近年来,中国工业领域内的余热资源,特别是高温和中温余热资源利用取得显着效果。但是,与发达国家相比,工业领域内的低温余热资源(低品味余热资源)利用还有一定的差距,且行业内不同企业之间也很不均衡。随着节能工作的不断深入,低温余热资源的利用日益成为节能工作的一个热点和难点,本文分析了低品味余热资源的特点,总结了目前的利用方式和技术进展。
工业余热主要指工业公司热能转换设备及用能设备在生产的全部过程中排放的废热、废水、废气等低品位能源。余热资源都会存在于钢铁、化工、石油、建材、轻工和食品等行业,这一些行业都存在丰富的等级不同的余热资源,利用余热回收技术将这些低品位能源加以回收利用,是节能的重要手段之一。按照余热资源载体的温度高低,可以把余热资源按品味进行划分,温度高则代表余热资源的可做功能力高,即便是直接传热也可以方便利用,即是所谓“高品位余热资源”。温度低,则代表该余热资源品味较低。
现在工业公司中品味较高的高温和中温余热资源绝大部分得到了很好的利用,对低品位余热资源的利用也已经进行了不少探索。但是总的来说,低品位余热资源的利用还处于起步阶段。
余热资源的大多数来自为:①烟气的余热;②高温产品和炉渣的余热;③冷却介质的余热;④可燃废气、废液和废料的余热;⑤废汽、废水余热;⑥化学反应余热。很典型的低品位余热资源有:① 锅炉(加热炉)等排放的烟气,一般在140~180℃;②高炉渣、炼钢渣的冲渣水,温度在60~9 0℃;③循环冷却水,大部分在30~50℃;油田采出水,在30~60℃。低品位余热资源的利用难点在于:①大部分低品位余热资源含有腐蚀性的物质,对设备长期安全运行构成不小的影响;②有的低品位余热资源具有间歇性的特点,难于连续运行;③由于品味较低,难以在现场附近寻找到比较合适的供热(冷)负荷;④用于发电,效率较低,技术还有待成熟,经济效益偏低。
热交换技术设备对低温余热的利用不改变余热能量的形式,只是通过换热设备将余热能量直接传给自身工艺的耗能过程,是余热回收直接高效的方法之一。由于低温余热资源温度较低,需要找到合适的利用场合,还应该要考虑输送过程中的损耗因素。
比较常见的有:循环水(油田采出水、高炉冲渣水等)用于采暖供热、锅炉烟气用于余热空气(或给水)、加热炉烟气余热用于加热物料等。
宣钢、首钢、济钢、太钢等企业都开展了高炉冲渣水用于居民采暖供热的工程建设项目,取得了很好的节约能源的效果。首钢京唐钢铁公司将高炉冲渣水用于海水淡化,成功解决了低温余热回收装置的全年长时间运行问题,这是一种十分合理的利用方式。在电力行业中,国外最早是德国和日本开始使用锅炉烟气余热回收装置,国内上海外高桥发电厂三期、大唐宁德电厂、上海漕泾电厂等都成功采用了锅炉烟气余热回收装置,提升了锅炉运行效率。北京市的部分锅炉房,在燃用天然气的锅炉尾部烟道安装低温省煤器,降低了天然气用量。有的油田也进行了油田采出水供热的尝试。
在直接热交换没有合适的利用场合的情况下,也可以将低温余热用于吸收式制冷或者热泵制热,改变余热能量的等级。
清华大学和江苏双良分别开发了利用电厂循环水做热泵的热源,使用少量的抽汽作为驱动能源,采用热泵将循环水温度提升到95℃以后送入城市供热管网,节约能源的效果显着。化工企业要制冷的工艺装置较多,利用溴化锂吸收式制冷装置,利用余热作为热源,制取冷量作为生产使用,也是非常合理的利用低温余热的节能措施。不过,一般来说,除了化工企业内部能实现低温余热自用以外,别的企业的低温余热资源本企业内部消化都有一定的难度,一般都需要和本企业以外的区域产生联系,才能充分的利用低品位余热资源。
热功转换就是将低品位余热资源转换为机械能或者电能加以利用。一般来说,如果低品位余热资源在“直接热利用”或者“制冷制热”两种方式都存在比较大困难的前提下,热功转换不失为一种选择。如果仅转换为机械能,则需要在余热资源利用现场有合理的机械负载。进一步转换为电能,则能够直接进行稍远一些的输送,使用方式更加灵活。
热功转换的主要技术方法为螺杆膨胀机发电技术、汽轮机发电技术(使用有机工质)、饱和蒸汽发电\拖动技术等。由于低品位余热资源的品味较低,用于热功转换的能源利用效率很低,很多时候经济效益不是十分明显,有必要进行详细的技术经济比较。
低品位余热资源的利用由于温差较小,通常要使用较大的传热面积,这也代表着钢材使用量的增加和占地面积的增加,使得传统换热器并不适合于低品位余热资源的利用场合。而采用相变换热为基础的高效热管换热技术,能够大幅度的提升传热系数,减少钢材的耗量,同时也便于控制受热面的壁面温度。
工业余热资源都会存在腐蚀性的因素,烟气里面含有酸性气体和粉尘,废水中含有氯离子等。这些腐蚀性因素对换热器的长期稳定运行构成严重的影响。要想利用低品位余热,就一定要解决好腐蚀问题,采用特定的换热器材质,合理布置换热器的结构,都有助于减缓换热器的腐蚀,也要注意换热器利用的经济性。
使用热泵及低温余热溴化锂制冷,可以将低温余热升级利用,但是也面临提高能效利用效率和受热面腐蚀的问题,需要在热泵和溴化锂制冷机的设计中考虑这一问题。
螺杆膨胀动力机技术作为低品位发电减排技术,螺杆膨胀机是一种容积式发动机,能利用过热蒸汽、饱和蒸汽、热水、热液和别的热源等,能够正常的使用70℃以上的热水和130℃(也有资料介绍在180~20 0℃)以上的不含硫烟气作为热源,也能够正常的使用低压蒸汽。由于结构特点,螺杆膨胀机的单机功率有限,多在1000kW以下,适合于余热资源较少的场合。
这项技术仍然在逐渐完备,主要是自用电较大,发电效率较低,使得发电利用的经济性受到一定的影响。国内有江西华电、杭州开山股份等公司有相关产品。
对于工业中大量存在的200 ℃,甚至300℃以下的低品位余热,难以使用常规的蒸汽/饱和蒸汽/热水作为工质进行发电利用。这时候,可优先考虑采用有机工质循环方案。
有机朗肯循环(ORC) 不是用水作工质,而是使用低沸点的有机物为工质来吸收废气余热,汽化,进入汽轮机膨胀做功,带动发电机发电,系统简单紧凑。目前采用的工质有机工质有正丁烷、氯乙烷等低温沸点有机物,也有的采用有机工质的混合物。此项技术国外研究较多,美国、德国、日本等都有专门干ORC 技术研发利用的企业。我国目前这项技术正处于发展之中,目前杭州汽轮机公司、清华大学和其他一些单位正在做研究工作。其他低温发电技术,包括Kalina循环发电等,使用的工质是氨水混合物。理论上Kali n a循环发电比ORC的发电效率高出15%,但是实际运行中并没有很明显的优势。
从尽可能充分的利用低品位余热资源的方面出发,建议低温余热资源利用遵循以下原则:
(1)首先应该尽可能优化生产的基本工艺,合理组织换热流程,降低工艺用能,在生产的基本工艺中尽可能地减少低温余热的产生。
(2)低温余热资源的利用要考虑厂区内和周边地区的工业、民用等用热(冷、电)需求,不能孤立地考虑,利用的时候应按照用户距离“先近后远”及利用周期“优先长周期”的原则,做好利用规划。
(3)低温余热资源的利用应根据余热的品质、数量和客户的真实需求,按照能级匹配的方式实现梯级利用,尽可能减少传热温差。
(4)在低温余热资源的利用方式,按照“直接热利用—制冷制热—热功转换”的顺序,合理的安排利用方式。
(5)具体设计利用方案时,还应该要考虑是否传热元件的耐腐的能力和利用技术成熟度,做好经济效益分析和对比。
在设计低品位余热资源利用方案时,应该首先调查厂区内及周边地区的用热(冷)需求,按照前述的原则,综合制定利用方案,再选择经济上可行、技术上合理的利用方案加以实施。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更加多信息而非盈利之目的,同时并不意味着赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权属于原本的作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
阳春新钢铁有限责任公司组织编制的余热资源综合利用发电项目节能报告符合国家发展改革委编制的《固定资产投资项目节能报告编制指南》(2018年本)有关规范要求,作出的节能承诺符合有关要求,原则同意本项目节能报告。项目主要建设内容有:新建1×475t/h超高温亚临界煤气锅炉+1×150MW凝汽式汽轮机+1
随着节能工作的不断深入,低温余热资源的利用日益成为节能工作的一个热点和难点,本文分析了低品味余热资源的特点,总结了目前的利用方式和技术进展。1、余热资源等级规划区分工业余热主要指工业公司热能转换设备及用能设备在生产的全部过程中排放的废热、废水、废气等低品位能源。利用余热回收技术将这些低品位
工业发展带来了巨大的污染,工业余热的利用是节能减排的重要环节。本文主要介绍了工业余热的资源特点,概述了工业余热的利用方式,中国目前低温工业余热技术,以及分析了工业余热利用中存在的问题。总结出目前应该全力发展利用低温余热技术。1.工业余热资源特点工业消耗的能源部门品种包括原煤、洗煤、
一、工业余热可回收率高,政策支持余热利用1、工业余热可回收利用率达60%,节能潜力大中国工业余热资源丰富,余热资源约占其燃料消耗总量的17%~67%,其中可回收率达60%。余热资源很丰富,特别是在钢铁、有色、化工、水泥、建材、石油与石化、轻工、煤炭等行业,余热资源约占其燃料消耗总量的17%~67%
工业余热包括:烟气余热,冷却介质余热,废汽废水余热,化学反应热,高温产品和炉渣余热,以及可燃废气、废料余热。从经济性出发,需要结合工艺生产进行系统整体的设计布置,综合利用能量,以提高余热利用系统设备的效率。根据余热资源在利用过程中能量的传递或转换特点,可以将国内目前的工业余热利用技术分为热
轧钢工序中典型的用能设备为炉窑。炉窑烟气余热除了少量用于预热空气和燃气外,其携带的大量余热资源未被充分回收利用,且不同炉窑排烟温度也不完全一样,通常在250-700℃之间直接排人大气,造成能源浪费。本文重点讲述了轧钢炉窑复杂烟气余热资源回收技术。1、基础原理轧钢炉窑的余热利用技术主要通过余
一、我国余热资源的现状余热是指能利用而未被利用的热能,余热回收就是将浪费的热能回收利用,提高能源利用率,降低生产所带来的成本,保护自然环境。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。根据调查,各行业的余热总
近年来,中国工业领域内的余热资源,特别是高温和中温余热资源利用取得显着效果。但是,与发达国家相比,工业领域内的低温余热资源(低品味余热资源)利用还有一定的差距,且行业内不同企业之间也很不均衡。随着节能工作的不断深入,低温余热资源的利用日益成为节能工作的一个热点和难点,本文分析了低品
一、我国余热资源的现状余热是指能利用而未被利用的热能,余热回收就是将浪费的热能回收利用,提高能源利用率,降低生产所带来的成本,保护自然环境。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。根据调查,各行业的余热总
据悉,河北武安市计划2020年新建低品位工业余热回收城市供暖工程,项目固定资产投资49546.3万元,铺底流动资金453.7万元,建设周期为2020年3月至2021年9月。该项目拟实现最大供热量280MW,拟在厂区内新建余热换热站11座,厂区内架空管道外线km,拟在裕华钢铁厂区西北侧新建主泵站1座,拟在
北极星电力网获悉,7月21日,四川省人民政府印发四川省“十四五”节能减排综合工作方案,方案提出,实施煤炭清洁高效利用工程。严格合理控制煤炭消费增长,抓好煤炭清洁高效利用,推进存量煤电机组节能降耗改造、供热改造、灵活性改造“三改联动”,持续推动煤电机组超低排放改造。原则上不再新建35蒸
近期,济南印发《济南市“十四五”能源发展规划》。6月2日,济南市委市政府新闻发布会召开,围绕《济南市“十四五”能源发展规划》进行发布解读。这部规划是济南市“十四五”重点专项规划之一,是未来一个时期济南市现代能源体系建设的重要指引。《规划》从济南实际出发,全面分析了济南市能源发展基础
记者日前从邢台市人大常委会举行的新闻发布会上获悉,《邢台市城市供热条例》(以下简称《条例》)将于9月1日实施,《条例》填补了邢台在供热立法上的空白。
8月6日,从邢台市人大常委会举行的新闻发布会上获悉,《邢台市城市供热条例》(以下简称《条例》)将于9月1日实施,《条例》填补了邢台在供热立法上的空白。
《中国能源报》记者近日在中国城镇供热协会举办的第三届中国供热学会年会(2020)上了解到,截至2019年底,北方供暖地区城镇集中供热面积约131亿平方米,城市集中供热面积约110亿平方米,集中供热率约85%。会上,中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任,中国城镇供热协会副理事长江亿在做《我
北极星售电网获悉,山东聊城冠县发布2020年冬季清洁取暖工作实施方案,称根据2017-2019年冬季清洁取暖工作情况,参考周边县(市、区)工作经验,坚持整村整片推进,有计划、有步骤地实施农村清洁取暖工程。在集中供热管网敷设内的村庄,优先采用热电联产和工业余热清洁取暖方式,覆盖不到的村庄可实施
“因地施策、因业施策、因企施策,宜独则独、宜控则控、宜参则参,不搞拉郎配,不搞全覆盖,不设时间表。”这是黑龙江省国企混合所有制改革遵循的原则。近年来,黑龙江省着手建立健全混改政策体系,先后出台《全面深化和快速推进国有企业改革的意见》和《关于黑龙江省国有企业未来的发展混合所有制经济的实施
热管是一种新型高效的传热元件。热管技术近年来在工程中的应用日益普及,不仅在余热回收、节能方面取得了显著效果,而且在传统的传热传质设备更新及电子元器件冷却等方面显示出了强大的生命力。余能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。热管作为高效传
随着节能工作的不断深入,低温余热资源的利用日益成为节能工作的一个热点和难点,本文分析了低品味余热资源的特点,总结了目前的利用方式和技术进展。1、余热资源等级规划区分工业余热主要指工业公司热能转换设备及用能设备在生产的全部过程中排放的废热、废水、废气等低品位能源。利用余热回收技术将这些低品位
工业发展带来了巨大的污染,工业余热的利用是节能减排的重要环节。本文主要介绍了工业余热的资源特点,概述了工业余热的利用方式,中国目前低温工业余热技术,以及分析了工业余热利用中存在的问题。总结出目前应该全力发展利用低温余热技术。1.工业余热资源特点工业消耗的能源部门品种包括原煤、洗煤、
中材节能隶属于原中国中材集团,是专业化节能服务平台,主要是做余热、余压综合利用,核心技术为低温余热发电,目前公司水泥余热发电技术已达到全国领先水平,同时多领域业务布局日趋完善,业务延伸至玻璃、冶金、钢铁、化工等其他领域,已成为国内余热发电领域的知名的全方位服务商。2007年起公司开始
据报道,90摄氏度热水就能发电,一吨热水发电3.5千瓦时,这一在世博会上首次公开展示的创新科技,低温热水发电技术能大范围的应用于地热发电以及钢铁厂、水泥厂、浮法玻璃、热电厂等工业余热发电领域。目前,为日本能源部订制的容量为50kw的地热发电机组产品,已经出口至日本。记者从昨天市政协举办的“弘扬世博精神、推动转型发展”研讨会上获悉,后世博效应正在慢慢地显现,尤其是技术成果转化,推动了上海国企全球化的步伐。在上海世博会上,上海企业联合馆引进、消化国外科技,在馆顶安装了1000平方米的太阳能集热屏,产生90摄氏度热水,进而通过热水能量转换
太阳能发电正变成全球范围内可再次生产的能源领域的投资热点。在中国,太阳能光热发电刚刚起步,但由于其成本高、效率低和规模小等限制,当前太阳能热利用率仅占我国一次能源供应的1%。对此,中科院工程热物理研究所金红光研究员认为,太阳能热利用要突破瓶颈,有效提升在一次能源利用中的比重和实现国家节能减排目标,全力发展适合我国特点的中低温太阳能互补发电技术是必然之路。太阳能高温发电存在瓶颈太阳能热发电主要有槽式聚焦系统、塔式聚焦系统、碟式聚焦系统和反射菲涅尔聚焦系统等4种方式。目前已经商业化运行的主要是槽式和塔式。在光电效率方面,除了碟式达到30%以上