿膨脹機(jī)回收余熱，直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電或驅(qū)動(dòng)水泵、 風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)。螺桿膨脹機(jī)除可回收余熱之外，還應(yīng)用在余壓回收利用上。1、中高溫余熱利用：余熱鍋爐制取蒸汽余熱鍋爐的作用是通過(guò)回收生產(chǎn)過(guò)程中的余熱來(lái)制取蒸汽。目前余熱鍋爐主要用于回收 高溫?zé)煔?、可燃廢氣等氣態(tài)余熱。產(chǎn)生的蒸汽有兩種使用方向，一是可直接用于生產(chǎn)、生活 用汽，二是蒸汽可用于汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。余熱鍋爐回收余熱用于發(fā)電的原理如

2、下圖所示：22、包含兩種形式的機(jī)組，一是溴化鋰吸收式制冷機(jī)組利用工業(yè)廢余熱，為工業(yè)提供工藝 所需冷水或空調(diào)制冷。二是熱泵機(jī)組（如溴化鋰吸收式熱泵）通過(guò)吸收低品位熱源余熱制取 熱水或蒸汽，供工業(yè)或城市供熱用。溴化鋰吸收式熱泵的驅(qū)動(dòng)熱源為蒸汽、高溫?zé)煔?、直?燃燒燃料（燃?xì)狻⑷加停┊a(chǎn)生的熱量、廢熱熱水、廢熱蒸汽等。與余熱鍋爐相比，溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組普遍用于低溫余熱回收，而余熱鍋爐更多用 于中高溫余熱回收。其次，應(yīng)用領(lǐng)域不一樣，溴化鋰吸收式熱泵提供的熱水和蒸汽用于工藝 用、空調(diào)制冷采暖用，而余熱鍋爐提供的蒸汽可以用于汽輪機(jī)組發(fā)電。三是，目前余熱回收 項(xiàng)目中，余熱鍋爐多用于回收氣態(tài)余熱，而溴化鋰熱泵

3、機(jī)組除可回收氣態(tài)余熱，還可回收廢 液（如廢熱熱水、燃油）余熱。3、余壓利用：螺桿膨脹機(jī) 螺桿膨脹機(jī)可利用蒸汽、高溫?zé)崴?、汽液兩相流體等介質(zhì)為動(dòng)力，將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械 能驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電或直接驅(qū)動(dòng)水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等做功。目前，對(duì)螺桿膨脹機(jī)的應(yīng)用主要 有以下兩種方式：一是回收蒸汽余壓，二是采用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，回收廢熱。3.1 回收蒸汽壓差1）案例：如從鍋爐產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)降壓后供工業(yè)用汽的過(guò)程中，可使用螺桿膨脹機(jī)回收余 壓用于發(fā)電。2）機(jī)組構(gòu)成：螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)發(fā)電機(jī)（循環(huán)泵、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等）冷凝裝置（選用） 3）補(bǔ)充：特別適用于蒸汽壓力三0.3 MPa、溫度W300C、進(jìn)出壓差在0.2l.OMPa

4、之間 的飽和蒸汽壓差發(fā)電系統(tǒng)。當(dāng)壓差大于 1.0Mp 時(shí)，可使多臺(tái)螺桿膨脹機(jī)串聯(lián)降壓。在余熱 回收中，通常余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽壓力大于工業(yè)用汽，此時(shí)可結(jié)合螺桿膨脹機(jī)實(shí)現(xiàn)降壓和發(fā) 電。3.2 有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)回收工業(yè)余熱1）案例：如存在工業(yè)熱水（60C以上）時(shí)，可利用有機(jī)工質(zhì)通過(guò)與熱水進(jìn)行熱量交換， 有機(jī)工質(zhì)變成汽液兩相后進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)，螺桿膨脹機(jī)通過(guò)做功驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，而作功后 的汽液混合物進(jìn)入冷汽器冷凝后，再經(jīng)工質(zhì)泵返回加熱器，如此循環(huán)作功。2）機(jī)組構(gòu)成：換熱器螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)發(fā)電機(jī)高效冷凝裝置輔助設(shè)備3）補(bǔ)充：螺桿膨脹機(jī)回收余熱發(fā)電與余熱鍋爐結(jié)合蒸汽輪機(jī)組發(fā)電存在的主要區(qū)別是， 螺桿膨脹機(jī)

5、取代了汽輪機(jī)。與汽輪機(jī)相比，其優(yōu)勢(shì)在于，進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)的工質(zhì)可以是熱水（60C以上）、蒸汽、氣液兩相等，而汽輪機(jī)只能是蒸汽；其次，螺桿膨脹機(jī)除可驅(qū)動(dòng)發(fā)電 機(jī)發(fā)電，還可直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)；三是蒸汽在螺桿膨脹機(jī)流速低，噪音低、內(nèi)部 磨損小。二 各行業(yè)余熱利用概況（一）水泥行業(yè)：余熱發(fā)電1 、現(xiàn)狀 目前水泥行業(yè)主要是針對(duì)新型干法熟料生產(chǎn)水泥過(guò)程中窯頭熟料冷卻機(jī)和窯尾預(yù)熱器 排掉的廢氣，此部分廢熱熱量約占水泥熟料燒成系統(tǒng)總熱耗量的30%以上，溫度在350C以下，屬于中低溫余熱。根據(jù)網(wǎng)上搜集的若干項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)，目前回收這部分余熱主要用于發(fā)電 其應(yīng)用和相關(guān)技術(shù)相對(duì)成熟。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2009 年底，新型干

6、法熟料生產(chǎn)線余熱電站配套建設(shè) 率為46%。此外，經(jīng)大連易世達(dá)新能源發(fā)展股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“易世達(dá)”經(jīng)驗(yàn)測(cè) 算，項(xiàng)目發(fā)電綜合成本約為0.15元/每千瓦時(shí)，僅是電網(wǎng)電價(jià)的25%左右。2、主流技術(shù)及設(shè)備1）主流技術(shù)：新型干法水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)2）機(jī)組設(shè)備：余熱鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)（二）玻璃行業(yè)：余熱發(fā)電、工藝用汽或生活采暖目前主要是針對(duì)浮法玻璃生產(chǎn)線上熔窯煙氣余熱的回收，這部分煙氣溫度在500C以 上，屬于中溫余熱回收。據(jù)網(wǎng)上搜集的玻璃行業(yè)余熱回收項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)，以余熱鍋爐為主要利用 方式，產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電、生產(chǎn)和采暖用或兩者兼有。根據(jù)中國(guó)建筑玻璃與工業(yè)玻璃協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，截至2010年6月全國(guó)有浮

7、法玻璃生產(chǎn)線216 條，已有超過(guò)50條浮法玻璃生產(chǎn)線已建或在建配套余熱電站，余熱電站建設(shè)率為23%。玻璃行業(yè)中，廢熱量大但尚未被利用的資源包括：1）熔窯本體散熱，采用熔窯全保溫技術(shù)后，其表面溫度仍在150 C以上，屬于低溫余熱資源；2）錫槽本體散熱，錫槽的槽底 鋼板溫度為180250 C，經(jīng)槽底冷卻風(fēng)系統(tǒng)冷卻后降至120 C以下，屬于低溫余熱資源；3） 退火窯排風(fēng)余熱，溫度在280-500C，屬中低溫余熱；4）循環(huán)水系統(tǒng)的余熱，低于100C， 可利用溴化鋰機(jī)組或熱泵系統(tǒng)。（三）鋼鐵行業(yè)：供工藝用汽、發(fā)電由于鋼鐵聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)通常包括采礦、燒結(jié)、煉焦、煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、電爐煉鋼、鑄錠、連軋等多個(gè)環(huán)節(jié)

8、，各環(huán)節(jié)可利用的廢氣余熱資源豐富，包括燒結(jié)機(jī)廢氣余熱、熱風(fēng)爐煙氣余 熱、干熄焦煙氣余熱等共計(jì)十多種，據(jù)統(tǒng)計(jì)，鋼鐵企業(yè)的余熱資源占企業(yè)總用能的37%。下表為2005年我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)1噸鋼產(chǎn)生的余熱資源及其利用情況據(jù)。 2005 年我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)的余熱回收率約為 26%，其中：高溫余熱占總余熱的 40%，余熱回根據(jù)中國(guó)水泥協(xié)會(huì)主辦的數(shù)字水泥網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)測(cè)算而得。原數(shù)據(jù)為，2009年全年投運(yùn)的新型干法熟料生 產(chǎn)線投產(chǎn)達(dá) 1,086 條，2009 年底，投運(yùn)電站的生產(chǎn)線將達(dá)到498 條左右。數(shù)據(jù)來(lái)源于易世達(dá)招股說(shuō)明書。資料來(lái)源于天壕節(jié)能招股說(shuō)明書。收率為44%；中溫余熱資源占比26%，回收利

9、用率為30%；低溫余熱占總余熱資源的34%, 但回收利用率僅為0.7%。且低溫余熱集中于廢（煙）氣顯熱和冷卻水顯熱。高溫中it低溫回收at回收価產(chǎn)品顯0 940.28D.940.28焦秦顯熱0.590.060E9Q06鈦水顯熱1.22ii1.221.1鋼址顯熱0.24CJ：0.24小計(jì)2.41140 94D.28CC3.351.68道顯0.590.010 59001鋼港顯熱0.1500 150小計(jì)0.740.01074001股ri這顯拯0190190隹爐煤T顯曲0.170 02017002舞給岡氣址報(bào)X9Q0.770.770熱區(qū)爐煙氣顯JL0.3&0.11G36011轉(zhuǎn)爐煤T顯題0.21o.o

10、eG21 0S0 720.250.72025小計(jì)0.210.081 25-0 381 C503110.46沖卻顯K.-niE0B5D350Ju肆如冷卻水 e熱0 290.02029002小計(jì)1.240.0214002告計(jì)3.361.432.19-0 662S90.02S.44217數(shù)據(jù)源于：中國(guó)冶金報(bào)，2008年3月13日，技術(shù)創(chuàng)新讓余熱“升溫”目前鋼鐵行業(yè)余熱回收利用主要體現(xiàn)在高爐煤氣余壓透平發(fā)電（TRT）、干熄焦（CDQ） 和燒結(jié)余熱回收等方面。據(jù)大連易世達(dá)公司根據(jù)內(nèi)部項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)，燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電技術(shù)，典型 項(xiàng)目（年發(fā)電量1.4億千瓦時(shí)）投資金額為1.7億元；如干熄焦余熱利用技術(shù)，典型項(xiàng)目（干

11、 熄焦能力為125噸/小時(shí)，年發(fā)電量1.1億千瓦時(shí)）投資金額約2億元。（四）冶金行業(yè)對(duì)于冶金行業(yè)，鐵合金、有色冶金的火法和電冶金方法的工藝過(guò)程伴隨產(chǎn)生余 熱資源?；鸱ㄒ苯鹩酂豳Y源主要有排煙顯熱和待冷卻高溫物料。電冶金的余熱資源 主要是電爐的爐氣（煙氣或煤氣）。鐵合金、冶金行業(yè)根據(jù)其工藝的要求需將煙氣冷 卻下來(lái)回收金屬粉塵、同時(shí)降低進(jìn)入袋式除塵器的溫度防止燒布袋，因此其工藝技 術(shù)要求較高，余熱鍋爐及相關(guān)工藝需要特殊設(shè)計(jì)以適應(yīng)其特點(diǎn)。雖然冶金行業(yè)的余熱利用市場(chǎng)很大，但因?yàn)橐苯鹦袠I(yè)通常具有微金屬粉塵多、 除塵要求高的特點(diǎn)，目前余熱的回收利用尚處于成長(zhǎng)階段，杭鍋股份、大連易世達(dá)、 天壕節(jié)能均將冶金行業(yè)

12、作為重點(diǎn)開發(fā)市場(chǎng)。（五）化工行業(yè)對(duì)于化工行業(yè)，由于化工涉及領(lǐng)域較廣、范圍也較寬，每個(gè)具體細(xì)分領(lǐng)域的余 熱資源特點(diǎn)均不完全相同，需要根據(jù)具體余熱資源特性研發(fā)相應(yīng)余熱發(fā)電技術(shù)及其 熱力系統(tǒng)。以黃磷化工為例，其普遍采用電爐法生產(chǎn)，黃磷尾氣中含多種形態(tài)的硫 化物、磷化物、氟化物及砷化物等雜質(zhì)，余熱鍋爐面臨嚴(yán)重腐蝕問(wèn)題，因此黃磷化 工余熱發(fā)電需要研發(fā)設(shè)計(jì)特殊余熱鍋爐以解決尾氣腐蝕等問(wèn)題。目前化工行業(yè)的余 熱回收也處于初步利用階段，設(shè)備及相關(guān)技術(shù)尚處于研發(fā)和試用階段。三 個(gè)人看法余熱鍋爐目前是余熱利用的主流方向且未來(lái)還有很大發(fā)展空間，原因是，各行業(yè)還存在 很多煙氣、廢氣余熱資源尚未得到利用；其蒸汽用于發(fā)電，在水泥等行業(yè)的成