余热供热系统改造实例及分析

收稿日期：２０１８?０５?０４作者简介：刘娟娟（１９８５－），女，山西泽州人，硕士，工程师，从事机电节能减排技术的研究及管理工作。

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２７９８．２０１８．０９．０４４煤矿风井采用余热供热系统分析刘娟娟（潞安矿业集团有限责任公司，山西长治　０４６２０４）摘　要：基于国家节能减排政策要求，煤矿风井位于自然保护区实验区范围内禁止新增燃煤锅炉，新建风井供热系统使用清洁能源势在必行。

文章结合某新建风井，充分利用空压机余热和回风余热，分别计算风井的供热负荷、余热资源量和运行费用，结果表明余热资源可满足风井的供热需求。

余热供热系统运行费用同燃煤蒸汽锅炉相当，仅为燃气蒸汽锅炉的二分之一，电蒸汽锅炉的三分之一，这对煤矿的绿色可持续发展具有积极作用。

关键词：余热；回风；空压机；热泵；绿色环保中图分类号：ＴＵ９９５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５?２７９８（２０１８）０９?０１０２?０３ 煤矿是煤炭生产企业，也是煤炭消耗单位。

近年来，随着节能环保力度的加大和节能减排观念的深入，传统燃煤锅炉供热系统已经不能满足煤矿的绿色低碳发展，寻找清洁能源替代燃煤锅炉供热系统迫在眉睫。

本文以潞安集团潞宁煤矿为研究对象，分析余热供热系统在煤矿风井中的应用。

潞宁煤矿位于宁武煤田中部，距宁武县城约４２ｋｍ，是一座年核定生产能力为１８０万ｔ的精干高效矿井。

潞宁煤矿现有通风系统为三进一回，即主斜井、副斜井、进风斜井和回风井。

随着矿井生产接续和井下开采水平的延深，同时满足安全生产要求，必须新建西扩区进、回风井来解决矿井深部三二采区、三三采区、二三和二四采区通风问题。

潞宁煤矿又地处芦芽山自然保护区实验区范围内，根据环境保护相关规定，禁止新建燃煤锅炉供热系统，因此，西扩区风井使用清洁绿色供热系统势在必行。

１　主要内容西扩区风井供热系统主要满足：①冬季地面建筑１２００ｍ２供暖，保证室内温度不低于１８℃；②冬季井口防冻，保证井筒温度不低于２℃，井口和井筒无结冰。

热电厂余热利用技术综述及工程实例摘要：对汽轮机低真空运行供热技术、凝汽抽汽背压式机组供热技术、热泵回收余热技术和基于吸收式循环的热电联产集中供热技术4种技术进行分析。

以古交兴能电厂至太原市区供热工程为例，阐明工程应用的主要技术措施（汽轮机凝汽余热利用、大高差和大温差供热、多级中继泵联动、特长供热隧道、超长距离输送、高压板式换热器阵列）。

关键词：热电厂；余热利用；余热回收我国目前大多数电厂发电机组的凝汽余热尚未得到充分利用，而是通过冷却系统冷却后排放到周围环境中。

凝汽冷凝造成的冷源热损失一般约为2300kJ/kg。

以600MW发电机组为例，其主蒸汽量约为2000t/h，则凝汽热损失约4．6×103GJ/h，折合标准煤约为157t/h。

我国凝汽发电机组容量巨大，如果将这部分凝汽的热量应用于供热，则既可以大幅提高电厂综合能源利用率，降低电厂煤耗，也有效缓解了供热热源不足的问题，对减轻大气环境压力是非常有利的。

1 电厂余热利用技术综述1.1 汽轮机低真空运行供热技术a．基本原理提高汽轮机凝汽压力，相应提高了其冷凝温度。

冬季供暖时，利用供暖供回水替代电厂循环水，吸收汽轮机凝汽潜热后，直接用于供热。

b．适用范围由于低真空运行时，供热参数较低（供水温度为70℃），供回水温差较小（20℃），造成供热管网流量大，供热管径大、输送能耗增加，为保障供热经济性，供热距离不宜过大，一般控制在电厂周围3km左右。

c．注意事项低真空运行改造方案需对汽轮机排汽缸结构、承受的轴向推力、末级叶轮的改造等进行详细的方案设计，确保机组改造后运行安全。

低真空运行多用于容量较小机组。

1.2 凝汽抽汽背压式机组供热技术凝汽抽汽背压式（以下简称NCB）机组的汽轮机中压缸、低压缸分别带2台发电机，针对外界负荷情况，调节阀1、阀2的开度（图1），采取不同的运行方式。

图1 NCB机组运行流程1.3 热泵回收余热技术热泵既可以采用电驱动形式，也可以采用蒸汽驱动形式，两种形式原理类似，只是驱动能源不同，电驱动机组占地面积较小，其能效比也比蒸汽驱动热泵高。

热力系统优化及汽水余热回收利用等措施1吸收式热泵废热回收利用技术改造适应范围：供热机组技术原理及特点：参见《燃煤电厂节能降耗技术推广应用目录》。

空冷机组改造时建议设前置凝汽器，供热期间通热网循环水，提高热网循环水供水温度；夏季高温期间可作为空冷系统的尖峰冷却期使用，提高夏季运行经济性。

应用案例一：***第二热电厂对300MW空冷机组排汽热量提取开展供热。

应用案例二：***电厂对机组给水泵小汽轮的排汽热量提取开展供热。

2锅炉烟气余热利用系统改造适应范围：排烟温度较高的机组技术原理：排烟温度超设计值较多的机组，排烟热损失偏大，锅炉热效率偏低，影响了机组整体的经济性。

锅炉排烟余热回收利用系统，是在空气预热器之后、脱硫塔之前烟道的合适位置通过加装烟气冷却器，用来加热凝结水、锅炉送风或者城市热网低温回水、厂内供暖、澡堂用水等，回收锅炉排烟的部分热量，同时大幅减少脱硫系统耗水量，到达节能、节水目的。

装置加装在电除尘器之前时，对提高电除尘效率有较大作用。

未开展脱硝改造的机组，开展烟气余热利用改造时需考虑脱硝改造的空间。

应用案例：***热电厂、**热电厂等3设法降低风烟系统、汽水系统的压力、阻力、压差对采用节流方式调节的汽水和风烟系统，要尽可能增大调阀开度，降低系统阻力和节流损失。

应用案例一：锅炉给水泵采用变转速调节时，给水调阀的主要作用是给过热器减温水提供差压，只要能满足减温水喷水需要，就应尽量开大给水调阀，降低调阀节流损失。

某电厂原设计给水调阀开度为40-50虬高负荷时差压达13MPa,将调阀差压降至0.5MPa后，给水泵功耗下降5%。

给水泵采用定速调节的，要尽可能通过改造实现变转转速调节。

案例二：伊敏电厂对锅炉暖风器加装旁路烟道，以降低送风系统阻力。

4锅炉、汽轮机及各辅助系统高崎值疏水回用利用利用锅炉点火疏水、停炉后余热、连排、定排、吹灰疏水、暖风器疏水、除氧器排气等高焰值蒸汽、疏水等对电除尘灰斗、热网低温回水、厂内供暖、澡堂用水、生加等辅助系统加热，取代目前的电加热装置及辅汽加热等，可实现节能、节水、节电目的。

热电联产余热利用案例
热电联产和余热利用的案例有很多，以下是其中几个具体的实例：1.某热电厂利用余热供暖：该热电厂在生产电力的同时，产生了大量的
余热。

为了充分利用这些余热，该厂采用了热电联产的技术，将余热用于周边城市的供暖系统。

这样一来，不仅减少了能源的浪费，还降低了城市供暖的成本，实现了经济效益和环境效益的双赢。

2.某化工厂余热回收：该化工厂在生产过程中产生了大量的高温废气，
这些废气中蕴含着丰富的余热资源。

为了回收这些余热，该厂采用了热交换器等技术设备，将废气中的热量提取出来，用于加热生产用水或产生蒸汽等。

通过余热回收，该厂不仅提高了能源利用效率，还降低了生产成本，增强了市场竞争力。

3.某钢铁企业余热发电：该钢铁企业在生产过程中产生了大量的高温炉
渣和废气，这些废热资源蕴含着巨大的能量。

为了充分利用这些废热，该厂采用了余热发电技术，通过安装余热锅炉和汽轮机等设备，将废热转化为电能。

这样一来，不仅减少了能源的浪费，还为企业带来了可观的经济效益。

这些案例都充分展示了热电联产和余热利用在节能减排、提高能源利用效率方面的重要作用。

随着技术的不断进步和应用领域的拓展，热电联产和余热利用将会在更多领域发挥更大的作用，为推动可持续发展做出更大的贡献。

请注意，以上案例仅为示例，实际应用中需要根据具体情况进行选择和设计。

同时，热电联产和余热利用项目的实施需要综合考虑技术、经济、环境等多方面因素，确保项目的可行性和长期稳定运行。

医废焚烧余热利用案例标题：医废焚烧余热利用案例简介：本文将介绍一项医废焚烧余热利用的成功案例，探讨如何将医废焚烧过程中产生的热能有效利用，实现资源的最大化利用和环境保护。

正文：随着医疗废物的增加和环境保护意识的提高，医废焚烧已成为一种常见的处理方式。

然而，传统的医废焚烧过程中产生的大量余热往往被浪费掉，没有得到有效利用。

为了解决这一问题，某医院引入了一种创新的技术，成功地将医废焚烧过程中产生的余热利用起来。

首先，该医院对焚烧炉进行了改造和升级，增加了余热回收系统。

通过这个系统，焚烧炉中产生的高温烟气中的余热被捕获并传递给一个热能转换装置。

这个装置能够将高温烟气中的热能转化为热水或蒸汽。

其次，医院利用这些热水或蒸汽来满足医院内部的热能需求。

例如，将热水用于供暖、洗涤和消毒等方面，蒸汽用于蒸煮、消毒设备和发电等方面。

这样一来，医院不仅可以减少对传统能源的依赖，还能够节约能源成本，并且减少对环境的负面影响。

此外，该医院还将多余的热水和蒸汽供应给周边的住户和企业。

通过建立热力管网，将热能输送至需要的地方，实现热能的共享和利用。

这不仅能够为周边居民和企业提供可靠的热能供应，还能够为医院创造一定的经济收益。

通过这项医废焚烧余热利用的案例，我们可以看到，通过创新技术和有效管理，医疗废物处理过程中产生的余热可以得到充分利用。

这不仅解决了医废焚烧过程中的能源浪费问题，还实现了对资源的最大化利用和环境的保护。

总结：本文介绍了一项医废焚烧余热利用的成功案例。

通过改造焚烧炉和引入余热回收系统，该医院成功将医废焚烧过程中产生的余热转化为热水和蒸汽，并应用于医院内部热能需求以及周边居民和企业的供热需求。

这一案例不仅实现了能源的最大化利用，还为医院创造了经济收益，同时也为环境保护做出了贡献。

这个案例启示我们，在医废处理中，应该注重资源的有效利用和环境保护，不断探索创新的技术和管理方法。

供暖系统的建设与改造案例分析随着城市化进程的加快和人们生活水平的提高，供暖系统的建设和改造成为保障居民舒适生活的重要环节。

本篇文章将通过分析实际案例，探讨供暖系统的建设与改造，为读者提供有益的参考和借鉴。

案例一：城市供暖系统的建设在城市供暖系统的建设中，需要考虑到人口密度、供暖需求以及可再生能源的利用等多个因素。

在某市的供暖系统建设中，相关部门针对市区的供暖需求和环境状况，制定了以下策略：首先，建立集中供热系统。

该市采用集中供热方式，利用一处或多处集中供热站点，通过管道将热水或蒸汽送至用户。

这种方式不仅减少了居民自行购买和安装供暖设备的费用，还降低了排放污染物的风险。

其次，利用可再生能源。

该市在供暖系统建设中充分利用当地的可再生能源，例如太阳能、地热能等。

经过技术改造，太阳能集热板和地热换热器被应用于供暖系统中，既提高了能源利用效率，又减少了能源消耗。

最后，加强监管和维护。

该市建立了供暖系统监测中心，实时监控供暖系统的运行情况和温度变化。

一旦发现异常，及时派遣工作人员进行维修和保养，确保供暖系统的稳定和可靠性。

通过以上建设措施，该市的供暖系统得到了有效改善和提升，居民的生活质量得到了明显提高。

案例二：老旧供暖系统的改造针对老旧供暖系统的改造，需要考虑设备老化、能源浪费等问题。

某小区的供暖系统改造案例如下：首先，更换老化设备。

针对小区内的旧供暖设备，通过全面检测和评估，确定需要更换的设备，并采购新的高效供暖设备。

新设备采用先进的物联网技术，能够实现远程监控和自动调节，提高了供暖效率和能源利用率。

其次，优化管网布局。

通过对供暖管网的改造和优化，杜绝漏水和渗漏现象，提高热能传导效率。

并在管网中加装智能阀门和流量计，以便于对供暖系统进行精确控制和能源管理。

最后，引入清洁能源。

为了降低供暖系统的碳排放和环境污染，该小区引入了清洁能源，例如天然气、生物质能等。

通过对能源来源的转变，不仅降低了燃料成本，还减少了对环境的负面影响。

二甲苯装置加热炉余热回收系统改造及节能效果分析_熊伟1前言中国石化洛阳分公司二甲苯装置有4台加热炉，设计热负荷为102.99MW ，是主要的耗能设备，其能耗约占装置总能耗的43%~45%。

4台加热炉共用一套烟风道及烟气余热回收系统，其对流室出口高温烟气混合后，汇集进入热管式空气预热器，经过换热来预热加热炉的助燃空气，再经引风机后进入烟囱排放。

2改造前存在的问题2.1烟道局部存在安全隐患4台加热炉采用强制通风方式，一台引风机(没有备用风机)。

按照设计惯例，在引风机故障工况下，烟囱抽力能维持加热炉80%左右热负荷的运行要求。

但是，在实际生产中，当引风机故障时，加热炉却不能在自然通风条件下低负荷运行，其原因主要是烟道局部阻力过大。

在引风机停用或事故状态下，烟道旁路蝶阀打开，4台加热炉对流室汇集后的高温烟气走旁路烟道，经烟囱直排。

原设计热烟道和旁路烟道不在同一个标高，高温烟气需经过一个90°弯头进入竖直烟道，再经过一个90°弯头进入旁路烟道，后进入烟囱(见图1)。

显然，这种烟道布置不合理，2个90°弯头增加了管路阻力。

压降计算公式[1]如下：Δp B =12ξu 2g ρg =ξG2g2ρg(1)式中：ξ为局部阻力系数，90°弯头ξ取0.45；G g =V ×ρg ，为烟气质量流速(烟道设计线速度V =15m/s)，kg/(m 2·s)；Ρg 为平均温度T g 下的烟气密度，kg/m 3[1]。

在管式炉中，烟气相对分子质量一般可近似取为29，则[1]：ρg =29×273g =353.44g (2)式中：T g 为计算管道长度内烟气平均温度(烟道设计温度400℃)，K [2]。

这样，计算出两个90°弯头处的压降为52Pa(见图1)。

由此可见，烟道的不合理布置增加烟道压降，严重影响了烟囱的抽力和加热炉的自然通风。

2.2余热回收系统存在的问题二甲苯装置加热炉高温烟气能量回收，使用的二甲苯装置加热炉余热回收系统改造及节能效果分析熊伟，高国正(中国石化洛阳分公司，河南洛阳471012)摘要洛阳分公司二甲苯装置有4台加热炉，设计热负荷为102.99MW ，是主要的耗能设备，其能耗约占装置总能耗的43%~45%，改造前热效率仅为86.81%，且烟道局部压降过大，加热炉不能在自然通风条件下低负荷运行。

余热供热系统改造实例及分析化工厂潜在的大量的可利用能源现状，余热利用一直都在不断地更新过程中，余热利用是提高经济性、能源节约的一条重要途径，并且使其对环境的危害降到最低。

新时期，人类社会进入节能改造新时代，在能源危机面前，各行各业都在加大节能改造的力度。

本文从某化工厂余热设备现状、改造的必要性、利用热能分析、改造方案及结果等方面进行分析总结。

标签：余热利用; 供热系统; 改造方案; 问题分析;前言：引用“中国能源消耗总量巨大，增量持续强劲，2013年中国能源消耗总量36.7亿tce，位居世界第一位。

钢铁、化工、建材、电力、石化、有色金属6个高耗能行业占总能耗50%左右”。

积极响应天津市《打赢蓝天保卫战三年行动计划》要求，某化工厂深挖余热供热系统潜力，达到向本地区企业增加蒸汽供应量27.3T/h，从而关停本地区企业30T煤锅炉案例。

改造主要包括生产工艺余热利用、现有余热锅炉烟气余热利用两个工艺段主要部分。

1 余热系统现状1.1工艺段一：某化工厂有两条化工生产线，在化工生产过程中，单条生产线会产生大量混有粉状的高温烟气（约600℃，烟气量55000Nm?/h），有较高的余热，而在进入下一工序前，又需要降温至250℃左右，目前该化工厂采用的降温措施是喷入大量急冷水降温，这样就会导致大量余热的白白消耗和水资源的浪费。

1.2工艺段二：某化工厂余热系统目前配备了一台75T/h燃烧尾气锅炉，锅炉排放烟气温度达230℃。

2 供热改造的必要性2.1工艺段一：为了降低生产工艺中烟气温度，采用烟气喷水降温方式一是浪费水资源，没有有效利用烟气热量，同时喷水后烟气因含有大量水蒸气对后段工艺产生不利影响。

充分利用600℃烟气热量，能产生一定的蒸汽，提高能源利用率，实现对周边企业供应蒸汽。

余热利用减少了周边企业燃煤小锅炉，实现环境优越。

该工程实施后，单条生产线增加蒸汽量10.3T/h。

可改造生产线共两条，即可增加蒸汽量累计20.6T/h2.2 工艺段二：锅炉排放烟气温度达到230℃，大量热量浪费，导致锅炉效率较低，有较大节能空间。