我國工業余熱資源豐富,特別在鋼鐵、化工、石油、建材、輕工和食品等行業的生產過程中,余熱資源約占其燃料消耗總量的15 ~ 55%,根據余熱資源品質,其回收率高可達60%以上,節能潛力巨大。余熱回收利用可大大提高能源利用率,降低企業生產成本和碳排放,保護環境,目前已在各高能耗工業生產領域得到廣泛應用。
工業余熱具有溫度范圍廣、能量載體形式多樣的特點,且所處環境和工藝流程不同及場地的固有條件的限制,余熱利用設備型式多樣,根據余熱溫度范圍,可分為中高溫余熱回收技術和低溫余熱回收技術。中高溫回收技術主要有三種形式:余熱鍋爐、燃氣輪機、高溫空氣燃燒技術。低溫回收技術主要有:有機朗肯循環發電、熱泵技術、熱管技術、溫差發電技術、熱聲技術等。
國內主要行業的余熱資源情況
行業 | 余熱資源來源 | 占燃料消耗量比例 |
冶金 | 軋鋼加熱爐、均熱爐、平爐、轉爐高爐、焙燒窯等 | 33%以上 |
化工 | 化學反應熱、如造氣、變換氣、合成氣等的物理顯熱??扇蓟瘜W熱:如炭黑尾氣、電石氣等的燃料熱 | 15%以上 |
建材 | 高溫煙氣、窯頂冷卻、高溫產品等 | 約40% |
玻璃 | 玻璃熔窯、搪瓷窯、坩堝窯等 | 約20% |
造紙 | 烘缸、蒸鍋、廢氣、黑液等 | 約15% |
紡織 | 烘干機、漿紗機、蒸煮鍋等 | 約15% |
機械 | 鍛造加熱爐、沖天爐、熱處理爐及汽錘乏汽等 | 約15% |
余熱發電
常規水蒸氣朗肯循環發電示意圖:
系統構成復雜,鍋爐給水需要除氧、除鹽,在鍋爐部件及管路上需要設置排污及疏放水管路;凝結器里需保持較高的真空度,要設置真空維持系統。
一般只適用于煙氣溫度高于350℃以上的余熱。
有機工質朗肯循環發電(ORC)示意圖:
有機工質朗肯循環,即在傳統朗肯循環中采用有機工質代替水推動膨脹機做功。上圖為有機工質朗肯循環發電系統示意圖。
低壓液態有機工質經過工質泵增壓后進入蒸發器吸收熱量轉變為高溫高壓蒸氣 ,高溫高壓有機工質蒸氣推動膨脹機做功,產生能量輸出,膨脹機出口的低壓蒸氣進入冷凝器 ,向低溫熱源放熱并冷凝為液態,如此往復循環。
有機朗肯循環系統能夠實現余熱回收發電的低余熱資源溫度可到80℃,這是常規發電技術不能做到的(常規發電要求熱源溫度在350℃以上),從而拓寬了可以回收發電的余熱資源范圍,為建材、冶金、化工等行業的低溫余熱資源回收提供了節能方案。同時,還可以推廣到可再生能源發電系統中(如地熱、太陽能和生物質能),為可再生能源發電提供關鍵技術和設備。
余熱再利用
采用儲熱、儲電、風光電力互補耦合、智慧能源管理智控技術,為冶金、建材、石油、化工、電力、煤炭等大型工業余熱余能綜合利用項目提供評估診斷、用能分析、方案設計、系統集成、工程開發,幫助企業提升能源綜合利用效率,降低能耗、提高經濟效益。
主要應用領域:工業鍋爐、空壓機節能改造、工業余熱利用、工業光伏發電、低谷電儲能供熱等
主要業務
◆ 工業節能診斷與方案設計
◆ 工業余熱節能改造
◆ 工業余熱發電與制冷
◆ 工業燃煤鍋爐替代
◆ 工業余熱烘干
◆ 工業光伏電力節能
◆ 太陽能污水處理、瀝青加熱、石油開采、農作物烘干
◆ 農業溫室供熱、廠房供暖
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