余热余压利用初步总结

1、一 工业余热余压利用主要形式目前余热回收形式主要有三种，第一种是余热锅炉回收余热制蒸汽，用于工艺用饱和蒸汽或用于发电；第二种是采用热泵或溴化锂吸收式机组回收余热，制取热水或蒸汽，用于工艺、空调及生活采暖；第三种是利用螺杆膨胀机回收余热，直接驱动发电机发电或驱动水泵、风机、压缩机。螺杆膨胀机除可回收余热之外，还应用在余压回收利用上。1、中高温余热利用：余热锅炉制取蒸汽余热锅炉的作用是通过回收生产过程中的余热来制取蒸汽。目前余热锅炉主要用于回收高温烟气、可燃废气等气态余热。产生的蒸汽有两种使用方向，一是可直接用于生产、生活用汽，二是蒸汽可用于汽轮发电机组发电。 余热锅炉回收余热用于发电的原理如下图

2、所示：2、低温余热利用：热泵机组及溴化锂吸收式制冷机组包含两种形式的机组，一是溴化锂吸收式制冷机组利用工业废余热，为工业提供工艺所需冷水或空调制冷。二是热泵机组（如溴化锂吸收式热泵）通过吸收低品位热源余热制取热水或蒸汽，供工业或城市供热用。溴化锂吸收式热泵的驱动热源为蒸汽、高温烟气、直接燃烧燃料（燃气、燃油）产生的热量、废热热水、废热蒸汽等。与余热锅炉相比，溴化锂吸收式热泵机组普遍用于低温余热回收，而余热锅炉更多用于中高温余热回收。其次，应用领域不一样，溴化锂吸收式热泵提供的热水和蒸汽用于工艺用、空调制冷采暖用，而余热锅炉提供的蒸汽可以用于汽轮机组发电。三是，目前余热回收项目中，余热锅炉多用于

3、回收气态余热，而溴化锂热泵机组除可回收气态余热，还可回收废液（如废热热水、燃油）余热。3、余压利用：螺杆膨胀机螺杆膨胀机可利用蒸汽、高温热水、汽液两相流体等介质为动力，将热能转换为机械能驱动发电机发电或直接驱动水泵、风机、压缩机等做功。目前，对螺杆膨胀机的应用主要有以下两种方式：一是回收蒸汽余压，二是采用有机工质朗肯循环系统，回收废热。3.1 回收蒸汽压差1)案例：如从锅炉产生的蒸汽经降压后供工业用汽的过程中，可使用螺杆膨胀机回收余压用于发电。2)机组构成：螺杆膨胀动力机发电机（循环泵、压缩机、风机等）冷凝装置（选用）3)补充：特别适用于蒸汽压力0.3 MPa、温度300、进出压差在0.21.

4、0MPa之间的饱和蒸汽压差发电系统。当压差大于1.0Mp时，可使多台螺杆膨胀机串联降压。在余热回收中，通常余热锅炉产生的蒸汽压力大于工业用汽，此时可结合螺杆膨胀机实现降压和发电。3.2 有机工质朗肯循环系统回收工业余热1)案例：如存在工业热水（60以上）时，可利用有机工质通过与热水进行热量交换，有机工质变成汽液两相后进入螺杆膨胀机，螺杆膨胀机通过做功驱动发电机发电，而作功后的汽液混合物进入冷汽器冷凝后，再经工质泵返回加热器，如此循环作功。2)机组构成：换热器螺杆膨胀动力机发电机高效冷凝装置辅助设备3)补充：螺杆膨胀机回收余热发电与余热锅炉结合蒸汽轮机组发电存在的主要区别是，螺杆膨胀机取代了汽轮

5、机。与汽轮机相比，其优势在于，进入螺杆膨胀机的工质可以是热水（60以上）、蒸汽、气液两相等，而汽轮机只能是蒸汽；其次，螺杆膨胀机除可驱动发电机发电，还可直接驱动风机、水泵、压缩机；三是蒸汽在螺杆膨胀机流速低，噪音低、内部磨损小。二 各行业余热利用概况(一)水泥行业：余热发电1、现状目前水泥行业主要是针对新型干法熟料生产水泥过程中窑头熟料冷却机和窑尾预热器排掉的废气，此部分废热热量约占水泥熟料烧成系统总热耗量的30%以上，温度在350以下，属于中低温余热。根据网上搜集的若干项目统计，目前回收这部分余热主要用于发电，其应用和相关技术相对成熟。据统计，2009年底，新型干法熟料生产线余热电站配套建设

6、率为46%根据中国水泥协会主办的数字水泥网统计数据测算而得。原数据为，2009 年全年投运的新型干法熟料生产线投产达1,086 条，2009 年底，投运电站的生产线将达到498 条左右。此外，经大连易世达新能源发展股份有限公司（以下简称“易世达”）经验测算，项目发电综合成本约为0.15 元/每千瓦时，仅是电网电价的25%左右 数据来源于易世达招股说明书。2、主流技术及设备1)主流技术：新型干法水泥窑纯低温余热发电技术2)机组设备：余热锅炉、汽轮机、发电机(二)玻璃行业：余热发电、工艺用汽或生活采暖目前主要是针对浮法玻璃生产线上熔窑烟气余热的回收，这部分烟气温度在500以上，属于中温余热回收。据

7、网上搜集的玻璃行业余热回收项目统计，以余热锅炉为主要利用方式，产生的蒸汽用于发电、生产和采暖用或两者兼有。根据中国建筑玻璃与工业玻璃协会统计，截至2010年6月全国有浮法玻璃生产线216条，已有超过50条浮法玻璃生产线已建或在建配套余热电站，余热电站建设率为23% 资料来源于天壕节能招股说明书。玻璃行业中，废热量大但尚未被利用的资源包括：1）熔窑本体散热，采用熔窑全保温技术后，其表面温度仍在150 以上，属于低温余热资源；2）锡槽本体散热，锡槽的槽底钢板温度为180250 ，经槽底冷却风系统冷却后降至120 以下，属于低温余热资源；3）退火窑排风余热，温度在280-500，属中低温余热；4）循

8、环水系统的余热，低于100，可利用溴化锂机组或热泵系统。(三)钢铁行业：供工艺用汽、发电由于钢铁联合生产企业通常包括采矿、烧结、炼焦、炼铁、转炉炼钢、电炉炼钢、铸锭、连轧等多个环节，各环节可利用的废气余热资源丰富，包括烧结机废气余热、热风炉烟气余热、干熄焦烟气余热等共计十多种，据统计，钢铁企业的余热资源占企业总用能的37%。下表为2005年我国大中型钢铁企业生产1吨钢产生的余热资源及其利用情况据。2005年我国大中型钢铁企业的余热回收率约为26%，其中：高温余热占总余热的40%，余热回收率为44%；中温余热资源占比26%，回收利用率为30%；低温余热占总余热资源的34%，但回收利用率仅为0.7

9、%。且低温余热集中于废（烟）气显热和冷却水显热。数据源于：中国冶金报，2008 年3 月13 日，技术创新让余热“升温”目前钢铁行业余热回收利用主要体现在高炉煤气余压透平发电（TRT）、干熄焦（CDQ）和烧结余热回收等方面。据大连易世达公司根据内部项目统计，烧结机余热发电技术，典型项目（年发电量1.4亿千瓦时）投资金额为1.7 亿元；如干熄焦余热利用技术，典型项目（干熄焦能力为125 吨/小时，年发电量1.1 亿千瓦时）投资金额约2 亿元。(四)冶金行业对于冶金行业，铁合金、有色冶金的火法和电冶金方法的工艺过程伴随产生余热资源。火法冶金余热资源主要有排烟显热和待冷却高温物料。电冶金的余热资源主

10、要是电炉的炉气（烟气或煤气）。铁合金、冶金行业根据其工艺的要求需将烟气冷却下来回收金属粉尘、同时降低进入袋式除尘器的温度防止烧布袋，因此其工艺技术要求较高，余热锅炉及相关工艺需要特殊设计以适应其特点。虽然冶金行业的余热利用市场很大，但因为冶金行业通常具有微金属粉尘多、除尘要求高的特点，目前余热的回收利用尚处于成长阶段，杭锅股份、大连易世达、天壕节能均将冶金行业作为重点开发市场。 (五)化工行业对于化工行业，由于化工涉及领域较广、范围也较宽，每个具体细分领域的余热资源特点均不完全相同，需要根据具体余热资源特性研发相应余热发电技术及其热力系统。以黄磷化工为例，其普遍采用电炉法生产，黄磷尾气中含多种形态的硫化物、磷化物、氟化物及砷化物等杂质，余热锅炉面临严重腐蚀问题，因此黄磷化工余热发电需要研发设计特殊余热锅炉以解决尾气腐蚀等问题。目前化工行业的余热回收也处于初步利用阶段，设备及相关技术尚处于研发和试用阶段。三 个人看法余热锅炉目前是余热利用的主流方向且未来还有很大发展空间，原因是，各行业还存在很多烟气、废气余热资源尚未得到利用；其蒸汽用于发电，在水泥等行业的成熟运行已证明其经济性。溴化锂吸收