工業(yè)余熱回收技術(shù)演示

（優(yōu)選）工業(yè)余熱回收技術(shù)現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五余熱回收技術(shù)余熱回收節(jié)能技術(shù)1.余熱的定義與種類2.余熱的特點(diǎn)3.余熱利用的策略4.余熱利用途徑現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五1.1余熱資源定義余熱資源是指具有一定溫度的排氣、排液和高溫待冷卻的物料所包含的熱能均屬于余熱，或者，目前條件下有可能回收和重復(fù)利用而尚未回收利用的那部分能量。余熱資源不僅取決于能量本身的品位，還取決于生產(chǎn)發(fā)展情況和科學(xué)技術(shù)水平。余熱回收固然很重要，但最根本的問題還在于盡量減少余熱的排出，這方面的主要措施是降低排煙溫度，熱能梯級(jí)利用，減少冷卻介質(zhì)帶走的熱量，減少散熱損失，提高熱工設(shè)備的效率等。注意現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五排氣余熱高溫產(chǎn)品和爐渣的余熱

冷卻介質(zhì)的余熱可燃廢氣、廢液和廢料余熱廢氣、廢水余熱化學(xué)反應(yīng)余熱按來源分類1.2余熱資源分類余熱品味的高低主要和溫度有關(guān)，溫度越高品味越高做工能力越強(qiáng)，工業(yè)企業(yè)中，余熱資源的形態(tài)通常有固體、氣體、液體三種。具體可以分為以下6種?，F(xiàn)在是4頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五排氣余熱排氣余熱占余熱資源總量的50%左右，并且溫度范圍差別大。焦?fàn)t煤氣750℃轉(zhuǎn)爐煤氣1600℃以上現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五高溫產(chǎn)品和爐渣余熱工業(yè)上許多成品半成品或者爐渣的溫度都很高，對(duì)其冷卻過程中還有大量的余熱可以利用。4%~6%現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五冷卻介質(zhì)余熱

一類用于生產(chǎn)所需求的冷卻介質(zhì)余熱，另一類用于金屬構(gòu)件冷卻，保證金屬?gòu)?qiáng)度。15%~25%現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五化學(xué)反應(yīng)余熱

化學(xué)反應(yīng)余熱是放熱反應(yīng)過程所放出的熱量。10%左右CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）+41kJ/mol

如.生產(chǎn)硫酸制備二氧化硫該反應(yīng)需要在催化劑存在下進(jìn)行，依據(jù)目前開發(fā)的催化劑活性溫度，其反應(yīng)溫度在200-400℃之間，中變催化劑在280-400℃，低變催化劑為200-320℃。如.合成氨中的一氧化碳變換反應(yīng)變換反應(yīng)器200-400℃換熱器常溫常溫現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五表1-1可燃廢氣、液、料的發(fā)熱量廢氣、廢液、廢料可燃成分/%低位發(fā)熱量(kj/m3）COH2CH4煉焦煤氣高爐煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣鐵合金冶煉煤氣合成氨甲烷排氣化肥廠焦結(jié)煤球干餾氣電石爐排氣造紙黑液甘蔗渣5-827-3056-61706.58055-601-21.5619.31423-270.3-0.8155116300-176003770—46006280—7540>8400146004200—460010900—117006000—12000kj/kg6300—11000kj/kg可燃廢氣、廢液、廢料余熱

可燃廢氣包括焦化廠的煤氣、煉油廠的可燃廢氣、化工廠電石爐等廢氣；可燃廢液包括煉油廠下腳渣油、廢機(jī)油、造紙廠黑液、油漆廠化工廠等廢液；可燃廢料包括木材廢料及其他固體廢料。8%左右現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五廢氣、廢水余熱生產(chǎn)所需使用蒸汽和熱水所需的化工廠均存在一種余熱。蒸汽錘蒸汽錘排汽余熱占用氣量的70%-80%凝結(jié)水排空10%~16%現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五按溫度分類高溫余熱中溫余熱低溫余熱>500℃200~500℃<200℃的煙氣<150℃的液體現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五表1-2按溫度范圍劃分的余熱資源情況高溫余熱中溫余熱低溫余熱來源溫度/℃來源溫度/℃來源溫度/℃熔煉用反射爐精煉用反射爐沸騰焙燒爐鋼錠加熱爐水泥窯（干法）玻璃熔爐垃圾焚燒爐1000-3000650-1650850-1000930-1035620-735980-1540845-1100工業(yè)鍋爐排煙燃?xì)廨啓C(jī)排汽往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)排汽熱處理爐排煙干燥、烘干爐排煙催化裂化裝置退火爐冷卻系統(tǒng)230-480370-540320-600420-650230-600430-650430-650生產(chǎn)過程中蒸汽凝結(jié)水軸承冷卻水成型模冷卻水內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵冷卻水空調(diào)和制冷冷凝器生產(chǎn)過程中熱流體或熱固體80-15030-9025-9066-12025-9032-4530-230現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五行業(yè)余熱資源來源占燃料消耗量比例冶金軋鋼加熱爐、均熱爐、平爐、轉(zhuǎn)爐高爐、焙燒窯等33%以上化工化學(xué)反應(yīng)熱、如造氣、變換氣、合成氣等的物理顯熱?？扇蓟瘜W(xué)熱、如炭黑尾氣、電石氣等的燃料熱15%以上建材高溫?zé)煔?、窯頂冷卻、高溫產(chǎn)品等約40%玻璃玻璃熔窯、搪瓷窯、坩堝窯等約20%造紙烘缸、蒸鍋、廢氣、黑液等約15%紡織烘干機(jī)、漿紗機(jī)、蒸煮鍋等約15%機(jī)械鍛造加熱爐、沖天爐、熱處理爐及汽錘乏汽等約15%表1-3我國(guó)主要行業(yè)的余熱資源情況現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五2.余熱的特點(diǎn)余熱的特點(diǎn)高溫?zé)煔夂懈g性氣體（SO2、SO3

、H2S、NOx、NH3）廢氣中不但含有豐富的顯熱，而且有時(shí)含有可燃性氣體；廢氣中有大量的半熔狀態(tài)的粉塵或煙炱等；廢氣等熱源的溫度差別有時(shí)很大；工藝廢氣是高溫高壓的，有些氣體還有爆炸性；液體余熱一般溫度較低，但量很大；化工生產(chǎn)中固體余熱相對(duì)較少。現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五3、余熱利用的策略3.1工業(yè)余熱回收常用設(shè)備換熱器汽化冷卻裝置余熱鍋爐熱泵熱管3.2工業(yè)余熱回收方式熱回收（直接利用熱能）動(dòng)力回收（轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)力或電力后再用）現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五3.3科學(xué)回收余熱1）用能的指導(dǎo)思想——追求用能過程的最小不可逆性，實(shí)現(xiàn)完全用能。2）用能的基本原則——用能方式合理化，按質(zhì)用能，使供能與用能的品質(zhì)匹配，實(shí)現(xiàn)合理用能。3）用能的主體——能的數(shù)量利用，盡可能減少外部損失，實(shí)現(xiàn)有效用能。4）用能的本質(zhì)——能的質(zhì)量利用，盡可能降低內(nèi)部損失，實(shí)現(xiàn)充分用能。5）用能的系統(tǒng)工程——能的綜合利用，主要指作功能與不作功能，功與熱，動(dòng)力與工藝等各種能的應(yīng)用與配合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化用能?，F(xiàn)在是16頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五1）用能的指導(dǎo)思想——最小不可逆性，完全用能能量傳遞過程中不可逆程度取決于傳遞的動(dòng)力和阻力。過程不可逆性的存在，造成能量的損失。不可逆損失是熱力學(xué)意義上的真正損失，稱為內(nèi)部損失，是不可挽回的。許多外部損失也是有內(nèi)部損失引起的，如摩擦。用能的指導(dǎo)思想就是減少不可逆造成的內(nèi)部損失，追求生產(chǎn)工藝許可的最小不可逆性。主要要點(diǎn)如下：①減小傳遞的動(dòng)力：即減小能量傳遞過程中的溫差、壓差、位差、勢(shì)差、密度差、濃度差等等。②降低傳遞的阻力：即進(jìn)一步的、不斷的降低摩擦、熱阻等，為此必須提高設(shè)備制造精度，改進(jìn)工藝流程，開發(fā)新設(shè)備等等。最小不可逆條件下的用能量潛力約占實(shí)際消耗量的25％～35％。度量過程不可逆程度的尺度是體系的熵增△Ssy,由于不可逆而造成的內(nèi)部損失Ein

是體系的熵增與環(huán)境熱力學(xué)溫度Ta

的乘積，即Ein＝Ta△Ssy現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五2）用能的基本原則——合理用能①按質(zhì)用能：使用能與供能的品質(zhì)（能級(jí)）盡可能相當(dāng)。能的品質(zhì)系數(shù)（能級(jí)）ε，是以能的作功本領(lǐng)來度量的，即總能E中所含火用Ex的比例，故ε=Ex／E對(duì)熱能，εh=1-Ta/T對(duì)電能，εe=1對(duì)機(jī)械能，εm=1對(duì)水蒸汽能，εst=1-Tas/h式中，Ta-環(huán)境溫度；T-熱源溫度；s-水蒸汽的熵；h-水蒸汽的焓。②簡(jiǎn)單用能：要盡量減少能量傳遞次數(shù)和環(huán)節(jié)。每多一次傳遞，多一個(gè)環(huán)節(jié)，就多一次不可逆損失。因此，在達(dá)到生產(chǎn)目的和工藝要求的條件下，用能的環(huán)節(jié)越簡(jiǎn)單越好，傳遞次數(shù)越少越好。這要求不斷改進(jìn)工藝，減少設(shè)備，縮短管線?，F(xiàn)在是18頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五3）能的數(shù)量利用——有效用能減少能量的外部損失，更多地利用能的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)有效用能。外部能量損失的主要形式為功損和熱損（冷損）。表現(xiàn)形式如排煙損失、排氣損失、冷卻熱損失、散熱損失、不完全燃燒損失、摩擦損失、空載損失、無功損失等等，重要為能量的流失和漏損，至于純粹的跑冒滴漏不應(yīng)考慮（必須杜絕）。①增加有效：努力增加已利用能、提高效率，如爐效、機(jī)效及其他多種設(shè)備效率和能量利用率；②減少損失：排煙溫度、排氣損失、散熱損失等；③加強(qiáng)回收：回收各種可回收能（余能），再用可再用能（重能）。④降低消耗：所用與能源有關(guān)的消耗?，F(xiàn)在是19頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五4）能的質(zhì)量利用——充分用能按照能的貶值性，能量利用過程就是能量傳遞過程，而能量傳遞總伴隨著不可逆存在，因而能量在利用過程中數(shù)量雖未減少，但質(zhì)量卻一直下降，直到貶值為環(huán)境狀態(tài)，而成為廢能。為了使能的質(zhì)量在貶值過程中被充分利用，須把握如下環(huán)節(jié)：①防止降質(zhì)：如高壓蒸汽節(jié)流，高溫氣體混合降溫；又如煤石油天然氣燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。重點(diǎn)改善燃燒，提高燃燒產(chǎn)物的品味，如預(yù)熱燃燒、加壓燃燒、絕熱燃燒等。防止降質(zhì)。②多次利用：梯級(jí)利用、多效利用，磁流體發(fā)電-燃?xì)獍l(fā)電-蒸汽發(fā)電等逐級(jí)利用。③提高品位：再熱循環(huán)、壓縮升溫、利用熱泵；④低質(zhì)利用：吸收式制冷、低沸點(diǎn)工質(zhì)的蘭金循環(huán)，低質(zhì)能供熱、采暖等?，F(xiàn)在是20頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五5）能的系統(tǒng)利用——優(yōu)化用能除了合理的用能方式，有效的能量利用和充分的能質(zhì)利用外，科學(xué)用能還應(yīng)包括能的系統(tǒng)綜合利用——按系統(tǒng)工程進(jìn)行優(yōu)化用能。實(shí)踐證明，并不是所有的作功能（火用）都去作功，所有的不作功能（火無）都去供熱就最好，而是應(yīng)當(dāng)相互配合，使之優(yōu)化，才能發(fā)揮更大作用。不作功能（火無）雖然不能轉(zhuǎn)化為功，但在供熱和供冷上卻是十分重要的，甚至是不可缺少的。①總能系統(tǒng)：考慮了能的數(shù)量和質(zhì)量、做功和供熱等優(yōu)化的用能系統(tǒng)。如電廠的熱電合供、合成氨和乙烯的工藝-動(dòng)力、動(dòng)力-工藝的總能系統(tǒng)；②熱泵系統(tǒng)：利用低溫?zé)岷筒蛔龉δ艿挠行侄?。如制冷空調(diào)熱泵、熱泵供暖、海水淡化、熱泵干燥、熱泵蒸餾等。③綜合系統(tǒng)：考慮了能量的轉(zhuǎn)換、傳遞、使用和回收四個(gè)環(huán)節(jié)的綜合用能優(yōu)化?，F(xiàn)在是21頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五3.4余熱回收原則對(duì)于排出高溫?zé)煔獾母鞣N熱設(shè)備，其余熱應(yīng)優(yōu)先由本設(shè)備或本系統(tǒng)加以利用。余熱余能無法回收用于加熱設(shè)備本身，或者用后仍有部分可回收時(shí)，應(yīng)將其用于生產(chǎn)蒸汽或熱水，以及產(chǎn)生動(dòng)力。要根據(jù)余熱的種類、排出情況、介質(zhì)溫度、數(shù)量及利用的可行性，進(jìn)行企業(yè)綜合熱效率及經(jīng)濟(jì)性分析，決定設(shè)置余熱回收設(shè)備類型及規(guī)模。應(yīng)對(duì)必須回收余熱的冷凝水，高、低溫液體，固態(tài)高溫物體，可燃物和具有余壓的氣體、液體等的溫度、數(shù)量和范圍制定利用的具體管理標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五資金和土地的投入，應(yīng)該首先考慮提高現(xiàn)有設(shè)備的效率上，絕不要把回收余熱建立在大量能源浪費(fèi)的基礎(chǔ)上。不是所有的都可以回收。用途兩類：一類給本身，一類用于其他的設(shè)備。決定了余熱回收的同步性。3.5余熱回收應(yīng)注意的問題現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五4、余熱利用途徑余熱利用途徑主要有三方面：余熱直接利用、余熱發(fā)電和余熱綜合利用。4.1余熱直接利用（1）預(yù)熱空氣或給水

余熱的直接利用有以下途徑：利用高溫?zé)煹琅艢猓ㄟ^高溫?fù)Q熱器來加熱進(jìn)入鍋爐和工業(yè)窯爐的空氣，可提高燃燒效率，節(jié)約燃料?，F(xiàn)在是24頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五如.鍋爐煙道氣的回收利用鍋爐排煙溫度一般在250～350℃，是鍋爐熱損失中最大的一項(xiàng)，一般占燃料消耗量的8～20％，因此，回收鍋爐排煙熱量，是提高鍋爐效率，降低企業(yè)燃料消耗的重要措施。鍋爐排煙熱損失的回收利用是在鍋爐煙道中裝設(shè)省煤器與空氣預(yù)熱器。省煤器回收熱量：空氣預(yù)熱器器回收熱量：省煤器節(jié)約燃料量：空氣預(yù)熱器節(jié)約燃料量：現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五空氣預(yù)熱器現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五省煤器現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五（2）干燥物料利用各種生產(chǎn)過程中的排氣來干燥材料和部件。例如，陶瓷廠的泥胚、冶煉廠的礦料等。（3）生產(chǎn)熱水和蒸汽利用中低溫的余熱來生產(chǎn)熱水和低壓蒸汽，供生產(chǎn)工藝或生活需要。如.工業(yè)窯爐煙道氣的回收利用工業(yè)窯爐排煙溫度都較高，一般都在400℃以上，回收利用都是動(dòng)力利用，其設(shè)備有余熱鍋爐，背壓式發(fā)電機(jī)理及專用設(shè)備等。現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五余熱鍋爐余熱鍋爐常規(guī)電站鍋爐現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五（4）制冷利用低溫的余熱通過吸收式制冷系統(tǒng)來達(dá)到制冷的目的。溶液再生冷卻水開加熱開冷水冷卻水吸收器蒸發(fā)器現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五（1）利用余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)組發(fā)電。。利用余熱發(fā)電通常有以下幾種方式：4.2余熱余壓發(fā)電如.干熄焦發(fā)電技術(shù)

干熄焦技術(shù)是利用冷的惰性氣體(燃燒后的廢氣)，在干熄爐中與赤熱紅焦換熱從而冷卻紅焦。吸收了紅焦熱量的惰性氣體將熱量傳給干熄焦鍋爐產(chǎn)生蒸汽，被冷卻的惰性氣體再由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐冷卻紅焦。干熄焦鍋爐產(chǎn)生的蒸汽或并入廠內(nèi)蒸汽管網(wǎng)或送去發(fā)電。

由焦?fàn)t生產(chǎn)的溫度約為1000℃的赤熱焦炭排出裝入焦罐車中，焦罐經(jīng)牽引、提升移送至熄槽上部，從加焦口將焦炭放入干熄槽預(yù)存室，預(yù)存一定時(shí)間后下行至熄焦室，并與逆流的惰性循環(huán)氣體N2進(jìn)行熱交換，冷卻后的焦炭經(jīng)排焦裝置從排焦口排出，再經(jīng)皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)至篩焦樓篩焦、儲(chǔ)存，供煉鋼（煉鐵）用。現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五（1000℃）（250℃）（800℃）余熱鍋爐

二者在逆向運(yùn)動(dòng)中，焦炭逐漸被冷卻到250℃以下，然后由爐底的卸料裝置排出；同時(shí)，惰性氣體（或廢煙氣）被加熱到800℃左右，從干熄爐斜道口經(jīng)過一次除塵器后進(jìn)入干熄焦鍋爐；在鍋爐中，水被熱氣流加熱產(chǎn)生蒸汽，同時(shí)氣體被冷卻到200℃左右，再經(jīng)二次除塵由循環(huán)風(fēng)機(jī)重新送入干熄爐內(nèi)循環(huán)使用?，F(xiàn)在是32頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五（2）高溫余熱作為燃?xì)廨啓C(jī)的熱源，利用燃?xì)廨啓C(jī)組發(fā)電如.TRT發(fā)電技術(shù)

1.什么是TRT裝置

TRT—BlastFurnaceGasTopPressureRecoveryTurbineUnit

，

高

爐

煤

氣

余

壓

透

平回收裝

置

TRT裝置是利用高爐冶煉的副產(chǎn)品

—

高爐爐頂煤氣具有

的壓力能和熱能，使煤氣通過透平膨脹機(jī)膨脹作功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電或驅(qū)動(dòng)其它設(shè)備，進(jìn)行能量回收的一種裝置。

TRT裝置的特點(diǎn)：不消耗任何燃料;

不改變?cè)簹馄焚|(zhì);無污染公害、最經(jīng)濟(jì)設(shè)備;替代減壓閥組調(diào)節(jié)穩(wěn)定爐頂壓力?，F(xiàn)在是35頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五沒有安裝TRT裝置的高爐煉鐵流程圖

頂壓100~400kpa管系壓力損失2000~3000mmH2O~50℃10kPa浪費(fèi)噪音振動(dòng)減壓閥壓力損失沒有安裝TRT裝置的高爐煉鐵流程圖現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五安裝TRT裝置的高爐煉鐵流程圖~30%

節(jié)能環(huán)保現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五TRT發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五

封閉式敞開式現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五（3）余熱溫度較地，可利用低沸點(diǎn)工質(zhì)，來達(dá)到發(fā)電目的。

采用有機(jī)低沸點(diǎn)作為熱力循環(huán)的工質(zhì)與低溫余熱換熱，有機(jī)工質(zhì)吸熱后產(chǎn)生高壓蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)或其他膨脹動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。因此，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)余熱回收和發(fā)電的最低余熱資源溫度可到80℃，這是常規(guī)發(fā)電技術(shù)不能做到的（常規(guī)發(fā)電要求熱源溫度在350℃以上），從而拓寬了可以回收發(fā)電的余熱資源范圍，為建材、冶金、化工等行業(yè)的低溫余熱資源回收提供了技術(shù)手段和設(shè)備。同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)還可以推廣到可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中，（如地?zé)帷⑻?yáng)能和生物質(zhì)能）為可再生能源發(fā)電提供關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備?，F(xiàn)在是40頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五工業(yè)低溫廢熱發(fā)電現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五地?zé)岚l(fā)電現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有48頁(yè)\編輯于星期五4.3熱泵余熱利用技術(shù)效果：節(jié)約能源、