余热余压利用相关技术介绍

余热废热利用技术
余热废热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。

它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。

而对余热废热的利用技术就是把这些热量进行收集，用于加热生活热水，预热新风等。

例如对于有稳定热需求的公共建筑而言。

用自备锅炉房满足建筑蒸汽或生活热水，如天然气热水锅炉等，不仅对环境造成较大污染，而且从能源转换和利用的角度看也不符合“高质高用”的原则，不宜采用。

采用市政热网、热泵、空调余热、其他废热等节能方式供应生活热水，很好地实现了回收排水中的热量，利用如空调凝结水或其他余热废热作为预热，可降低能源的消耗，同样也能够提高生活热水系统的用能效率。

此外，在靠近工业生产厂房的建筑，可以利用工业生产中产生的废热，用于加热生活热水，冬季采暖等。

余热回收技术主要包括锅炉排烟余热回收技术、高温冷凝水余热回收技术，水冷机组冷凝热热量回收、以及其他一些带有热回收装置的热泵机组。

废热的回收利用主要指靠近工业生产厂房的建筑，利用其生产过程中的废热，满足建筑热需求。

热电联产热回收提供生活热水
空压机余热回收提供生活热水
新风机热回收系统-新风预热
余热回收的意义：
1、充分利用能够工业余热废热，空调设备废热，利用低品位热量，实现节约能源目的。

2、减少排放环境的废热，保护环境热平衡。

3、对于空调系统降低冷却塔的容量，减少冷却塔投资或减少冷却塔使用频率，降低噪音，有效地保护环境。

4、通过热回收降低空调机组冷凝压力，提高空调设备能将比，节省电力消耗。

科技成果——硝酸生产反应余热余压利用技术适用范围化工行业硝酸生产流程的能量回收行业现状2014年我国浓硝酸产量（折纯100%）为288.21万t。

在硝酸的生产过程中需要提供压力能，以通常装置的平均生产水平计，每万吨成品约需要消耗功率20万kW，能耗巨大。

该技术旨在对硝酸生产的余热余压进行利用，具有较好的节能效果。

成果简介1、技术原理将硝酸生产工艺流程中产生的反应余热、余压进行回收，转化的机械能直接补充在轴系上，用于驱动机组，可减少能量多次转换损耗，提高能量利用效率。

同时，向装置外供送蒸汽，使余热余压最大化利用。

该技术配合双加压法稀硝酸生产工艺，与采用综合法和中压法的硝酸生产相比，可显著降低生产电耗。

2、关键技术（1）系统与尾气能量回收及关联技术回收硝酸生产流程中的氨氧氧化反的反应热及氮氧化物吸收后的余压，驱动机组做功，并向装置界外输送副产蒸汽。

（2）多跨轴系转子动力学及转子可靠性分析技术多跨轴系能量回收机组的每个单机的弯振及整个轴系的扭振分析，以保证机组安全运行。

（3）多跨轴系能量回收机组自动控制及防喘振技术实现能量回收机组启动、运行、停机及防喘振自动控制，以及机组运行状况远程监测技术。

（4）高温及硝酸腐蚀性环境材料选用技术选择耐高温及硝酸的材料，防止有害物质泄漏和零部件的酸性腐蚀，延长机组使用寿命。

（5）能量回收机组与系统工艺匹配及轴流与离心压缩机性能匹配技术根据系统工艺合理选择压缩机设计参数；对空压机与NOx压缩机压力进行合理分配，达到优化能量回收机组性能，使之运行效率更高，更节能。

3、工艺流程图1 硝酸生产流程反应余热余压利用技术工艺示意图轴流压缩机将空气压缩至4.5-6bar，与气氨按照一定的比例混合，送入氧化炉进行氨氧化反应。

NOx压缩机将氮氧化物加压至11-13bar，用于NO2的吸收。

回收系统反应热，产生中温中压蒸汽；用于驱动汽轮机拖动机组，并外供至装置界外。

回收NOx吸收后的剩余能量，将余热、余压转换为机械能，与汽轮机共同驱动机组。

描述蒸汽锅炉压差发电节能技术全国的热电公司承担着对外供应蒸汽和热水的业务。

他们的运行方式一般是：1、由热电公司自己的换热站置换成热水或冷水供给用户，这一部分需要对蒸汽降压使用。

2、把蒸气直接供给用户用于生产需要或自行换热采暖。

有相当的一部分需要降压使用热力公司外供蒸气和换热站对蒸汽参数的要求是各有不同的。

在供热锅炉和热水\汽用户之间对蒸汽和热水的温度\压力要求不同。

常常有0.8-1兆帕的压力差白白的浪费掉，可以利用它发电。

不影响用户用汽和热。

使用我们已经掌握的蒸汽锅炉压差发电节能技术，对锅炉供热系统进行技术改造，采用小型背压机组根据不同用户需要的蒸气压力差，进行热能-电能的转换以获取低成本的电能，实现了能源的梯级利用，减少厂用电，增加外供电量。

该项目具有投资小、收益大，具有节能增值，以较少的成本增加和较低煤耗情况下，增加单位的经济效益。

国家在《热电联产项目可行性研究技术规定》［2000］1268号文件规定：“单台锅炉额定蒸发量≥20t／h，参数为次中压及以上，热负荷年利用小时≥4000小时的较型集中供热锅炉房，经技术经济比较具有明显经济效益的，应改造成为热电厂”。

修订后的《中华人民共和国节约能源法》第三十二条规定：“电网企业应当按照国务院有关部门制定的节能发电调度管理的规定，安排清洁、高效和符合规定的热电联产、利用余热余压发电的机组以及其他符合资源综合利用规定的发电机组与电网并网运行，上网电价执行国家有关规定。

”对现有的锅炉房实施锅炉蒸气压差发电节能技术改造、热电联产后向用户供热供汽，此举既满足了用户的需要，又可使供热公司经济效益的提高。

同时也能够因此工程的建设具有明显的经济、社会和环境效益，改善产业区的投资环境，对促进产业区的经济发展起着十分重要的作用。

例如：一家供热企业有5×20t／h百吨锅炉，对它的运行负荷进行分析，5台20t／h工业蒸汽锅炉，其额定蒸汽压力为1.27MPa（g）而用户生产及空调所需蒸汽压力为0.70MPa （a），特别是采暖期所需汽水热交换器的用汽压力仅为0.2～0.5MPa（a），充分利用两者之间的压差发电，是本项取得节能的主要内容。

余热余压利用相关技术介绍一：概述1.1：概念：余热余压：是指企业生产过程中释放出来多余的副产热能、压差能，这些副产热能、压差能在一定的经济技术条件下可以回收利用。

余热余压回收利用主要来自高温气体、液体、固体的热能和化学反应产生的热能。

余热余压利用工程：主要是从生产工艺上来改进能源利用效率，通过改进工艺结构和增加节能装置以最大幅度的利用生产过程中产生的势能和余热。

这类工程除了一次性投资较高外，在余热余压利用过程中，使用的生产方法、生产工艺、生产设备以及原料、环境条件的不同，给余热余压利用带来较大困难。

1.2利用领域介绍：（与我公司有关）（1）在钢铁行业，逐步高炉炉顶压差发电技术、纯烧高炉煤气锅炉技术、低热值煤气燃气轮机技术、蓄热式轧钢加热炉技术。

建设高炉炉顶压差发电装置、纯烧高炉煤气锅炉发电装置、低热值高炉煤气发电－燃汽轮机装置、干法熄焦装置等。

（2）在有色金属行业，推广烟气废热锅炉及发电装置，窑炉烟气辐射预热器和废气热交换器，回收其他装置余热用于锅炉及发电，对有色企业实行节能改造，淘汰落后工艺和设备。

（3）在煤炭行业，推广瓦斯抽采技术和瓦斯利用技术，逐步建立煤层气和煤矿瓦斯开发利用产业体系。

（4）在化工行业，推广焦炉气化工、发电、民用燃气，独立焦化厂焦化炉干熄焦，节能型烧碱生产技术，纯碱余热利用，密闭式电石炉，硫酸余热发电等技术，对有条件的化工企业和焦化企业进行节能改造。

（5）在电力行业，推广热电联产，热电冷联供等技术，提高电厂综合效益。

（6）在其他行业中，玻璃生产企业也推广余热发电装置，吸附式制冷系统，低温余热发电－制冷设备；推广全保温富氧、全氧燃烧浮法玻璃熔窑，降低烟道散热损失；引进先进节能设备及材料，淘汰落后的高能耗设备。

在纺织、轻工等其他行业推广供热锅炉压差发电等余热、余压、余能的回收利用，鼓励集中建设公用工程以实现能量梯级利用。

1.3发展前景：（1）由于一次性投资较高，部分企业余热余热利用工程还未得到充分发展，尤其是中小型企业。

化学反应余热，钢铁、冶炼行业的高温炉尾烟气、水泥 厂的窑尾烟气以及其他废气余热和可燃气体余热等，都 可以通过相应规格的余热锅炉生产出各种压力温度的蒸 汽，用于发电以及供生产生活用热，有的还可用于工艺 流程本身，强化生产。有的工艺流程中余热锅炉已成为
不可缺少的重要环节。
（二）加装换热器，预热助燃空气和进料
换设备将高温流体与温度较低的流体进行换热。
常用的余热回收装置有：各种热交换器、余热锅炉、热 管、热泵和动力回收装置等。
一、换热器（详见本章第六节相关内容）。 二、余热锅炉 余热锅炉的原理和结构与普通工业、动力锅炉基本相同。
根据其使用特点，余热锅炉基本上可分为两大类；
烟道式(水管)余热锅炉和管壳式(火管)余热锅炉。
避免了传统的减压损失，发电后的煤气可继续被利用其 余热。
（二）高炉鼓风机同轴机组
高炉鼓风机同轴机组是煤气透平与电动机同轴驱动的高 炉轴流压缩机组三机组组合（Blast Furnace Power Recovery Turbine，简称BPRT）的简称。
BPRT比TRT的优越性
（1）与TRT装置相比，BPRT装置取消了发电机及发 配电系统，合并了自控系统、润滑油系统、动力油系统 等设施。节省投资，节省占地。
四、余压利用
钢铁行业的烟气、工业窑炉产生的废气等，不仅含有高 温的余热资源可以利用，还含有较高的压力 。
主要利用途径是：发电、同轴驱动。
（一）高炉煤气余压发电技术
钢铁行业高炉煤气余压发电技术(Top Gas Pressure Recovery Turbine，简称TRT），即是利用高炉炉顶 煤气具有的压力能，经透平膨胀作功，驱动发电机进行 发电。
（一）冷凝水的余热利用：回锅炉或加热物料、水。

余热余压利用工艺和系统解决方案余热余压是指工业生产过程中产生的废热和废压。

这些废热和废压通常会被浪费掉，造成能源的浪费和环境的污染。

然而，通过合理的利用余热余压，可以实现能源的节约和环境的保护。

本文将介绍一些常见的余热余压利用工艺和系统解决方案。

一、余热利用工艺1. 蒸汽回收利用：在工业生产过程中，常常会产生大量的高温高压蒸汽。

通过安装蒸汽回收装置，可以将蒸汽中的热能回收利用，用于加热水或发电。

这样既可以提高能源利用效率，又可以降低生产成本。

2. 烟气余热利用：烟气中含有大量的热能，常常会被排放到大气中造成能源的浪费和环境的污染。

通过安装烟气余热利用设备，可以将烟气中的热能回收利用，用于加热水或发电。

这样可以实现能源的节约和环境的保护。

3. 废水余热利用：在工业生产过程中，常常会产生大量的废水。

通过安装废水余热利用设备，可以将废水中的热能回收利用，用于加热水或发电。

这样不仅可以实现能源的节约，还可以解决废水处理的问题。

二、余压利用工艺1. 高压蒸汽回收利用：在工业生产过程中，常常会产生大量的高压蒸汽。

通过安装高压蒸汽回收装置，可以将蒸汽中的压力能回收利用，用于驱动涡轮发电机或其他设备。

这样既可以提高能源利用效率，又可以降低生产成本。

2. 燃气余压利用：在工业生产过程中，常常会产生大量的燃气余压。

通过安装燃气余压利用设备，可以将燃气中的压力能回收利用，用于驱动涡轮发电机或其他设备。

这样可以实现能源的节约和环境的保护。

3. 液体余压利用：在工业生产过程中，常常会产生大量的液体余压。

通过安装液体余压利用设备，可以将液体中的压力能回收利用，用于驱动涡轮发电机或其他设备。

这样不仅可以实现能源的节约，还可以解决液体的排放问题。

三、系统解决方案1. 废热余压综合利用系统：通过将余热和余压综合利用，可以实现能源的最大化利用效果。

该系统包括废热回收装置、废压回收装置、能量转换装置等。

通过合理的设计和配置，实现余热余压的综合利用，可以大幅度提高能源利用效率和经济效益。

如高温钢坯，温度高达900 ℃，在钢坯从900 ℃降至 500 ℃左右的这段冷床上方，通过装有几排的翅片管， 吸收高温钢坯的辐射热，将水加热成蒸汽。
二、中温余热的利用
由于中温余热的温度比高温余热要低，传热效率也相对 要差。其中，中高温这一范围的热烟气，差不多都是用 来作为预热空气和燃料的热源。
三、热管
热管是一种新型的高效率传热装置，它可以在温差很小 的情况下传递相当大的热负荷。
热管在余热回收方面的用途，大体上有以下几类：①干 燥、硫化和烘烤装置的余热回收；②低温蒸汽的凝结热 回收；③蒸汽锅炉的空气预热；④空气干燥设备；⑤暖 通空调系统。
四、热泵热泵的工作原理与制冷机相同，只是它们的使 用目的不同。
热泵是通过制冷机将热量从低温环境传送到高温环境。
制冷机系统工作原理： 压缩机 冷凝器 节流阀
蒸发器
空调供水
制冷剂
空调回水
热泵工作原理
压缩机 冷凝器
节流阀
蒸发器
夏季制冷
Hale Waihona Puke 压缩机 冷凝器（变蒸发器）节流阀 蒸发器（变冷凝器）
（一）冷凝水的余热利用：回锅炉或加热物料、水。
（二）其他低温余热的回收利用：热管或热泵。
障碍：余热的洁净程度会影响到其被回收利用的程度。
热管：高效传热原件。60年代由美国人发明的。一种 被抽真空、注入低沸点液体的金属管（不锈钢），利用 管内低沸点液体的蒸发、冷凝的快速循环，来实现热传 导。导热速度优于任何金属材料。可用作换热器、散热 器。
热能工程学基础与节能技术
能源管理师培训课件 ——2011年
第十二章 余热余压利用技术
余热是指一个过程中产生出来的，本来可以利用，但 实际上被废弃不用而排放至周围环境的那一部分热量。

余热利用技术的应用及特点：余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源。

也就是多余、废弃的能源。

它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热等。

根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。

随着我国经济的发展以及环保要求的提高，越来越多的燃油燃气锅炉投入使用。

国家新出台的节能政策和标准对节能提出了新的要求。

由于油气资源的日趋紧缺，提高锅炉的效率日趋迫切。

其中利用锅炉排烟余热是最有效的途径之一。

多数锅炉的排烟温度在200℃左右，通过回收排烟的余热降低排烟温度，甚至回收烟气中水蒸气的气化潜热，可以提高锅炉效率5~15%，节约效益相当显著，同时也改变了大气环境。

柴油机的余热利用工程：在发电机组工作时，柴油机会产生大量热能，这些热能主要是指柴油机的冷却液余热和排气余热两部分。

一般情况下，用户并没有利用这两部分热能而白白浪费掉。

本公司根据柴油发电机组的各种运行参数，研究.开发.生产出各种不同型号的余热利用设备，能充分利用柴油的这两部分热能，同时又不会影响发电机组的正常运行。

该系统有如下特点：1.同一发电机组上，冷却液余热和排气可分开利用也可同时利用。

2.该余热利用系统对水温水位实行代电子自动控制。

3.主用控制系统与控制系统可自动转换，不会影响柴油发电机组的正常运行，确保全天候供应生活热水。

4.利用冷却液优缺点：1）以去掉冷水箱风扇，节约能量5－10％，降低噪音10分贝左右。

2）能有效地控制发电机冷却液温度在75－85摄氏度之间的最佳水温范围，降低发电机组运行成本，延长发电机组的使用寿命。

3）缺点是一次性投资较大。

5.利用排气余热优缺点：1）不仅可以生产热水，还可以生产开水。

2）一次性投资较少。

3）缺点是由于时间过长，有可能发生循环热水渗漏到排烟管中进入发动机内部，严重损坏发动机。

燃气发电余热利用目前燃料的能量只有约35%被发电机组转化为电能，约有30%随废气排出，25%被发动机冷却水带走，通过机身散发等其它损失约占10%左右，废气和换热器损失的功率比有用功还多。

中国钢铁行业余热余压回收利用途径分析北极星节能环保网2014/5/30 11:51:22 我要投稿关键词：余热回收设备烟气余热余热余压北极星节能环保网讯：现阶段，钢铁工业各生产工序已回收余热余压资源情况及利用途径分析如下：焦化工序。

焦化工序现阶段已回收利用的余热余压资源包括焦炭显热、焦炉煤气潜热、烟道气显热和初冷水显热。

焦炭显热主要是采用干熄焦技术回收利用产生蒸汽用于发电,目前干熄焦发电技术在国内钢铁联合企业的应用普及率已很高。

焦炉煤气热值高,是一种优质燃料,目前已得到充分利用,放散率很低,主要利用途径是供各生产用户使用，富余资源用于驱动锅炉发电。

同时,由于焦炉煤气富含氢气和甲烷，提升利用品位,将其作为化工原料生产甲醇、合成氨等化工产品和天然气资源的利用方式近年来得到了更多的关注。

烟道气显热的温度一般是250 C ~300 C，目前主要采用余热回收设备回收蒸汽供生产、生活用户或作为煤调湿热源。

焦化初冷水显热温度一般是60 C ~70 C ,主要采用换热器回收热量用于北方地区冬季采暖。

烧结工序。

烧结工序现阶段已回收利用的余热余压资源包括烧结矿显热和烧结烟气显热。

烧结矿显热的回收主要在环冷机部分，按烟气温度分高、中、低三部分，目前高温段烟气余热回收利用较为充分，主要采用余热锅炉产生蒸汽用于发电或者供生产用户冲、低温烟气余热一般采用直接利用方式，用于预热混料或热风烧结等。

精选文库对于烧结烟气显热的回收利用近几年开始起步，在部分企业已有应用，主要集中在烧结大烟道高温区（300 C 〜400 C ）的回收,采用余热锅炉或热管换热器回收产生蒸汽。

球团工序。

球团工序现阶段已回收利用的余热余压资源包括球团矿显热、 却水显热。

球团矿显热主要通过获取热风回用于生产 ，作为烘干、预热等热源。

烟气显热温度较低（约120 C ）,少数企业采用热管换热器回收热量用于职工洗浴等生活 用户。

竖炉大水梁冷却水显热通常采用汽化冷却方式替代水冷方式 回收产生蒸汽。

中国钢铁行业余热余压回收利用途径分析北极星节能环保网2014/5/30 11:51:22 我要投稿关键词：余热回收设备烟气余热余热余压北极星节能环保网讯：现阶段，钢铁工业各生产工序已回收余热余压资源情况及利用途径分析如下：焦化工序。

焦化工序现阶段已回收利用的余热余压资源包括焦炭显热、焦炉煤气潜热、烟道气显热和初冷水显热。

焦炭显热主要是采用干熄焦技术回收利用产生蒸汽用于发电，目前干熄焦发电技术在国内钢铁联合企业的应用普及率已很高。

焦炉煤气热值高，是一种优质燃料,目前已得到充分利用，放散率很低,主要利用途径是供各生产用户使用，富余资源用于驱动锅炉发电。

同时,由于焦炉煤气富含氢气和甲烷，提升利用品位，将其作为化工原料生产甲醇、合成氨等化工产品和天然气资源的利用方式近年来得到了更多的关注。

烟道气显热的温度一般是250 C ~300 C，目前主要采用余热回收设备回收蒸汽供生产、生活用户或作为煤调湿热源。

焦化初冷水显热温度一般是60 C ~70 C，主要采用换热器回收热量用于北方地区冬季采暖。

烧结工序。

烧结工序现阶段已回收利用的余热余压资源包括烧结矿显热和烧结烟气显热。

烧结矿显热的回收主要在环冷机部分，按烟气温度分高、中、低三部分，目前高温段烟气余热回收利用较为充分，主要采用余热锅炉产生蒸汽用于发电或者供生产用户；中、低温烟气余热一般采用直接利用方式，用于预热混料或热风烧结等。

对于烧结烟气显热的回收利用近几年开始起步，在部分企业已有应用，主要集中在烧结大烟道高温区（300 C ~400 C ）的回收,采用余热锅炉或热管换热器回收产生蒸汽。

球团工序。

球团工序现阶段已回收利用的余热余压资源包括球团矿显热、烟气显热和冷却水显热。

球团矿显热主要通过获取热风回用于生产，作为烘干、预热等热源。

烟气显热温度较低（约120 C ）,少数企业采用热管换热器回收热量用于职工洗浴等生活用户。

竖炉大水梁冷却水显热通常采用汽化冷却方式替代水冷方式，避免循环冷却水消耗，并回收产生蒸汽。

余热余压发电项目简介1、水泥余热发电水泥生产工业是高能耗行业。

采用新型干法工艺，其可回收利用热量占总热耗的48%左右，具有极高的“变废为宝”的价值。

中国循环能源公司通过对水泥厂的生产状况和全厂热平衡进行严谨、全面的分析，采用水泥余热回收专利技术，可以依照生产工艺和厂区布置的具体特点，为客户量身设计配套的余热发电系统。

水泥窑纯低温余热发电系统水泥窑余热发电系统具有如下特点：◎采用专利技术，双进汽热力系统，实现能量梯级利用◎通过建立废气参数数据库，优化取热方式和系统参数设定，保证系统稳定、可靠。

◎投资少，效益高，投资回收快。

以5000t/d生产线为例，其配套余热发电的投资回收期平均为2到3年。

◎社会效益显著。

10MW余热电站每年节约标煤2.2万吨，减少CO2排放6.6万吨。

2、玻璃窑余热发电玻璃熔窑是浮法玻璃生产工艺中发生能量交换的主要场所，燃料的燃烧、玻璃液的形成、澄清及均化都在窑内完成，从熔窑排出的烟气温度为400~550℃，携带的热量约占生产总热耗30~45%，具有很大的回收价值。

配套余热发电系统后，可提供玻璃生产用电的40～80%，大幅提高燃料利用率，降低玻璃的生产电耗。

3、硫酸余热发电硫酸生产过程中产生大量热能，余热的利用主要可以分为三部分：沸腾焙烧炉沸腾层内的余热回收、SO2炉气余热回收以及沸腾焙烧炉矿渣余热回收。

其最佳的利用方式是发电，可大大降低生产成本。

沸腾焙烧炉沸腾层内的余热回收：为维持沸腾床内沸腾层的温度在800~900℃之间，必须从床层中导走大量多余的热量。

每生产1吨硫酸(100％浓度)从沸腾层中导出的热量可达1.5MJ，折合蒸汽约为0.55吨。

年产10万吨硫铁矿制酸的生产线，可从沸腾炉中回收的蒸汽量约为5.50万吨／年。

SO2炉气余热回收：从沸腾炉出来的高温炉气温度约为750~850℃，在进接触室前须降至400℃左右，因而通过余热回收装置吸热降温，每生产1吨硫酸可回收热量1.3MJ。

3）能的数量利用——有效用能 减少能量的外部损失，更多地利用能的数量，实现有效用能。 外部能量损失的主要形式为功损和热损（冷损）。表现形式如排 烟损失、排气损失、冷却热损失、散热损失、不完全燃烧损失、 摩擦损失、空载损失、无功损失等等，重要为能量的流失
和漏损，至于纯粹的跑冒滴漏不应考虑（必须杜绝）。
①增加有效：努力增加已利用能、提高效率，如炉效、机效及 其他多种设备效率和能量利用率； ②减少损失：排烟温度、排气损失、散热损失等； ③加强回收：回收各种可回收能（余能），再用可再用能（重 能）。 ④降低消耗：所用与能源有关的消耗。
4）能的质量利用——充分用能 按照能的贬值性，能量利用过程就是能量传递过程，而能量 传递总伴随着不可逆存在，因而能量在利用过程中数量虽未 减少，但质量却一直下降，直到贬值为环境状态，而成为废 能。 为了使能的质量在贬值过程中被充分利用，须把握如下环节： ①防止降质：如高压蒸汽节流，高温气体混合降温；又如煤石 油天然气燃烧，化学能转变为热能。重点改善燃烧，提高燃 烧产物的品味，如预热燃烧、加压燃烧、绝热燃烧等。防止 降质。 ②多次利用：梯级利用、多效利用，磁流体发电-燃气发电-蒸 汽发电等逐级利用。 ③提高品位：再热循环、压缩升温、利用热泵； ④低质利用：吸收式制冷、低沸点工质的兰金循环，低质能供 热、采暖等。
B 省煤器节约燃料量： Q
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空气预热器节约燃料量： Q VC
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余热利用技术简介一、热管技术简介1．热管简介热管技术是1963年美国LosAlamos国家实验室的G.M.Grover发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。

热管技术目前已广泛应用于宇航、军工、钢铁、机械等行业。

2. 工作原理热管是一种新型高效的传热元件，按较精确的定义应称之为“封闭的两相传热系统”，即在一个抽成真空的封闭的体系内，依赖装入内部的流体的相态变化（液态变为汽态和汽态变为液态）来传递热量的装置。

热管放在热源部分的称之为蒸发段（热端），放在冷却部分的称之为冷凝段（冷端）。

当蒸发段吸热把热量传递给工质后，工质吸热由液体变成汽体，发生相变，吸收汽化潜热。

在管内压差作用下，汽体携带潜热由蒸发段流到冷凝段，把热量传递给管外的冷流体，放出凝结潜热，管内工质又由汽体凝为液体，在重力作用下，又回到蒸发段，继续吸热汽化。

如此周而复始，将热量不断地由热流体传给冷流体。

3. 热管优点①金属、非金属材料本身的导热速率取决于材料的导热系数、温度梯度，正交于温度梯度的截面面积。

以金属银为例，其值为415W/m2٠K 左右，经测定，热管的导热系数是银的几百倍到上千倍，故热管有热超导体之称。

②由于热管内的传热过程是相变过程，而且工质的纯度很高，因此热管内蒸汽温度基本上保持恒温，经测定：热管两端的温差不超过5℃，与其它传热元件相比，热管具有良好的等温性能。

③热管能适应的温度范围与热管的具体结构、采用的工作流体及热管的环境工作温度有关。

目前，热管能适应的温度范围一般为-200℃～2000℃，这也是其它传热元件所难以达到的。

4、热管式余热回收装置1）原理热管式余热回收装置的核心部件是热管。

热管式余热回收装置原理图基本结构：热管蒸汽发生器是由若干根特殊的热管元件组合而成。

其基本结构如图所示。

热管的受热段置于热流体风道内， 热风横掠热管受热段，热管元件的放热段插在水—汽系统内。

余能再利用技术在钢铁企业中远期规划中的应用宗燕兵苍大强白皓金翼刘治国刘建（北京科技大学生态与循环冶金教育部重点实验室，北京100083）钢铁生产过程中余热余压能的回收利用对降低生产的总能耗有十分重要的意义。

钢铁生产过程的发展，一方面要采用先进技术降低余热余能的产生量，例如连铸坯的直接轧制就基本上消除了钢坯余热损失。

另一方面则要通过综合优化充分回收利用已产生的余热余能。

余热余能资源属于二次能源，确切来讲余能资源主要包括余热能和余压能（高炉余压），大部分以热能形式存在。

在钢铁生产过程中的余热资源包括烟气余热、蒸汽余热、冷却水余热及固体显热（如烧结矿显热、焦炭显热），余压能主要指高炉余压。

作者所在的生态与循环冶金教育部重点实验室针对我国北方某钢铁集团公司进行了循环经济的发展规划，本文将就其中的烟气余热以及蒸汽余热等余热余能的回收利用规划情况作一介绍。

1烟气余热回收规划余热利用的原则是，根据余热资源的数量和品位及用户的需求，尽量做到能级的匹配，在符合技术经济原则的条件下，选择适宜的系统和设备，使余热发挥最大的效果。

简单来讲可使用如下原则：对于高温烟气余热：可直接回收利用，如用于预热助燃空气、预热煤气、预热或干燥原料或工件（电炉烟气可预热废钢）、以及生产蒸汽；也可以采用动力回收余热发电系统更符合能级匹配的原则，余热发电有以下三种方式：1）利用余热锅炉产生蒸汽，再通过汽轮机组发电；2）高温余热作为燃气轮机工质的热源，经加压加热的工质推动气轮机做功，带动发电机发电。

中温烟气余热：通过空气预热器后约300～500℃的中温烟气可以通过余热锅炉产生蒸汽方式回收热量。

余热锅炉产生的蒸汽可并入蒸汽管网，代替供热锅炉，节约锅炉燃料消耗。

蒸汽回收的热量虽然不能直接返回到炉内，但是，就提高整个企业的能源利用率、节约燃料和促进企业内部的动力平衡来说，仍起着十分重要的作用。

并且余热锅炉的设备简单、耐用，当车间需要蒸汽时可以就地取材，多余的蒸汽可以并入蒸汽管网。

余热余压梯级利用技术原理
余热余压梯级利用技术是一种能源利用技术，其原理基于能量
的转化和传递。

在工业生产过程中，许多设备会产生余热和余压，
如果这些能量不加以利用就会浪费。

因此，余热余压梯级利用技术
就是利用这些废热和废压能够提高能源利用率，减少能源消耗，从
而实现节能减排的目的。

首先，余热余压梯级利用技术利用了热力学上的热力循环原理。

在一个闭合的热力循环系统中，余热和余压能够被转化为机械能或
者其他形式的能量。

这种能量转化的过程遵循热力学定律，通过合
理设计循环系统，可以实现能量的高效转化。

其次，余热余压梯级利用技术还涉及到传热和传质的原理。

通
过换热器、蒸汽轮机、发电机等设备，余热和余压可以被传递和利用。

在这个过程中，热量和压力的传递是根据热力学和流体力学的
原理进行的，需要考虑传热介质的特性、流体的运动规律等因素。

此外，余热余压梯级利用技术还涉及到工程技术和系统集成的
原理。

在实际应用中，需要考虑设备的选型、系统的设计、运行参
数的调节等工程技术问题，同时还需要考虑不同设备之间的协调配
合，以及与整个生产系统的集成。

总的来说，余热余压梯级利用技术的原理是基于热力学、传热传质和工程技术的原理，通过合理设计和运行系统，实现废热和废压的高效利用，从而达到节能减排的目的。

这项技术对于工业生产和能源利用具有重要意义，也是未来能源可持续利用的重要方向之一。

烧结生产工艺简介
• 抽风烧结过程是将铁矿粉、熔剂和燃料经适当处理，按一定比例 加水混合，铺在烧结机上，然后从上部点火，下部抽风，自上而 下进行烧结，得到烧结矿。取一台车剖面分析，抽风烧结过程大 致可分为五层(图2-1)，即烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层和 过湿层。
• 这五层并不是截然分开的。点火烧结开始，各层依次出现，一定 时间后，各层又依次消失，而最终剩下烧结矿层。
转炉的分类
耐火材料性质：分为碱性（用镁砂或白云石为内衬）和酸性（用硅质材料为内 衬）;酸性转炉不能去除生铁中的硫和磷，须用优质生铁，因而应用范围受到限制。 碱性转炉适于用高磷生铁炼钢，曾在西欧得到较大发展。 气体吹入炉内的部位：分为底吹、顶吹和侧吹; 按吹炼采用的气体，分为空气转炉和氧气转炉。空气吹炼的转炉钢，因含氮量高， 质量不如平炉钢，且原料有局限性，又不能多配废钢，未能像平炉那样在世界范围 内广泛采用。1952年氧气顶吹转炉问世，逐渐取代空气吹炼的转炉和平炉，现在 已经成为世界上主要炼钢方法。
目前钢铁余热回收利用
第二部分 烧结生产工艺及余热发电技术
烧结生产工艺简介
钢铁工业是能源消耗最大的产业部门之一，烧结生产一般占吨钢能耗的 10∽20%，仅次于炼铁。烧结节能在钢铁企业节能中占有十分重要的地位。
高炉炼铁生产前，将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适 量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，烧结 成块的过程。主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序。
余热可以分为高、中、低三个温区分 别利用。
冷却机废气余热利用方案
序号
废气余热利用
高温段 用于余热锅炉产蒸汽
中温段 用作点火保温炉的助燃 风
低温段 用作混合料预热

工业余热余压回收利用
钢铁企业低品质余热回收综合节能利用
中益能首创将蓄热技术应用于钢铁行业间断性余
热的回收利用，为钢铁行业的节能提供了重要的 可行的有效措施。填补了国际国内空白。本项目 应用在钢铁行业的高炉炉渣余热回收、钢渣余热 、连铸连轧冷却余热、AOD炉烟气余热、湿熄焦 放散蒸汽等不稳定、不连续的余热回收储存再利 用，可实现钢铁企业8%的节能量，并且在回收 放散蒸汽余热同时节约大量的水
包钢6#高炉炉渣水淬蒸汽、冷凝水回收及余热利用工程现场图
典型案例—包钢放散性蒸汽回收工程
包钢6#高炉炉渣水淬蒸汽、冷凝水回收及余热利用 工程现场图
案例分析—包钢放散性蒸汽回收工程
包钢炼铁厂的6#高炉容量为2500立方，利用系数为1.9，采用了水 淬渣工艺处理炉渣，炉渣被用于水泥填料，但是在水淬过程中， 产生大量的蒸汽造成“白龙”,浪费了大量的工业水，6#平均日产 铁4800吨，铁渣比按300kg/t计算，产生废渣1440吨/日，年产炉渣 50万吨，炉渣从1300℃降到100℃, 炉渣热焓约430kcal/kg , 1吨铁炉 渣的总焓热为1.8GJ，则6#炉日出炉渣总热焓为2592GJ，年总余热 量为93万吉焦，水淬渣日耗水约1036吨，年耗水约34万吨，只回收 6#东厂炉渣余热，每天按12h计算，每天可回收余热1296吉焦，如 果全部用于供热水，每日可供应50℃热水6900吨（每吨热水从5℃ 加热到50℃需要0.188GJ），可满足18000人洗澡；如果用于供暖， 供暖负荷按80w/m2计算，每平米日耗热量0.007GJ，可满足18.5万 平米厂房办公采暖。 在回收余热的同时降低了冷却塔散热所需的电能消耗 。
高炉炉渣余热利用状况
•铁渣:目前我国钢铁企业多采用水淬渣工艺，产生大量放散蒸汽和高温 热水，1吨铁渣产生约0.6蒸吨放散蒸汽，由于定期倒换出渣口和间歇式 出渣造成余热不稳定而排入大气变成废热，同时造成水资源浪费和冲渣 水冷却电耗，全国钢铁企业每年高炉炉渣总量约为15000万吨，产生放 散蒸汽约9000万蒸吨， 废热总量（含冲渣水显热）为27000万吉焦，折 合标煤922.7万吨，浪费水1.6亿吨以上（含冲渣水冷却）。