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提高工业余热利用率促进生态环境改善
添加时间:2019-12-10

目前,我国高温余热利用技术已日趋成熟,但中低温余热利用率仍很低。中低温余热占总余热的比例约为40%-50%。如果能利用这部分能源,不仅为社会节约了大量的资源,还减少了二氧化碳的排放和热污染,促进了生态环境的改善。

一、余热利用概况

余热是二次能源,是可燃能源和一次能源转换过程的产物。它是工作介质燃烧过程中留下的未利用的热量。余热不仅取决于能源本身的质量,还取决于生产技术的发展和科学水平。热水法、空气预热器、余热锅炉、烟气换热器、加工材料等是目前常用的余热利用方法。

由于生产方法、设备、原材料和燃料条件的不同,以及生产过程的不断变化,使得余热的利用十分不便。废热源的特性大致可分为以下几类:

(1)热负荷不稳定。这是由过程决定的。

(2)热源腐蚀性。绝大部分余热烟气由二氧化硫和其他腐蚀性气体组成。此外,烟气或炉渣中含有金属和非金属元素的各种物质可能对余热回收设备受热面造成低温或高温腐蚀。

(3)受安装现场条件限制。如设备连接要求、一定范围内的排烟温度等,这些要求可能限制余热回收设备的利用,需要综合研究和考虑。

(4)余热烟气含尘量大。同时,烟气的化学和物理性能也很差。当炉烟温度高、含尘量大时,容易积聚粘结,造成余热回收设备磨损甚至堵塞。

目前,我国工业生产过程余热利用潜力很大,但并非一次性事件。同时要满足工艺需要、经济合理性、技术可行性和生态文明的要求。最根本的问题不是余热回收,而是尽可能减少余热排放量,如降低废气温度、降低热损失、热能梯级利用等,减少冷却介质带走的热量,提高热力设备的热效率。因此,在制定余热回收计划之前,需要注意以下几点:

(1)检查装置本身的热效率是否可以提高。提高装置的热效率,不仅可以减少余热和能耗,而且比使用回收装置更有效、更经济。

(2)考虑余热是否能返回装置本身预热燃料或助燃空气等,这样可以节约优质能源,直接降低装置的能耗,比回收余热用于其他用途(如产生蒸汽)更节能。

(3)制定恢复计划。首先,要了解余热的质量和数量以及用户的需求,尽量做到能级匹配,在经济技术原则允许的范围内选择合适的系统和设备,尽可能充分利用剩余能源,发挥更佳效果。

二、余热资源分类

余热利用作为节能的热点之一,广泛分布于各重工业企业和轻工业企业。余热储量非常丰富。由于技术或工艺的限制,大部分企业没有有效利用这部分热量,大量余热排放到大气中,不仅造成能源浪费,而且可能对生态环境造成污染。

根据废热载体的不同,废热资源可分为固体载体废热资源、液体载体废热资源和气体载体废热资源;根据废热载体温度的不同,可分为高温(500℃以上)废热资源,中温余热(200℃-500℃)和低温余热(200℃以下);根据余热资源的不同来源,可分为高温烟气余热、高温蒸汽余热、高温产品余热、高温炉渣余热、冷却介质余热,凝析油余热、可燃废气余热、化学反应余热等。

这些余热可以进一步转化为其他机械能、电能、热能或冷能等。

三、余热回收方法

余热回收的方式有很多,包括动力回收和热回收。电能回收是利用余热产生电能或机械能,使低质量的热能转化为高质量的电能或机械能。在大多数情况下,它被用来生产高质量的能源,具有高适用性和易传输性。我国水泥厂有一种非常成熟的低温余热发电技术,即水泥窑纯低温余热发电技术。这种电站的生产线一般配置两台余热锅炉,分别称为窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉。水泥生产过程中窑头、窑尾排出的大量废热或由熟料带出的大量废热通过热回收进入余热锅炉产生水蒸气,再推动汽轮机发电。这种方法不仅降低了工厂的能耗,而且减少了对生态环境的污染,堪称“一石二鸟”。热回收是直接利用余热,利用工厂工艺循环水余热,借助热泵技术解决建筑供暖问题。这种回收方法称为热回收,直接产生热能或冷能供使用。

四、余热回收建议

从技术上看,经过多年的努力,我国高温余热利用技术已趋于成熟,而由于缺乏信息发布渠道和资金,具有巨大潜力的中低温余热利用技术仍处于试验和成长阶段。针对以上问题,提出了几点建议:

(1)大力发展余热处理技术,如新型干法水泥窑无补燃锅炉余热发电技术、热水发电技术、浮法玻璃生产线余热发电技术、转炉余热发电技术等应用广泛在钢铁、石化、建材、水泥、有色金属、制糖等领域。只要热量达到一定量,就可以通过低温发电技术回收。

(2)加强中低温余热利用技术研究,促进余热利用技术的开发和应用。鼓励更多耗能企业使用,更好地了解节能技术,形成清洁发展新机制。

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