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综合利用化工行业低温余热资源摘要：现如今，化工行业在我国发展十分迅速，针对口前化工行业低温余热资源的利用现状和存在的突出问题，归纳了低温余热回收利用的主要途径和策略：用作一般加热热源、利用热泵回收利用、利用低温余热发电。
重点介绍了低温余热发电介质的选择、热交换器的优化以及系统热经济性评价等关键性问题。
将来高效利用低温余热资源的研究侧重点：一是为不同用户制定个性化利用方案；二是充分做好生产装置中温度高于ioo°C的冷却物流热量的回收利用；三是开发低温余热资源利用新技术，进一步提高余热资源的温度水平。
关键词：化工行业低温余热资源；加热热源；热泵；发电；新技术引言在是工企业的生产中，化工原料在反应的同时会产生大量的低温余热，为了避免化工企业余热资源的浪费，化工企业采用热泵技术将余热资源回收并利用。
在近儿十年的化工工业发展中，低温余热源热泵技术虽然在中国得到了一定程度的普及，但山于多数化工企业的余热通常被直接废弃处理，低温余热源热泵技术的发展受到了限制。
在对化工企业的低温余热源热泵节能技术进行研究的过程中, 为了进一步提高方案的切实性，以企业的余热源处理技术为基础，通过对不同化工企业的余热源能量进行调研与硏究，对比不同类型余热源热泵系统中项U的能量输入和能量支出，并在数据基础上更为合理地分配余热回收系统的装机容量，使不同类型化工企业的余热源得到科学的分配与管理。
1低温余热利用的原则除热利用遵循热力学的基本原理，以〃温度对口，梯级利用〃为原则。
（1）温位匹配高温位余热用于高温位的热用户，低温位的余热用于低温位的热用户。
（2）顺序利用优先考虑长期利用、稳定利用、就近利用，先联合后回收，先工业后生活，先厂内后厂外。
（3）不影响装置生产保证装置操作安全平稳，在热阱变化及生产方案切换时不受影响。
（4）可实施装置间距、平面布置、配电允许等。
从整体角度进行低温余热资源利用再平衡，将不同温位的低温余热资源分别应用于加热、制冷.伴热、发电等。
化工企业低品位余热能源的发电应用通化化工股份有限公司尹继平江苏凯茂石化科技有限公司李洪伟天津圣智达机电设备有限公司李光寅化工生产存在大量的低品位余热，许多企业无法利用只能放空处置。
随着石油能源危机的出现，人类不断寻找新型能源，同时也在关注低品位能源的利用研究。
时代的发展与能源格局的骤变，不被人们关注的垃圾级低品位能源还是有幸让研究人员发现与研究利用。
垃圾处理焚烧发电、新农村秸杆沼气发电、生物能发电、风力发电、太阳能发电、半导体温差发电，震动发电……，甚至连微小的能源也被科学家关爱了，掀起了新一轮的工业化发电热潮。
笔者长期研究低品位余热发电技术和跟踪发电设备研发进展，目前已进入工业化应用阶段，本文是近年来的研究应用情况。
一、低品位余热利用发电的价值按照发电一千瓦小时电消费327克标准煤计算，折合碳排放870g/kwh。
如果能把化工企业的低压余热蒸汽利用发电，无论是当前还是未来，将功不可没。
1MPa以下的低品位蒸汽无法满足1.5MPa（340℃）传统低压汽轮机所需参数工作条件。
近年由江西华电电力有限责任公司开发成功的“螺杆膨胀蒸汽发电机”工作压力为0.2-3MPa，能适应汽液两相混合工质热源，很好地解决了甲醛生产过程副产0.4MPa饱和蒸汽的用途。
二、低压低温蒸汽发电原理利用0.2-3MPa压力，温度不高于300℃的饱和蒸汽，直接通入蒸汽产生动力，利用较低的压力差、温度差拖动发电机，实现“蒸汽能-机械能-电能”的转换机理。
这类发电机组有传统汽轮机的改良型，也有独具特色的气液混合式机型。
其发电消耗蒸汽流量2.5-4t/h时，能发电200kwh。
下面就笔者跟踪的蒸汽发电设备调查如下：1、美国ECT饱和蒸汽汽轮发电机是利用纯低温饱和蒸汽即可接入发电的高科技设备，在余热利用发电工程上很为适用。
在现在已有蒸汽锅炉供车间设备使用蒸汽的工厂最为有利，即把此饱和蒸汽涡轮发电机串接在蒸汽管道上，即可产生40-2500KW电能，（条件：蒸汽压力在2公斤以上，蒸汽流量在3吨/小时以上），不增加蒸汽锅炉的燃料，不影响车间设备蒸汽的使用，只利用车间设备不利用的蒸汽动能。
文章标题：低品位余热能质调控机理与规模化深度利用方法一、低品位余热能质的概念及重要性低品位余热能质是指工业生产过程中产生的温度较低的余热能量，通常被认为是一种能量资源的浪费。
然而，近年来，随着能源紧缺和环境保护的迫切需求，低品位余热能质的利用变得愈发重要。
其潜在价值不仅在于能够减少能源浪费，还可以带来经济效益和环保意义。
关于低品位余热能质的调控机理和规模化深度利用方法的研究和探讨具有重要意义。
二、低品位余热能质的调控机理1. 低品位余热能质的产生及特点低品位余热能质主要来源于工业生产中的冷却水、废气、废热等，其温度通常在60℃以下。
由于其温度较低，传统热力循环等能量利用方式不适用于低品位余热能质的有效利用。
了解低品位余热能质的特点对于后续的利用至关重要。
2. 低品位余热能质的调控机理研究（1）热力学原理分析通过对低品位余热能质的热力学特性进行分析，可以揭示其能量转化和传输的规律，为进一步的规模化利用提供基础理论支持。
（2）系统性能模拟采用系统性能模拟技术，对低品位余热能质的传输过程进行建模和仿真，从而深入挖掘其内在的能量价值和潜在利用方式。
三、规模化深度利用方法探讨1. 传统能量回收技术（1）热泵技术利用热泵技术将低品位余热能质进行热能升级，提高其温度和能量密度，以满足特定工业生产中的热能需求。
（2）有机朗肯循环利用有机工质进行朗肯循环，将低品位余热能质转化为有效的机械能或电能，实现能量的利用和转化。
2. 新型能量利用技术（1）热力学循环优化通过系统性热力学循环优化技术，实现低品位余热能质的高效利用，最大限度地提高能量利用效率。
（2）多能联供技术结合多能联供技术，将低品位余热能质与其他能源进行协同利用，实现能量的综合利用和优化配置。
四、个人观点及总结回顾从简单的低品位余热能质的概念到深入的调控机理和规模化深度利用方法，我们可以看到，尽管低品位余热能质在过去常常被忽视，但其潜在的能量价值和应用前景不可忽视。
当代化工研究Modern Chemical Research100技术应用与研究2020•15综合利用化工冇^业低温余热资源*褚秀玲'朱德颂"（1.山东省泰安生态环境监测中心山东2710002.山东农业大学山东271028）摘耍：针对目前化工行业低温余热资源的利用现状和存在的突出问题，归纳了低温余热回收利用餉主要途径和策略：用作一般加热热源、利用热泵回收利用、利用低温余热发电.重点介绍了低温余热发电介质的选择、热交换器的优化以及系统热经济性评价等关键性问题.将来高效利用低温余热资源的研究侧重点：一是为不同用户制定个性化利用方案；二是充分做好生产装置中温度高于loot餉冷却物流热量的回收利用；三是开发低温余热资源利用新技术，进一步提高余热资源的温度水平.关键词：化工行业低温余热资源；加热热源；热泵；发电；新技术中EB分类号：TQ083.4文献标识码：AComprehensive Utilization of Low Temperature Waste Heat Resources in ChemicalIndustryChu Xiuling1,Zhu Desong2*(1.Shandong Taian Ecological Environment Monitoring Center,Shandong,2710002.Shandong Agricultural University,Shandong,271028)Abstract:This p aper summarizes the main ways and strategies of l ow temperature waste heat to be recycled aiming at the current situation and existing p rominent p roblems in chemical industry.They are generally divided into three categories:general heating source,recovery and utilization with heat p ump and p ower generation.The key issues such as the selection of p ower generation medium,the optimization of h eat exchangers and the evaluation of s ystem thermal economy are introduced.Future researches focus on the efficient utilization of low-temperature waste heat resources: (1)developping personalized utilization plans for different users;(2)making j ull use of the heat of c ooling logistics in the production plant whose temperature is higher than100°C;(3)developping new technologies to J urther improve the temperature level of t he waste heat resources.Key words t low temperature waste heat resource in chemical industry^general heating sourcei heat pump；power generation^new techniques通常温度在2oo°c以下的热能统称为低温热。
氧化铝生产系统低品位余热的资源化利用研究与应用
氧化铝生产过程中产生的低品位余热可以通过资源化利用得到有效的回收利用，为企业节能减排、降低生产成本提供可行的途径。
一种典型的资源化利用低品位余热的方法是采用余热发电技术。
余热发电技术是利用低品位余热驱动发电机发电，将余热转化为可再生能源。
在氧化铝生产系统中，例如在煤气发电过程中产生的高温废气，通过余热锅炉、蒸汽发电机等装置进行能量回收，转化为电力供应给生产过程，实现热电联供。
通过余热发电技术的应用，可以大幅降低企业的能耗，提高综合能源利用效率。
另外，低品位余热还可以用于余热加热和余热蒸汽供应。
在氧化铝生产系统中，大量的余热可以用于加热生产过程中需要的各种介质，例如加热废铝溶解，提高溶解效率；或者用于蒸汽供应，供给生产过程中的蒸馏、干燥等需求。
通过有效的余热利用，不仅可以降低企业的能耗，还能提高生产过程的效率和产品质量。
此外，低品位余热还可以通过余热空调系统进行回收利用。
余热空调系统利用余热为生产车间或办公楼提供供暖和制冷服务。
在氧化铝生产系统中，通过余热空调系统可以将废热转化为冷水或热水，为生产系统和办公系统供暖或制冷，减少对传统电力的需求，达到节能的目的。
总之，氧化铝生产系统低品位余热的资源化利用可以通过余热
发电、余热加热和余热空调等方式实现。
这些技术的应用可以提高能源利用效率，降低企业的能耗和生产成本，同时也有助于减少对环境的影响，促进可持续发展。
工业低品位热能的利用方式社会的不断进步，使得人们的生活水平在很大程度上得到了提高，工业低品位热能的利用方式就是通过改变室内的热湿环境，为人们的居住生活提供一个舒适健康的环境。
工业低品位热能的利用方式的应用越来越广泛，一个良好的工业低品位热能的利用方式设计，不仅可以提高人们生活舒适度，还可以提高工作学习效率。
随着我国民众环保意识的增强，不再单单一味追求舒适的居住环境，更多的开始关注节能减排、绿色环保、和谐自然的居住环境。
1.1工业低品位热能的利用方式引言概述工业低品位热能的利用方式在最近几十年飞速发展的过程之中，其整体的产业耗能占比已经接近我国社会整体能耗的三分之一，而对于工业低品位热能的利用方式的整体使用来说，其能耗在建筑整体能耗之中的占比达到了40-50%，工业低品位热能的利用方式以其出色的节能性和环保性，受到越来越多的关注，同时也被不断推广。
但是，工业低品位热能的利用方式在施工中往往不受重视，导致发生了很多问题，而且我国的工业低品位热能的利用方式的设计和施工往往由不同单位承包，其对于问题的理解方式不同，相对应的利益关系也存在很大区别，导致很难有完美的配合。
加之，设计人员和施工人员的素质不同，工业低品位热能的利用方式可能由于缺乏施工经验而凭空想象，造成设计不合理；施工人员对设计理解度不够，达不到设计要求，造成设计效果大打折扣等。
工业低品位热能的利用方式的施工质量好坏直接和影响了建筑物的使用质量好坏，加强工业低品位热能的利用方式的施工工业低品位热能的利用方式管理，有利于提高工业低品位热能的利用方式质量。
因此，对工业低品位热能的利用方式进行工程工业低品位热能的利用方式管理是非常有意义的，也是非常重要的。
由于社会的发展，人们的生活水平得到了大大提高，在这种大形势下，相应的物质需求也就急速膨胀，而工业低品位热能的利用方式基本的居住工程也成了社会最为关注的重点工业低品位热能的利用方式之一。
作为工业低品位热能的利用方式中重要组成部分之一的工业低品位热能的利用方式，其设施好坏还会对用户日常生活产生直接影响，因此工业低品位热能的利用方式的质量是否过关直接影响到用户对于住房的选择，也是考察整个工业低品位热能的利用方式的质量是否达标的重要参考条件之一。
低品位余热回收利用改造的应用摘要：工业生产过程中存在大量被废弃的90℃~150℃之间的低品位废热，通过有机朗肯循环（ORC）发电系统，将低品位余热转换为高品位电能，达到节能降碳的目的。
关键词：低品位余热；余热发电；有机朗肯循环（ORC）发电；1引言随着我国科技的进步，生产工艺的日渐提升，目前已有较为成熟的中温、高温废热的余热利用技术，例如水泥、钢铁等企业的高温烟气回收发电技术已走向工业化。
但低品位余热利用却并不广泛，存在回收难度大、经济效益差等问题。
而工业生产过程中被废弃的90℃~150℃之间的低品位废热却大量存在，例如碳氢化合物分馏后的冷凝、天然气长输管道燃压机组废热；锅炉的排烟余热；以及钢铁行业的转炉电炉的气化冷却工艺，烧结的排放废气等等。
甚至有的生产企业夏季与冬季的能源使用量的不同，造成大量的低温热源的直接放空。
如果能将低品位的余热加以利用，对提高我国能源利用效率，改善大气环境质量有着显著的作用。
2低品位余热简介相对于煤炭和天然气等高品位能源而言，低品位余热是品位低、热值低、浓度小，且不被人们重视的废热能源。
3低品位余热回收利用的应用某企业年综合能耗消耗量大，为国家重点用能单位，企业工艺生产过程中产生大量低压饱和蒸汽，蒸汽进入装置前温度为165℃，压力0.7MPa，装置反应热为260℃左右，通过降温、加湿后装置产生大量低品位余热蒸汽，蒸汽温度125℃，压力0.2MPa，该该部分能源目前在夏季通过溴化锂机制冷产生7°左右的冷水供装置使用，低温天气时利用于空调加热，其余部分降至常温后返回工艺塔，余热利用率偏低。
针对生产过程中所产生的低品位蒸汽，提出余热发电的改造方案。
4余热发电工艺选择综合对比各余热发电技术，ORC有机朗肯循环技术（透平膨胀机组）具有安全、稳定、可靠、自动化程度高、运营成本低、使用寿命长等优点。
表1 各余热发电工艺对比表有机朗肯循环（ORC）发电是回收低品位余热的废热回用技术，提高能源利用效率、充分回收低品位余热资源，是当下企业节能减碳的重点工作，是缓解能源紧缺的有效途径。
底隔绝区域内分段分析。
代表监视点热分析时,在较大的设备内动火，处理测试分析每一部分,管道长材料时,应该在完全的隔离区域分割分析。
6.2设备外部动火，应在不小于动火点10m范围内进行动火分析。
6.3动火点周围及下方10米的地面是否有可燃物、孔洞、窨井、地沟、水封等，动火点是否有可能泄露的易燃易爆物料（如废气的油桶、可燃的纱布等）及设备等，这些地方都应作为重点进行分析，不能只分析动火点一处。
6.4在管线上进行动火时，应先查明其内部介质（可燃物、水、氮气、空气）及其走向，可选择在管道阀兰间隙或者管道中小孔中取样分析，插入需要1米以上。
6.5分析间隔时间①动火分析间隔时间一般不超过30min，如果现场条件不容许，间隔时间可以适当放宽，但不能超过60min。
②作业中断时间超过60min，应重新分析，每日动火前均应进行分析，特殊动火期间应随时进行监控分析。
7分析数据处理7.1动火分析合格标准①当被测气体或者蒸汽的爆炸下限大于或等于4%时，其被测浓度应不大于0.5%（体积分数）。
②当被测气体或者蒸汽的爆炸下限小于4%时，其被测浓度应不大于0.2%（体积分数）。
7.2动火分析作业票的填写①分析完成后要在动火证作业证上及时填写取样时间，应精确到分钟、取样的具体地点、分析结果。
②如分析结果不合格应及时向班长或车间汇报。
7.3分析结果的正确填写①分析结果不能写分析合格或者不合格。
②如果检测结果为零，不能写“0”或者写“未检出”，应写小于0.5%，或者0.2%。
③如果检测结果大于0.5%或者0.2%，应写大于0.5%或者0.2%。
④分析人员应在“分析人”处签名，并将分析结果在原始记录本上及时记录。
8结束语近年来，随着化工企业快速发展，规模正在增长,不断提高技术能力,由动火作业引发安全生产事故,因此,加强安全的动火作业分析工作,不仅可以提高工作效率,还可消除动火作业风险,减少安全事故发生。
参考文献:[1]侯明艳，等.动火作业.化学品生产单位特殊作业安全规范GB30871-2014.04.作者简介:耿慧英，1971年03月出生，女，汉族，河南襄城县人，大专学历，工程师，致力于化工分析和实验室管理方面的工作。
低温余热发电在石化行业的应用何立波;可开智【摘要】针对石化行业中低温余热的特点,确定低温余热发电技术方案,特别介绍了利用炼油过程中产生的低压蒸汽和高温热水用来发电的热力系统.通过分析,对石化工业中的低温余热发电项目进行了经济评价,并计算项目的投资回收期.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)004【总页数】3页(P167-168,196)【关键词】低温;余热发电;闪蒸;石化【作者】何立波;可开智【作者单位】北京世纪源博科技股份有限公司,北京 100036;北京世纪源博科技股份有限公司,北京 100036【正文语种】中文【中图分类】TE08石油化工行业中，换热器的投资占总设备投资的30%～40%，生产过程中换热器需要使用冷源和热源，必然会产生蒸汽或热水。
在系统工艺设计中，自身产生的蒸汽或热水会在其它设备中使用，最终得到全厂的能量平衡［1］。
但是在实际生产过程中，往往会有富余的蒸汽，或者一些高温热水需要使用循环冷却水去冷却而没有得到合理利用［2］。
随着我国经济的高速发展，工业技术水平的不断提高，对能源的需求和利用效率提出了更高的要求，响应国家节能减排和循环经济的要求，低品位余热发电项目已经开始在石化行业得以应用［3］。
1 余热资源调查北方某石化企业委托我们公司对厂区余热进行进行调查和利用。
通过调查该石化企业的能源平衡表和工艺流程的热平衡图，我们发现该石化企业第二催化车间有两股热源没有充分利用，第一股热源是第二催化车间富余的低压饱和蒸汽，其额定压力约0.4 MPa，蒸汽流量约20 t/h。
第二股是第二催化车间的一股热媒水，其额定温度为120℃，额定流量为520 t/h，热媒水需要在换热器中被循环冷却水冷却到60℃后返回装置中吸热循环使用，热媒水冷却过程不但使大量低温热能白白浪费掉，而且还消耗大量的循环水和消耗电能用于循环水泵。
2 技术方案2.1 汽轮机数量的选择利用上述两股参数不同的热源发电可以有多种方案，最简单的是使用两台不同进汽参数的汽轮机的方案。
低品位热能利用及储热技术的研究摘要：造成能源效率低下的主要原因之一是缺乏低成本高效益的低品位热量利用技术。
余/废热是一种重要的潜在资源，迄今尚未完全开发。
本文综述了几种适用于余热利用的技术，特别是低品位热能的利用技术，主要包括: （一)化学热泵（二）热能储存，包括显能和潜能蓄热及其相应介质，以提高低品位热能系能源效率，这两种方法都可以提高低品位热能的利用效率。
关键词：化学热泵；蓄热技术；低品位热1化学热泵技术化学热泵由冷凝器、蒸发器和反应器（带有发电机)或(吸附器/吸收器）组成，通过可逆反应用于提质和储存热能，特别是低品位的提质和储能。
Wongsuwan和Fadhel等人指出，化学热泵既可以利用气液吸收过程也可以利用固气吸附过程。
吸附化学热泵可进一步分为化学吸附化学热泵或物理吸附化学热泵。
化学吸附是吸附技术的一个重要组成部分，是由暴露表面发生的化学反应驱动的。
吸附剂之间的强相互作用由离子键、共价键引起的。
相反，物理关于化学热泵的基本原理、分类、工作模式和经济分析的科学文献，已经证实化学热泵是一种可持续的技术，可以在热需求期回收低品位热量（包括地热能）和供应能源。
化学热泵技术可以作为一种独立的技术，也可以集成到联合热电(CHP)系统中，形成第三代制冷、加热和发电(CCHP)联合系统。
第三代联合系统的研究主要集中在吸收循环上，而不是吸附循环。
1.1气固吸附循环吸附循环可分为多床循环和热波循环。
多床循环是两个或多个吸附循环的组合。
多床循环由于它更灵活的热源温度，其温度在313 K到368 K变动，具有更广泛的应用潜力。
Ma等人研究了适用于吸附循环的两百多种活性盐。
这些盐的共同特征包括：（1）导热系数低导致吸附和解吸时间较长，因此需要更大的设备（如吸附柱）才能达到所需的反应时间（2）传质速率取决于通过吸附颗粒和通过吸附床的吸附剂的吸附性能。
温度和吸附浓度的分布受床层孔隙率的影响；（3）孔隙率的增加降低了热导率和传质阻力，但同时也增加了吸附周期。
2010年第1期(总第58期)2010年2月收稿日期:2010201211作者简介:李贵良,1965年生,男,山西新绛人,1988年毕业于西安交通大学热能工程专业,2002年获西安交通大学工商管理硕士,高级工程师,公司董事长兼总裁。
高新技术低品位余热回收利用技术的研发及应用李贵良(太原嘉能动力科技有限公司,山西 太原 030021)摘 要: 低品位余热是一般不被重视的废气能源,虽然能量品质低或密度低,但将成为节能减排的重要组成部分,指出,通过多年的实践,对低品位余热利用的研发与应用技术是可行的,具有现实意义。
关键词: 低品位余热;余热锅炉;节能减排中图分类号: T K01 文献标识码: A 文章编号: 1674239972(2010)0120060202R esearch and Application of Low 2grade W aste H eat R ecoveryLI G ui 2liang(Taiyuan E 2power Technolgy Co.LTD ,Taiyuan 030021,Shanxi ,China )Abstract :Low 2grade waste heat is an emission energy which has being generally not taken seriously.Although the energy quality and density is low ,it will become an important component of energy 2saving and emission reduction.Through years of practice ,the author points out that research and development of low 2grade waste heat utilization and application technology is feasible and practical significance.K ey w ords :low 2grade waste heat ;waste heat boiler ;energy 2saving and emission reduction0 引言低品位余热是指能量品质低或密度低,一般不被人们重视的废弃能源。
低温余热发电技术在煤化工项目上的应用蔡力宏;车银平;许贤文;钟志平【摘要】The power generation using low temperature waste heat based on organic Rankine cycle ( ORC) was studied. To effectively use the low temperature waste heat of a coal chemical project, a scheme for correct use of ORC waste heat was determined after computing the heat capacity of the low temperature condensation liquid, and the ORC generating unit was used to replace the original water-cooling tower so as to achieve the generation of electricity while cooling the condensation liquid. The analysis of the generation shows that the net generation power of this pro-ject is 516kW, the saved energy-consumption power of the circulating pump of the cooling tower is 110kW, and the annual electricity production is 5. 008 million kilowatt-hours, which means 1812. 4 tons of standard coal a year.%研究了采用有机朗肯循环( ORC )的低温余热发电技术。
炼油化工企业低温热能利用方案选择摘要低温热总量巨大，对其高效利用在节能减排、能源结构调整等方面的意义重大。
低温热已在我国工业过程中初步利用，但尚存改进与优化空间。
未来工业过程中的低温热将呈现出新的特点与趋势，低温热的利用途径也需相应发生变化。
低温热利用的总体原则是，“将合适的能源用在合适的地方”，追求整体效益最大化，从五个层次进行解释。
提出低温热利用的三步骤技术路线；围绕低温热利用中的关键技术，进行原理和性能改进方向的讨论，包括低温热发电技术、热泵技术以及系统的模拟、评价、优化和运行控制技术。
通过某炼厂低温热利用的多种方案的经济性分析对比，针对低温热的实际，提出了具体利用方案供选择。
关键词低温热，集成，优化，方案选择1 低温热的定义与分类低温热是指品位相对较低的热能，一般温度低于200℃，这些能源种类繁多，包括各种工业过程中的余热，以及太阳热能、地热、海洋温差等可再生能源形式。
工业过程中的余热存在于气态及液态载热体中，气态主要是工艺产生的气体，液态主要是冷凝水和冷却水等。
根据产生原因不同，低温余热可进一步分为主动生成式和被动生成式。
主动生成式低温热是指供热装置由于产品性质、相态、管道输送或其他限制原因，必须以不能超过某一温度向下游装置输送的，高出规定输出温度的热量如难以被本装置利用，即可考虑纳入低温热范围。
如整体煤气化联合循环（IGCC）系统中制得粗合成气先要进行冷却降温，以满足后续低温净化工艺，而这部分被强制冷却下来的热能就属于主动生成式低温热。
被动生成式低温热是指工艺流程中附带产生的废弃热量，如供热锅炉烟气排放中携带的热量。
低温热总量巨大，有统计指出，人类利用的热能，有一半以低品位废热形式直接排放。
目前，我国能源效率比国际先进水平低10个百分点，回收工业余热节能潜力巨大。
回收和利用这部分低温能源，从国家角度有助于解决我国高能耗和环境污染问题，从企业角度可实现节能减排和降本增效。
国家对工业低温热利用技术高度重视，在国家科技部最新发布的《洁净煤技术科技发展“十二五”专项规划》中，单列“高效燃煤与工业节能”章节，明确继续对“工业低温余热回收、过程优化节能”等方向的支持，并初步估算，该类技术的节能潜力超过1.5×108t标准煤，约占目前全国一次能源消费总量的5%[1]。
浅谈低品位热能的利用途径刘廷泽（亚洲硅业（青海）有限责任公司，青海西宁810000）【摘要】在石油、化工、冶金、能源等行业中，有许多企业在产品生产过程中会产生大量低品位的余热，这部分热源品位低，利用难度较大，许多企业直接进行冷却处理，造成能源消耗升高和对环境的热污染。
随着能源成本的不断上升，这部分低品位的热能的应用正受到更多的关注和开发。
许多先进技术和设备的开发利用，为低品位热能被更好的利用创造了条件。
【关键词】低品位热能；综合应用；工艺与设备；途径【中图分类号】TB616【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2018）11-0322-021引言在石油、化工、冶金、能源等行业中,有许多企业在产品生产过程中会产生一部分低品位的余热,因这部分热源品位低,利用难度较大,许多企业直接进行冷却处理,造成能源消耗升高和对环境的热污染。
随着技术进步,能源成本升高和环保要求的不断提高,这部分低品位热源正受到人们的关注并逐步被开发利用。
目前,可以使用的余热回收工艺路线有热泵制热技术、余热制冷技术、MVR工艺、闪蒸发电、水蒸气压缩等。
企业可以结合自生的条件和需要,选择合适的低品位余热利用项目,充分利用低品位热能,减少能源消耗和浪费,为企业和社会产生更好的效益。
2低品位热能应用途径2.1直接应用能够直接利用是低品位热源各种利用方案的首选。
例如:直接用来提供企业的采暖、生活热水、工艺热风等。
一般情况下,50~120℃的废热可以直接应用,热效率100%。
直接应用方面主要是选择合适的换热设备。
板式换热器在余热利用中被广泛应用。
2.2使用热管技术热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George 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相变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。
化工企业低品位余热能源的发电应用通化化工股份有限公司尹继平江苏凯茂石化科技有限公司李洪伟天津圣智达机电设备有限公司李光寅化工生产存在大量的低品位余热，许多企业无法利用只能放空处置。
随着石油能源危机的出现，人类不断寻找新型能源，同时也在关注低品位能源的利用研究。
时代的发展与能源格局的骤变，不被人们关注的垃圾级低品位能源还是有幸让研究人员发现与研究利用。
垃圾处理焚烧发电、新农村秸杆沼气发电、生物能发电、风力发电、太阳能发电、半导体温差发电，震动发电……，甚至连微小的能源也被科学家关爱了，掀起了新一轮的工业化发电热潮。
笔者长期研究低品位余热发电技术和跟踪发电设备研发进展，目前已进入工业化应用阶段，本文是近年来的研究应用情况。
一、低品位余热利用发电的价值按照发电一千瓦小时电消费327克标准煤计算，折合碳排放870g/kwh。
如果能把化工企业的低压余热蒸汽利用发电，无论是当前还是未来，将功不可没。
1MPa以下的低品位蒸汽无法满足1.5MPa（340℃）传统低压汽轮机所需参数工作条件。
近年由江西华电电力有限责任公司开发成功的“螺杆膨胀蒸汽发电机”工作压力为0.2-3MPa，能适应汽液两相混合工质热源，很好地解决了甲醛生产过程副产0.4MPa饱和蒸汽的用途。
二、低压低温蒸汽发电原理利用0.2-3MPa压力，温度不高于300℃的饱和蒸汽，直接通入蒸汽产生动力，利用较低的压力差、温度差拖动发电机，实现“蒸汽能-机械能-电能”的转换机理。
这类发电机组有传统汽轮机的改良型，也有独具特色的气液混合式机型。
其发电消耗蒸汽流量2.5-4t/h时，能发电200kwh。
下面就笔者跟踪的蒸汽发电设备调查如下：1、美国ECT饱和蒸汽汽轮发电机是利用纯低温饱和蒸汽即可接入发电的高科技设备，在余热利用发电工程上很为适用。
在现在已有蒸汽锅炉供车间设备使用蒸汽的工厂最为有利，即把此饱和蒸汽涡轮发电机串接在蒸汽管道上，即可产生40-2500KW电能，（条件：蒸汽压力在2公斤以上，蒸汽流量在3吨/小时以上），不增加蒸汽锅炉的燃料，不影响车间设备蒸汽的使用，只利用车间设备不利用的蒸汽动能。
该饱和蒸汽涡轮发电机为联合国环保组织投资，美国研制生产的高科技设备，具有环保，节能，高效的优势。
2、背压式过热蒸汽机组需配备带有过热器的锅炉使用，原饱和汽的锅炉需要加装过热器才能与之配套。
6-10t/h以上的锅炉都有加装过热器位置，10t/h锅炉有饱和汽1.27 Mpa、194℃改为1.27 Mpa、350℃，需加装过热面积为43.67m2.。
过热器是有多根ф32×2.5的钢管弯曲几圈而成。
进排气参数对背压式汽轮机做功能力和效率有一定影响，在一定范围内进汽参数越高，排气参数越低；汽轮机做功越多，汽轮发电机发电越多、汽耗越低。
例如：B0.3-1.27/0.49进汽280℃、汽耗32公斤/度电。
B0.3-1.27/0.294进汽320℃、排气2160C、汽耗21.5公斤/度电。
B0.3-2.45/0.49进汽390℃、排气2730C、汽耗19.5公斤/度电。
该背压式汽轮机组节能的宏观认识，能量的可用性必须从能的数量和质量两个方面来加以分析,能的品质主要由它的做功能力来衡量。
电能机械能的品质高于热能，而温度高的热能转变为功的能力强，是高品位热能。
工业企业生产中使用的蒸汽大部分是降低了锅炉的压力、温度后使用的。
一般1.27Mpa、1940C的锅炉降低至0.588Mpa、1640C使用，其卡诺循环热效率降低了4.35%，如果该锅炉提高至3200C，则卡诺循环热效率将提高53%，更重要的是加装过热器提高温度之后，发送了热能的品质，实现了热能的梯级利用，使之提高了其能量的综合利用水平，降低了企业总的能源消耗成本，提高了企业的经济效益。
一台1500KW 低压冷凝机组改为背压式机组后，每度电从576克煤耗下降到189克，节能67%。
3、同济大学有机朗肯循环机组（低温余热发电试验台），试验系统主要用于进行低温余热发电的相关试验，其中包括：有机工质研究、膨胀机研究、传热研究及系统性能研究。
通过试验，为有机朗肯循环余热发电设备的设计及研发提供理论基础及试验参数。
系统主要用于回收150℃～250℃的余热，包括地热、烟气余热、废液余热等各种形式余热。
膨胀机的轴功率设计范围为1～10kw。
系统设计压力为2MPa。
系统工质采用R123或R134a等环保冷媒。
4、“螺杆膨胀动力机ZL03123341.4”专利持有单位,2009年科技部批复产业化基地总投资50亿元,发改委推荐节能项目,2008年成功投入应用!产品介绍：SEPG-400B-500-2700-1.65-C （动力输出420kw，发电400kw）机型-功率-转速-长径比-标准C产品规格：SEPG-250B-XX 50-100KW、100-200KW、200-250KW;SEPG-300B-XX 100-200KW、200-300KW、300-400KW;SEPG-400B-XX 250-400KW、400-550KW、550-700KW;SEPG-500B-XX 400-800KW、800-1000KW、1000-1500KW;使用条件: 蒸汽0.15∽3.0MPa <300℃；热水0.8MPa >170℃。
三、燃式发电机原理1、内燃式发电经过改造的汽油、柴油机，可以使用天然气、液化气、沼气发电，商品化的发电机组价格很便宜，约600-1000元/kw。
甲醛尾气通入内燃式发电机也可以发电，但易形成积炭效率逐渐降低，维护麻烦，不保证长期运行。
早年重庆大方化工就试验过该方法，取得了40kw/t 37%甲醛尾气的可贵数据。
2012年河北省石家庄一家甲醛厂购置了1台多燃气发电机，但存在爆劈声，该发电机由南通宝驹气体发动机有限公司提供。
2、外燃式发电机1816年由苏格兰牧师雷伯尔特·斯特林发明，又称“热空气发动机”，当时已生产出数千台。
后由于蒸汽机和内燃机的出现而被冷落，到二十世纪初已基本消失，主要由于封入的工质为空气，加热温度仅几百度，致使机构庞大使用不便。
1930年荷兰菲利蒲公司欣赏它的外燃式静止发动机的特点，做为无线电用发电机的动力而重新开发，但不久由于电子器件的晶体管化而停顿。
以后又做为汽车用发动机重新开发，采取700℃以上的温度加热5～20MPa的氢气和氮气为工质，试制了换置式和斜板回转式双向型发动机，并做了装车试验。
由于高温，高压产生的高效率和高转矩，在以氢气为工质时达到了高速度，初步显示有可能成为比内燃机效率高的外燃式汽车发动机。
该公司将液氨用发动机商品化，将其余的发动机制造技术于1957～1967年陆续转让给西德和瑞典的有关公司。
1973年世界性石油危机后，节油和油的替代提上重要议事日程。
菲利蒲公司重新和美国福特公司合作共同开发了127kw的回转斜板式双向型4—2150A发动机。
进入八十年代以来，第二次石油危机又引起各国对斯特林发动机的关心，后来石油供应虽有缓和，但从环保和能源角度出发各国又竞相进行斯特林发动机开发工作。
斯特林发动机的一个突出优点是可以利用多种分散的能源。
我国是一个农业大国，农业是国民经济的基础。
我国农村有丰富的生物质能资源，但品种、分布不均，具有季节性、间歇性分散性的特点。
用旧式炉灶直接燃烧，热效率很低，一般为10～15％。
如果用斯特林发动机将农村烧掉的生物质能(按1987年的328Mtce计算)，以同样的效率(10％～15％)转换为电能，相当于转化同年农村用电量的2～3倍。
在边远的地区、山区和荒漠，以及海岛等地区，架设电网的投资太大，采用柴油发电成本太高，而斯特林外燃机可以利用太阳能、沼气、植物垃圾热解气体的特性，可以较好的解决这一难题。
目前，农用动力斯特林发动机，已引起各国的极大兴趣。
在农村，可以燃烧各种物质如木屑、米糠、棉秆、椰子皮壳和谷壳等进行工作的。
以空气为工质，运转时，噪音低，振动小，无污染。
不用润滑，即可取暖，又可发电，非熟练工人也能操作。
斯特林发动机的另一优势是余热回收，而且大大简化了工艺技术。
利用热腔温度达到700℃即可发电的特性，不需要任何介质或热能转换装置，直接将热腔伸入热源之中，将余热转换成高价值的电能。
例如：炼油厂、化工厂、焦化厂、冶炼厂等，均可使用。
每个外燃机可以回收50kW电能和90kW热能。
1台50kW的斯特林外燃机完全可以满足1000—3000建筑平方米采暖。
这种使用斯特林发动机的热电联产装置实际上相当于一台副产电力的供热锅炉，一般情况下是根据供热需求来确定其运行状态的，其电力系统可以与电网连接，多余的电力通过配电盘向外界供电。
如果配备相应的热水型吸收式制冷机的话，夏季就可以利用热能制取空调所需的冷却水，从而部分地取代目前广泛使用的耗电量可观的蒸汽压缩式空调制冷装置。
显然，不仅在冬季的供暖期，而且在夏天的供冷期，热电联产装置都能发挥重要的作用。
我国目前已设计出功率150kW-1OkW该类发动机11种，是一种具有国际水准的科研成果，而排放的污染气体比目前市面上的其它发动机都要小，达到欧洲排放标准。
适合甲醛行业生产单位含氢尾气直接燃烧发电应用。
笔者跟踪上海711研究所燃气事业部从事的外燃式动力机6年，2012年用氢气燃烧获得了发电机组宝贵数据，不久甲醛尾气就可以直接接入这种机组发电，其效率远远高于其它类型动力发电机。
这种外燃式动力机是斯特林结构的发动机，燃烧室很大，常压燃烧，运行寿命长，免维护。
尺寸2620×1398×1647，重量2.2t，运行噪音75dB（A），单机功率50kW，同时产55℃热水1.5t/h，总能效η≥85% 。
2011年4R90GZ 外燃式热电联供机荣获了“中国分布式能源创新奖”，该事业部对外为上海齐耀动力技术有限公司，位于上海市张江高科牛顿路400号。
四、甲醛企业发电应用一家5万吨甲醛装置年工作300天，37%甲醛产量为6.94t/h，原料单耗444.65kg/t为基础数据。
每生产一吨甲醛，尾气有582m2，N2氮气占了主要成分，甲醛尾气含可燃成分H2氢气19-21%，其它CO、CH4、CH3HO、CH2O约1%，属低品位能源。
每生产一吨甲醛，582m2尾气经锅炉燃烧生产0.4MPa的饱和蒸汽330kg/t，车间氧化反应器的废热锅炉最大富裕蒸汽220kg/t。
企业蒸汽系统的管网为并联，蒸汽总余量：(330+220)kg/t×6.94t/h=3.8t/h企业适用哪种发电方案，见下表选择。
采用螺杆膨胀动力发电机可发电功率的计算：3.8t/h÷0.01368t/kwh=279kw/h适宜选配SEPG-300B-XX 100-200KW、200-300KW、300-400KW中的200-300kw机组。
