工业余热有大作用一文盘点回收再利用的“新”“旧”技术

  余热是指由于历史、技术和概念因素的限制，在已投入运营的工业公司中，在能源消耗装置的原始设计中没有合理规划利用的显热和潜热。包括高温废气余热、冷却介质余热、废蒸汽废水余热、高温产品及矿渣余热、化学反应余热、可燃废气余热、余热。据调查，各行业余热资源总量约占其燃料消耗总量的17%至67%，可回收余热资源约占余热资源总量的60%。

  有很多办法能够回收废热。一般来说，余热综合利用最好，其次是直接利用和间接利用（如余热发电）。综合利用是指根据余热的质量和温度的高低顺序对余热进行利用。高质量的废热可用于生产过程或废热发电；中等（120度至160度）可以使用氨水吸收式制冷设备产生-30度至5度的制冷能力，用于空调或工业；低温可用于加热或使用吸收式热泵来增加生产和家庭使用的热量或温度。

  ① 电力与供暖相结合；②发电与供暖相结合；③生产过程使用；④用汽轮机发电或直接代替电动机驱动水泵；⑤日常使用；⑥利用余热吸收式制冷设备实现热、电、冷的热电联产。

  使用蒸汽加热循环水进行加热，然后直接向用户供热，称为直接加热。直接供暖方式的供水压力相对较低，一般不超过0.6MPa。这种方式适用于供暖面积较小的供暖系统。

  间接供热式采暖系统是将供热系统分为两个循环回路，分别称为一次网和二次网，通过换热站内的表面式换热器将两个循环回路联系在一起。高温水在一次网中循环，低温水在二次网中循环，高温水通过表面式换热器加热低温水。喷射式混合加热器的主要作用是代替表面式汽-水换热器，完成蒸汽加热水的换热过程。这样可以省去一套管理麻烦的凝结水回收系统，而且占用空间小，不需要维护，投资仅为表面式汽水换热器的1/5，所以具有明显的使用优势。

  在需要蒸汽加热的工业生产过程中，经常会产生大量的凝结水，凝结水在冷却过程中，又会产生一定量的闪蒸汽。以前这部分低压蒸汽因为回收困难或回收成本高，经常是放散，浪费了大量的能源。在能源日益短缺的形势下，节能越来越受到企业的重视。对于生产企业来说，节流比开源更重要，节能就是创造效益，采用喷射式汽水混合加热器技术能回收这部分废蒸汽。尽管回收废蒸汽的方法不止一种，但此方法投资小，热能利用率高，应用比较广泛。此方法是用废蒸汽来加热水，然后供给工业生产或生活使用。采用喷射式混合加热器回收废蒸汽的热力系统。

  在热力发电厂或生产蒸汽的工业锅炉房热力系统中，连续排污扩容器和定期排污扩容器是必不可少的热力设备。连续排污的作用是排除锅水中的盐分杂质，控制锅水的含盐浓度;而定期排污的作用主要是排除锅水中的松散沉淀物。排污水量因锅炉的吨位而异，一般连续排污水量不超过锅炉蒸发量的5%，定期排污水量不超过锅炉蒸发量的2%。这些排污水中含有大量的热量，但是因为排污水中的含盐浓度过高，无法再利用，只能排放掉。当排污水进入排污扩容器后，由于扩容降压作用，会产生大量的二次蒸汽，这部分蒸汽是纯净的，可以回收利用。采用喷射式混合加热器技术可以回收这部分蒸汽。通过计算可知，回收这部分蒸汽的节能效益还是十分可观的。

  热焚烧炉简称RTO，是常用的一种工业废气治理方法，利用陶瓷蓄热体来储存有机废气分解时产生的热量，并用陶瓷蓄热体储存的热能来预热和分解未被处理的有机废气，从而达到很高的热效率，氧化温度一般在800℃到850℃之间。

  热焚烧炉处理过的废气温度仍处于高温状态，含有的余热资源高，这是因为废气中VOCs浓度较高时，废气氧化后会产生多余的热量，从热氧化室引出850℃~1000℃的高温烟气，进行余热回收可以采用板式余热回收器，它是一种常用于化工行业使用的换热器，经常安装在锅炉烟口和烟道中，将烟气余热回收后的热量来加热空气，或是回收后的热风用于助燃烘干物料。

  RTO热焚烧炉废气余热回收装置包括进气管路、空气换热器、连接装置、烟囱等，进气管道与空气换热器连接，烟囱与空气换热器连接，燃烧后的废气与空气换热器中进行换热，进而流入烟囱排出，通过空气换热器对废气的进行加热，降低能耗，来提高能源利用。

  1、节约能源：废气余热回收技术可以利用废气中的热量生成蒸汽或热水供给生产的全部过程中的热源，从而节约原本需要消耗更多能源才能达到的加热效果。

  2、提高生产效率：废气余热回收技术能提供额外的热能，增加生产过程中的热源，从而提高生产效率。

  3、实现可持续发展：废气余热回收技术能更好地保护环境，帮助企业可减少燃料和能源，利用可再生的能源，实现可持续发展。

  近日，中国航天科技集团有限公司六院系统工程部自主研发的高转速、高效率、低成本蒸汽透平余热回收装置在六院与陕煤共建的示范基地一次开车成功，顺利完成72小时运行试验考核。

  本次试验在蒸气压力0.32MPa、温度190℃、流量2.2t/h工况下，实现发电功率230kW，系统热力特性、核心动力单元振动特性等性能经换算与设计指标吻合。试验用余热回收装置从设计伊始就瞄准国际一流水平，应用高速大悬臂柔性转子、多级轮盘端面齿连接、高精度直行程电液执行器、远程故障诊断等新技术，经过科学论证和严谨试验实现稳步推进。本次试验的成功，标志着六院在解决小型余热难回收利用深层节能问题上实现技术突破。

  此项余热回收装置具有高效、造成本、低建设成本、低经营成本、运行灵活等优点，可解决瓦斯发电厂，化工、钢铁、造纸印染行业，玻璃、冶金、建材、固危废处理等工业领域中小型余热利用回收经济性差的共性难题。该装置的研制及后续产品化、系列化工作，将进一步提升特定应用场景下相关行业的余热利用率，市场应用前景广阔。该项目获得航天科技集团和六院专项研发经费支持，是六院在节能环保与产业发展持续创新上的一大研究成果。