[教材]低品位热能利用
利用低品位热能的有机物朗肯循环的工质选择
利用低品位热能的有机物朗肯循环的工质选择徐建;董奥;陶莉;于立军【摘要】工质对低品位热能有机物朗肯循环的安全性、环保性、经济性和高效性具有很大的影响.本文首先对61种工质的热力学、物理、化学、环保、安全和经济特性进行了研究,并从中挑选出11种符合上述特性的候选工质,然后对这些候选工质的干湿性、饱和性质和循环热效率进行了研究,确定了8种适合低品位热能有机物朗肯循环且具有潜力的工质,它们是丙烷(R290)、R600、R600a、RS07A、R134a、异戊烷(Isopentane)、正戊烷(n-Pentane)、R404A,最后分析了这8种有潜力工质的适用条件.%Working fluid has a big influence on the safety, environmental protection, economy and high efficiency of Organic Rankine Cycle(ORC). Firstly, this paper studied the thermodynamic, physical, chemical, environmental, safety and economic properties of 61 working fluids, and picked out 11 working fluids which met the above properties. Then, the paper studied the isentropic, saturated properties and thermal efficiency of the 11 working fluids, and identified 8 potential working fluids which are R290, R600, R600a, R507A, R134a, Isopentane, n - Pentane and R404A. In the end, the paper analysed the applicable condition of the 8 potential working fluids.【期刊名称】《节能技术》【年(卷),期】2011(029)003【总页数】7页(P204-210)【关键词】有机物朗肯循环;工质选择;干湿性;饱和性质【作者】徐建;董奥;陶莉;于立军【作者单位】上海交通大学机械与动力工程学院热能工程研究所,上海,200240;上海交通大学机械与动力工程学院热能工程研究所,上海,200240;上海交通大学机械与动力工程学院热能工程研究所,上海,200240;上海交通大学机械与动力工程学院热能工程研究所,上海,200240【正文语种】中文【中图分类】TK1230 引言有机物朗肯循环(Organic Rankine Cycle,简称ORC)系统以如卤代烃(CFCs)、氢氯氟烃(HCFCs)、氢氟烃(HFCs)、烷烃(HCs)等低沸点的有机物为工质,可回收利用如工业废热、太阳能热、地热、生物质热等各种类型的低品位热能用于发电,它具有效率高、结构简单、环境友好等优点。
钢铁厂低品位热能应用研究
本文链接：/Conference_7354867.aspx
全国能源与热工２０１０学术年会
企业节能减排与资源综合利用
钢铁厂低品位热能应用研究
龙妍盖东兴
（中冶南方工程技术有限公司技术研究院，武汉，４３０２２３）
摘 要：钢铁厂高品位的余热己得到有效的利用，但是低品位的热能还没有得到广泛的关注和有效的利用，本文将
针对钢铁厂低品位的废气和废水热能提出相应的利用方法，利用热泵、吸收式制冷及吸附式制冷技术等新技术，有 效的将钢铁厂大量的低品位余热用于建筑采暖和窄调，节约了钢铁厂的能耗。 关键词：热泵；吸收式制冷；工业废水：采暖；空调
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｌｏｗ
Ｑｕａｌｉｔｙ
Ｈｅａｔ ｉｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｎｔ
ＬＯＮＧ Ｙａｎ
ＧＡＩ Ｄｏｎｇ—ｘｉｎｇ
（Ａｎ Ｓｈａｎ Ｄａｖｉｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．４３０２２３）
等其他较低品味能源进行制冷的跨世纪制冷技术， 其在船舶制冷、汽车空调、宇航低温等领域得到了 较好的应用。但是，吸附制冷技术难于进入较大规 模应用的主要限制在于其性价比及稳定性等方面尚 难于与压缩式空调或吸收式空调相比。随着研究工 作的不断深入，技术不断的发展和成熟，吸附式制 冷将会在钢铁企业余热回收方面得到广泛应用和良 好推广。
７０。Ｃ的热源进行利用。
图２溴化锂吸收制冷的原理
与传统的空调相比该系统具有以下优势： （１）基本建设投资。经价格对比测算，溴化锂 吸收式制冷机的基建投资仅是电力压缩制冷机基建 投资的５０％左右。 （２）年运行费用。溴化锂吸收式制冷机年运行 费用不及电力压缩式制冷机年运行费用一半。 （３）节电。制冷期间溴化锂吸收式制冷机消耗 的电力是电力压缩式制冷机消耗电力的２％。
低品位热能利用与减缓气候变暖
低品位热能利用与减缓气候变暖墙新奇新疆八一钢铁股份有限公司摘要：低品位热能利用受冷源的制约，其可利用能的温度范围较窄，大部分热能作为废热被排放。
本文通过新的制冷循环的建立，探索提高低品位热能制冷效率的方法。
新的制冷循环以空气或空气中的主要成分为循环工质，由相互连接、相互影响的气动压缩循环子系统、冷量增益循环子系统和低压补冷循环子系统三部分组成。
新的制冷循环以低品位热能作为主要能源，电能作为辅助能源，以期达到更高的能效比，从而使制造冷源成为可能。
提高低品位热能的利用率，对减缓气候变暖发挥重要作用。
关键词：低品位热能；气候变暖；能效比；冷源；温室气体排放；海洋温差发电DOI:10.13770/ki.issn2095-705x.2021.01.019Utilize Low Temperature Thermal Energy and Mitigate Climate WarmingQIANG XinqiXinjiang Baiyi Iron&Steel Co.,Ltd.Abstract:Restricted by the cooling source,low-grade thermal energy utilization has a narrow temperature range of available energy and is discharged in large quantities as waste heat.Through the establishment of a new refrigeration cycle,this paper explores ways to improve the efficiency of low-grade thermal ener-gy refrigeration.The new refrigeration cycle takes air or the main components in the air as the working me-dium.It consists of three sub-cycle systems,namely,the pneumatic compression cycle subsystem,the cooling gain cycle subsystem and the low-pressure cooling cycle subsystem.They are interconnected and influence each other.The new refrigeration cycle takes low-grade thermal energy as the main energy source and electric energy as the auxiliary energy,in order to achieve a higher energy efficiency ratio,so as to make it possible to manufacture cold source,improve the utilization rate of low-grade thermal energy and play a role in mitigating climate warming.Key words:Low Temperature Thermal Energy;Climate Changes;Energy Efficiency Ratio;Cooling Source;Greenhouse Gas Emissions;Ocean Temperature Difference Power Generation收稿日期：2020-11-04作者简介：墙新奇(1967-),男，高级工程师，主要从事仪表和自动化技术工作0引言全球气候变化的主要特征为气候变暖，气候变暖主要是因为CO2等温室气体浓度增加所致[1]，而“人类使用化石燃料和土地利用变化是温室气体浓度增加的主要原因”[2]。
低品位余热资源利用
低品位余热资源利用研究摘要：韶关冶炼厂热风炉烟气的余热尚未回收利用，经测定其余热资源总量为1878kw，温度平均280℃，为二类余热资源。
如果应用溴化锂吸收式制冷技术，可利用热风炉烟气余热资源制取冷冻水，用于工艺冷却，如鼓风炉空气脱湿。
经测算仅降低焦比和增加喷煤量两方面，韶关冶炼厂鼓风炉空气脱湿产生的经济效益每年就可达1500万元左右。
关键词：溴化锂制冷；热风炉；余热；空气脱湿1 引言韶关冶炼厂有大量的余热资源未回收利用，其中最主要的原因是余热资源的温度低、品质差、资源分散，回收起来有难度、投资大。
如何经济有效的利用这部分余热资源是降低企业生产成分和实现节能减排目标的关键。
韶关冶炼厂采用的isp熔炼工艺，鼓风炉熔炼铅锌混合矿，一座密闭鼓风炉配三座热风炉，热风炉排烟直接进入烟囱，温度200~300℃，烟气温度虽然不高，但烟气量大，如果能将这部分余热资源就地利用起来，是非常有意义的事情，所以需要测定余热资源总量，并研究如何经济地加以利用。
2 热风炉余热资源的测定针对热风炉余热资源利用问题，中南大学与韶关冶炼厂对其余热资源量进行了测试。
测试地点：热风炉总烟道。
测试装备：抽气热电偶、th-880f微电脑烟尘平行采样仪、奥氏气体分析仪、s毕托管、干湿球温度计、微压计等。
测量参数：烟气温度，煤气累计消耗量，烟气成分，煤气成份，干湿球温度等。
当日，热风炉只使用了鼓风炉煤气，表中煤气都是指鼓风炉煤气。
热风炉余热资源测试数据见表1~表4。
表1 热风炉烟气温度表时间10:55 11:30 12:20 13:00 平均温度/℃260 241 295 325 280表2 累计煤气消耗量表时间煤气支管累计消耗量/m31#热风炉 2#热风炉 3#热风炉合计09:40 4287502 96466640 7761868 10851601014:40 4331463 96500584 7817761 108649808差值43961 33944 55893 133798表3 煤气取样分析成份表（/%）煤气成分 co2 o2 co h2 ch4 n2 q/kj·m-31 11.6 1.4 22.0 2.7 0.6 61.7 34252 12.0 0.2 22.8 2.1 0.4 62.5 3289平均11.8 0.8 22.4 2.4 0.5 62.1 3357表4 热风炉总烟道烟气成分表（/%）烟气样品 co2 o2 co1 11.2 2.8 1.02 11.8 2.4 0.63 22.0 2.8 04 21.6 3.0 05 21.0 3.2 0.46 20.2 3.2 07 20.8 4.2 08 20.4 3.4 0.69 21.2 3.8 010 20.8 3.4 011 20.8 3.0 012 20.0 3.2 03 热风炉烟气余热资源数据分析计算煤气干成份为（%）：co2=11.8，o2=0.8，co=22.4，h2=2.4，ch4=0.5，n2=62.1，煤气温度30℃，查表得h2o湿=4.18。
低品位余热回收利用改造的应用
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。
低品位热能利用及储热技术的研究
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。
低品位余热回收利用技术的研发
低品位余热回收利用技术的研发动力101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；余热利用；液态金属余热利用；节能Abstract：Low-grade 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-saving and emission reduction．Through years of practice，the author points out that research and development of low—grade waste heat utilization and application technology is feasible and practical significance．Key words：low-grade waste heat；Waste heat utilization; liquid metal waste heat utilization; energy0 引言低品位余热是指品位低、浓度小、能量少，不被人们重视的废热能源。
低品位余热目前可分为三类：热值小于600kcal/Nm的低浓度可燃物、温度低于800℃的显热物体、温度低于400℃的低温尾气烟气。
能源是人类赖以生存和发展的基础，也是经济发展的原动力。
中国是以煤炭为基本能源的同家，煤炭比重长期保持在65％以上，而非化石能源占一次能源消费的比董仅约8％．闪此面对环境污染、资源和能源短缺等硬性约束。
128.火电厂直接空冷机组乏汽低品位热能的利用
海勒式间接空冷系统中，高纯度的中性冷却水 直接进入冷凝器与汽轮机排汽混合并将其冷凝，受 热后的冷却水绝大部分由冷却水循环泵送至空冷塔 散热器，经与空气对流换热后通过调压水轮机将冷 却水再送至喷射式冷凝器进入下一个循环， 受热的 循环冷却水的极少部分经凝结水精处理装置处理后
送至汽轮机回热系统。该系统可与中背压汽轮机配 套。 （3）哈蒙式间接空冷系统
关键词： 空冷机组；乏汽热能；烟囱发电；节能；环境保护
中图分类号： X706
文献标识码： A
Ｒｅｕｓｅ ｏｆ Ｌｏｗ－Ｇｒａｄｅ Ｈｅａｔ ｏｆ Ｅｘｈａｕｓｔ Ｓｔｅａｍ ｆｒｏｍ
Ｄｉｒｅｃｔ Ａｉｒ－Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｕｎｉｔ ｉｎ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ
HUANG Shan-fang, WANG Dong, LIN Zong-hu (State Key Lab of Multiphase Flow in Power Engineering,
510
第 25 卷增刊 2005 年 10 月
动力工程 JOURNAL OF POWER ENGINEERING
Vol.25 Sup. Oct.2005
管壳式换热器示意图见图 2 中的 a。乏汽冷凝成水 蒸气经管道 4 排出，回收利用。受热的空气密度变 小，形成具有一定速度上升的空气流，经热空气输 送通道 6 送入烟囱 7。空气一部分动能用于取代驱 动风机，使其自身流过换热器，另一部分动能用于 推动放置在烟囱 7 底部入口处的透平 8 转动，透平 8 带动发电机 9 发电，实现汽机乏汽携带低品位热 能的利用。做功后的热空气剩下的动能用于驱动自 身在烟囱中上升，最后空气从可转动出口 10 排到高 空大气中去。
纯碱生产过程中热量的回收利用
纯碱生产过程中热量的回收利用近年来，纯碱生产中低品位热能的回收利用受到了业界的广泛关注，研究相关课题非常重要。
该研究首先总结了纯碱生产过程中的低品位热能的组成，并分析了低品位热能。
在讨论包括热泵在内的化学工业中低级热能的多种回收技术时，我们结合相关的实践经验，对低级热能的综合利用进行了讨论和研究，并对此发表了一些个人见解。
标签：纯碱生产;热量;回收;利用氨碱法纯碱生产过程中产生的废热是低级热能，很难回收利用，但是从工艺改进、节能和减少能耗的角度考虑，有很高的可能性把这些能源利用起来。
一、纯碱生产中低级热能的分析纯碱生产中有许多蒸汽加热点，蒸汽消耗高，蒸汽冷凝物直接排出，废气、锅炉烟气和废液带走热量。
大量的工艺热必须及时排除，并消耗大量的循环冷却液。
纯碱生产中低阶热能包括来自热废气的废热、来自冷却介质的废热、来自化学反应的废热、来自废蒸汽和废水的废热、来自高温产品和炉气的废热。
通过对整个工厂的低端热源进行初步调查，发现纯碱生产中，热量损失最大的是重碱蒸馏和碳化反应过程中大量的冷却水带走热量;其次是废液排放、炉气、压缩机和后冷却循环冷却液带走热量;热量损失最小的是中灰流化床废气排出的热量。
这些损失的热量有很多是可以利用的。
二、低级余热回收技术的组成2.1热泵热泵由压缩机、节流阀、蒸发器和冷凝液组成，其运行过程为：首先，低温低压液态制冷剂吸收热量并将其在蒸发器中蒸发，然后将气态制冷剂压缩;压缩机会把高温高压气体压缩，高温高压气体由冷凝器的低温热源冷却并冷凝成高压液体，然后通过节流元件对低温低压液体制冷剂进行节流以完成制冷循环。
2.2热管热管是一种具有高导热性能的传热元件，主要通过在全封闭式的真空管壳内工质的蒸发与凝结来传导热量，显然，热管具良好的等温性、冷测和热测完全分开、随意控制温度、远距离传热等一系列优点，但是它也有不能控制的缺点：耐高温性能和抗氧化性能较差。
热管换热器用途非常广泛，在各行各业中均有普及，在化工企业中，热管换热器主要是回收焚烧炉出口高温S0x气体的余热，并且在转化工段回收高.温气体的余热，然后产生热水或蒸汽供系统使用，这是对低品位热能的充分循环使用的装置。
浅谈低品位热能的利用途径
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。
锅炉排烟低品位热能回收利用研究及工程经济分析
锅炉排烟低品位热能回收利用研究及工程经济分析一、引言随着工业生产的发展，锅炉排烟中含有大量的低品位热能，如何有效地利用这些低品位热能成为了当前工程领域的一个热点问题。
对于能源的有效利用，不仅可以减少资源浪费，还可以降低环境污染，提高能源利用效率，具有重要的社会和经济意义。
本文将对锅炉排烟中的低品位热能回收利用进行研究和工程经济分析。
二、锅炉排烟低品位热能回收技术研究1. 低品位热能回收技术原理低品位热能是指温度较低、能量较弱的热能，在锅炉排烟中含有较高比例的低品位热能。
利用低品位热能回收技术，就是将排烟中的低品位热能通过一定的方式转化成高品位热能，从而实现能量的有效利用。
目前比较常见的低品位热能回收技术包括热泵技术、余热利用技术、换热器回收技术等。
2. 热泵技术在排烟中的应用热泵是一种能够将低温热能转化为高温热能的系统设备，通过工作介质的蒸发和凝结过程实现能量的转换。
在锅炉排烟中，可以利用热泵技术将低温的烟气中的热能转化为高温热能，然后用于锅炉的供热系统或其他工业生产中。
1. 技术成本分析进行锅炉排烟低品位热能回收需要对现有设备进行改造或增加新的设备，比如加装热泵系统、换热器设备等。
这些设备的安装和运行需要一定的投资成本，包括设备购买费用、安装费用、运行维护费用等。
而且不同的技术方案所需的投资成本也有所不同，需要进行全面的比较和分析。
2. 节能效益分析通过对锅炉排烟低品位热能的回收利用，可以显著提高能源的利用效率，减少资源浪费，降低能源消耗。
通过技术改造后，所带来的能源节约和资源利用效益可以直接量化和评估，比如通过对比改造前后的能源消耗和成本，对比改造前后的排放情况等。
3. 综合分析在进行工程经济分析时，需要综合考虑技术成本和节能效益等多方面因素。
比如需要对比不同的技术方案在投资成本和节能效益方面的差异，进行投资回收期、成本效益比等指标的计算和评估，找出最经济、最合适的技术方案。
四、结论五、参考文献1. 李文,刘韬,黄娟. 余热利用技术在锅炉排烟中的应用[J]. 中国节能,2018(07):142.。
锅炉排烟低品位热能回收利用研究及工程经济分析
锅炉排烟低品位热能回收利用研究及工程经济分析1.引言锅炉排烟中含有大量低品位热能，如果能够有效回收利用，不仅可以减少能源浪费，还可以降低对环境的影响。
对锅炉排烟低品位热能回收利用进行研究和工程经济分析具有重要意义。
2.锅炉排烟低品位热能回收技术目前，常见的锅炉排烟低品位热能回收技术包括烟气余热利用、热泵回收、有机朗肯循环、烟气凝结等。
烟气余热利用是应用最广泛的一种技术。
通过烟气换热器将烟气中的热能传递给水或空气，达到节能的效果。
而热泵回收则是将低品位热能通过热泵工作物质的蒸发和凝结循环来提高温度，实现热能回收。
有机朗肯循环则是通过有机朗肯工质在低温下蒸发吸收热量，然后再通过机械功将其压缩升温，循环利用热量。
烟气凝结则是将烟气冷却至露点以下，使其中的水蒸汽凝结成液态水，并释放出潜热。
这些技术都可以有效回收锅炉排烟中的低品位热能，并且具有一定的工程应用前景。
3.锅炉排烟低品位热能回收的技术研究研究表明，对于不同类型的锅炉和不同规模的能源系统，选择合适的低品位热能回收技术是至关重要的。
在实际应用中，需要根据具体的使用情况和环境条件来选择技术方案。
比如对于工业锅炉而言，烟气余热利用是一种较为成熟且经济效益较好的技术；而对于民用锅炉来说，热泵回收可能更适合。
不同的技术方案还需要考虑到节能效果、设备成本、运行维护等方面的因素。
开展对于不同技术应用的研究具有重要意义。
在技术研究方面，需要重点关注以下几个方面：首先是低品位热能的回收效率，要提高能够回收的热能量，并减少能量的损失；其次是技术的稳定性和可靠性，要确保技术方案在长期运行中仍能保持高效稳定的工作状态；再者是成本和投资回收周期，要保证技术方案的经济性和可行性。
在技术研究中需要充分考虑到上述因素，制定出符合实际应用的技术方案。
4.锅炉排烟低品位热能回收的工程经济分析在进行锅炉排烟低品位热能回收工程经济分析时，需要全面考虑投资成本、运行维护成本、能源节约效益等因素。
锅炉排烟低品位热能回收利用研究及工程经济分析
锅炉排烟低品位热能回收利用研究及工程经济分析【摘要】本文主要讨论了锅炉排烟低品位热能回收利用研究及工程经济分析。
在介绍了研究背景、研究目的以及研究意义。
在详细阐述了排烟低品位热能回收技术的概述、发展历程、原理及方法，以及工程应用案例分析和经济效益分析。
在总结了研究成果，展望了工程应用的未来，并对经济效益进行了评价。
通过对锅炉排烟低品位热能回收利用进行研究和分析，可以提高能源利用效率，节约能源资源，降低环境污染，具有重要的实践意义和推广价值。
【关键词】锅炉，排烟，低品位热能回收，研究，工程经济分析，技术概述，发展历程，原理，方法，应用案例，经济效益，成果总结，展望，评价。
1. 引言1.1 研究背景燃煤锅炉的排烟含有大量的低品位热能，未经有效利用会造成能源浪费和环境污染。
我国燃煤锅炉数量庞大，排放的废气热量资源十分丰富，因此对于锅炉排烟低品位热能的回收利用研究具有重要意义。
随着能源需求的不断增加和环境保护的日益重视，利用排烟低品位热能进行能源回收已经成为一项备受关注的研究领域。
近年来，随着新能源技术的发展和能源利用的技术进步，越来越多的工业企业开始重视排烟低品位热能的回收利用。
通过将排烟中的低品位热能转化为热水、蒸汽或电能等形式，不仅可以提高能源利用率，减少能源消耗，还可以降低企业的生产成本，提高经济效益。
研究锅炉排烟低品位热能的回收利用技术，对于实现能源可持续利用和环境保护具有重要的现实意义。
在这样的背景下，进行锅炉排烟低品位热能回收利用的研究具有重要的理论和实际意义。
1.2 研究目的本文的研究目的是探讨锅炉排烟低品位热能回收利用技术，提高能源利用效率，减少能源消耗。
具体目的包括：1. 分析排烟低品位热能回收技术的发展现状，总结其应用范围和效果；2. 探讨排烟低品位热能回收技术的原理及方法，为工程实践提供理论支持；3. 分析工程应用案例，揭示排烟低品位热能回收技术在实际工程中的应用效果；4. 进行经济效益分析，评估排烟低品位热能回收技术的经济效果，为工程投资决策提供参考依据。
保技术之低品位余热资源利用方式的探讨简约版
20__《安全环境环保技术》之低品位余热资源利用方式的探讨简约版低品位余热资源利用方式的探讨近年来，我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____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、余热资源等级划分工业余热主要指工业企业热能转换设备及用能设备在生产过程中排放的废热、废水、废气等低品位能源。
余热资源普遍存在于钢铁、化工、石油、建材、轻工和食品等行业，这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。
低品位余热资源利用方式的探讨现在工业企业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。
2、低品位余热资源的来源及利用难点余热资源的主要来源为：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。
比较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℃。
低品位模板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。
实验六 低品位能量有效利用实验
2013 年春季学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目:低品位能量有效利用实验学生所在院（系）:市政环境工程学院学生所在学科:建筑与土木工程学生姓名:范乐乐学号:12S127006学生类别:工程硕士考核结果阅卷人第 1 页（共 6 页）低品位能量有效利用实验实验目的1、通过实验加深对热力学第二定律与制冷、制热循环过程的理解；2、掌握提升低品位能量的原理和方法；3、学生自己设计并完成实验，培养其创新能力。
实验的主要内容热机能使热能转变为机械能，卡诺循环是这一能量转变过程中的理想循环，基本的蒸汽动力循环是朗肯循环。
制冷机（热泵）能使热能从温度较低的物体转移到温度较高的物体，逆卡诺循环是这一能量转变过程中的理想循环，基本的蒸汽压缩制冷（制热）循环是逆朗肯循环。
高、低温热源的温度差值、气体压缩过程的不可逆损失、换热器传热温差等是影响能量有效利用的主要因素。
实验室目前低品位能量有效利用的实验台有待调试，所以现就大连华能电厂改造项目介绍如何利用热电厂运行过程中低位能源的利用情况。
1) 电厂的余热利用技术1.我国一次能量资源的特点决定了电力工业以燃煤火电为主的格局.2.电厂热效率<40%,排汽中约60%热能排入大气。
3.废热耗能形成热污染：如通过冷却塔排到大气，造成空气局部温升；如通过河水冷却，会改变水温出现富营养化现象，影响藻类、鱼类生物的生长。
4.2008年《中华人民共和国节能法》将热、电、冷联产技术列入国家鼓励发展的通用技术，促进了热泵事业的发展2) 电厂热电联产供热改造存在的能量损失采用在汽轮机中低压缸连通管打孔抽汽，将抽出的热蒸汽用于周边地区的采暖供热。
1. 减温减压能量损失:工业用汽最低抽汽压力:0.8-1.6Mpa;而供暖用汽抽汽压力:(0.12-0.25)MPa 这就需要在外部进行减温减压，将抽出热蒸汽经过降温减压器后，才能进入热网交换器，这将造成很大能量损失。
2. 冷凝余热能量损失:电厂凝汽式发电机组，冷凝热既具有低品位能量(排汽压力0.004-0.008 MPa，冷凝温度30℃左右)，排到大气中对环境又会产生热污染,同时具有量大、水质好和集中等特点，余热利用价值较大。
建筑空调用能中对低品位能源的综合利用
建筑空调用能中对低品位能源的综合利用摘要：本文分析了建筑空调用能中的热泵技术对各种低品位能源的利用中存在的问题，提出了多热源耦合热泵系统，综合、互为补充地利用多种低品位的能源。
减少空调用能中高品位能源的消耗，实现按质用能。
关键词：空调用能低品位能源热泵综合利用引言在土壤、太阳能、水、空气、工业废热中蕴藏着无穷无尽的低品位热能，由于这些热能的温度与环境温度相近，因此无法直接利用。
而热泵技术可以通过输入较少的高品位能源把这种低品位的热能提高到可以在建筑用能的温度，（如采暖、生活热水）。
现在的热泵技术都是把某一种的低位热源与热泵技术结合，但是每一种热泵技术的应用都有一定的不利因素，像土壤源热泵需要有较大的空间，并且地下换热器比较庞大；太阳能热泵具有间歇性，在晚上和全云天无法使用；地下水源热泵会对地下水造成污染，空气源热泵在冬季要考虑除霜等等。
为此考虑可以把多种的热泵技术进行综合，综合各种热泵的优点，以避免不利因素，也就是对各种低品位的能源与热泵技术结合，互为补充、互为协调的利用多种低品位能源。
1 热泵原理图1是最简单的蒸汽压缩式热泵的工作原理图，它由压缩机、冷凝器、蒸发器和节流膨胀阀组成。
其中，压缩机起着压缩和输送制冷剂的作用，推动制冷剂循环的进行，是热泵系统的心脏；冷凝器是热量输出设备，它将蒸发器吸收的热量连同压缩机所消耗的电功一起输送给供热对象；节流膨胀阀对制冷剂起到节流降压和调节循环流量的作用；蒸发器是热量输入设备，在此设备中，制冷剂通过时吸收低温热源的热量而蒸发。
根据能量守恒定律，有：(热泵)， (制冷机) 根据热力学第二定律，压缩机所消耗的电功起到补偿作用，使得制冷剂能够不断地从低温热源吸热，并向高温环境放热，周而复始地进行循环。
因此，压缩机的能耗是一个重要的技术经济指标，一般用性能系数(coefficient of performance，简称COP)来衡量装置的能量利用率，定义为：（热泵），（制冷机），显然，由于和都大于0，因此热泵的COP值永远大于1，即输入较小的代价，就可以得到较大的收益。
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[教材]低品位热能利用一种利用低品位热能的蒸汽动力装置一种利用低品位热能的蒸汽动力装置，属能量转换和蒸汽动力装置技术，本装置采用水吸收低品位热源的热能。
并让水在密封容器内蒸发，利用水蒸汽的蓄能作用，通过对蒸汽的压缩，实现低品位热能的回收、利用和品位提高。
使用本装置可方便地实现低品位热能的利用和回收，并获得十分廉价的可用能。
可广泛用于各行各业。
一种利用低品位热能的蒸汽动力装置一种利用低品位热能的蒸汽动力装置。
由一个低品位热能转换器(,)一个内部带汽水分离的蒸发器(,)一个蒸汽压缩装置(,)一个带有发电机(,,)的膨胀涡轮机(,,)和一个带回止阀(,,)的热水出管(,张沈杰,)一个热网加热器(,,)一个抽气器(,,)组成，其特征为: ,,低品位热能转换器(,)由循环泵(,)蒸发器(,)抽气器(,,)组成转换循环。
,,蒸发器(,)蒸发出口与压缩装置(,)入口连接，蒸发器是通过蒸发器的排水和补水从转换器得到热能，并维持连续蒸发。
,,蒸气压缩装置(,)与带电机(,,)的蒸汽膨胀机(,,)同轴，压缩装置出口与蒸汽膨胀机入口和出口水管相通。
,,蒸汽膨胀机(,,)出口接至蒸发器(,)入口。
或另一个本装置入口。
,,取消膨胀机(,,)时，作蒸汽生产设备。
,,取消膨胀机(,,)增加加热器(,,)本装置作热网热源设备。
投资有风险，请您关注我们为您提供的专利咨询服务专利号: 90107291申请日: 1990年8月23日公开/公告日: 1992年3月4日授权公告日: 申请人/专利权人: 张沈杰国家/省市: 江苏(32) 申请人地址: 江苏省南通市西外环路南通市电力开发公司邮编: 226006发明/设计人: 张沈杰代理人:专利代理机构: (00000) 专利代理机构地址: ()专利类型: 发明公开号: 1059184 公告日:授权日: 20公告号: 0000000 优先权:审批历史: 1993年8月18日视撤日附图数: 2页数: 3权利要求项数: 9吸收式热泵与热泵供热系统应用案例研究目的通过对吸收式热泵与热泵供热系统的监测、研究，着重从技术理论、实际应用、市场发展潜力及经济效益等方面进行分析，验证其节能、环保效果，综合评价该项技术应用的可行性和必要性。
项目总投资该项目总投资786万元。
节能效果一个采暖期(120天)可节约原油1538吨，节电64320 kWh，节约软化水2123吨，节约费用为259.12万元，并可减排二氧化碳约1306.2吨(以碳计)。
投资回收期项目投资可在3个采暖期内收回。
适用对象吸收式热泵与热泵供热系统技术具有高效、节能、经济、可靠的特性，适用于石油、炼化、电力、冶金等行业，和其他具有较为丰富余热资源的行业，用于冬季采暖、生活热水供应和介质的初始加热等。
案例源单位胜利石油管理局胜南社区管理中心监测单位山东省能源利用监测中心案例研究概述胜利油田胜南社区管理中心乐安供热站位于山东省东营市广饶县石村镇，负责为现河采油厂热采三矿、四矿和作业二大队等单位的办公和生活区供暖，总面积11万平方米。
原锅炉房供热系统配备有2台10t/h燃油热水锅炉、1台4t/h燃油蒸汽锅炉和1台2t/h燃油蒸汽锅炉。
一个采暖期(120天)仅原油消耗就达2658吨，成本费为438.57万元。
为降低供暖成本，减少原油消耗，经考察，距锅炉房东南方向4.5公里处是现河采油厂3污水处理站，每日向小清河外排热污水8000m，污水温度约为60?左右，这些废水余热可以用于采暖。
乐安污水余热利用项目即采用吸收式热泵技术，利用蒸汽做为驱动源吸收污水的热量，以达到供暖的目的。
改造方案是在原锅炉房内安装2台溴化锂吸收式热泵机组、一台10t/h燃油蒸汽锅炉和一台清水循环泵，取代原供热系统。
并且在锅炉房以东1.5公里处新建一座换热站，将污水换热，为热泵系统提供循环热水。
热泵在蒸汽的驱动下，吸收循环热水中的热量，制取75?的采暖热水，实现供暖。
技术原理和特性吸收式热泵技术与热泵供热系统是利用企业生产过程中的余热资源提高系统cop的新型加热系统。
该热泵机组以高温热源(蒸汽、高温热水、燃油、燃气)为驱动热源，回收利用低温热源(废热水)的热能，制取所需的工艺或采暖用高温热水，是以利用余热为前提的节能、制热装置。
热泵系统由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、屏蔽泵及管道、阀门等组成。
主要技术性能指标:1 机组cop =1.84;2 系统cop=1.82;3 出水温度视工艺要求而定，一般小于100?。
项目监测情况自2001年11月15日此项目试运，停运热水锅炉以来，热泵运行比较平稳，基本达到了设计参数，满足供暖要求(室内温度均在18?以上)。
热泵供热系统运行前后供暖情况比较如表1:运行参数与设计参数对比如表2所示:节能量的测量和验证方法1(供暖前、后期室外温度在0?以上天气约40天左右，这段时间直接利用污水换热采暖，热泵系统不运行;2(采暖中期约80天的时间利用热泵供暖。
改造前、后一个采暖期(120天)内具体运行和消耗情况见表3。
3 节能量的测算方法:, 节油量是根据改造前后原油的实际消耗量统计得出; , 节电量是根据改造前后用电设备额定容量的变化，在同一个时间内的消耗量计算得出;节水量是根据改造前后用于加热原油的软化水量计算得出。
项目节能效益及环境效益节油:节油总量=改造前原油消耗总量-改造后原油消耗总量=2658-1120=1538 (吨);节油效益=节约原油量×市场原油价格= 1538×1650/10000 =253.77(万元)节电:节电总量=改造前耗电总量-改造后耗电总量=649440-585120=64320 (kWh);节电效益=节电总量×企业用电价格=64320×0.6/ 10000 = 3.86(万元) 节水:节水总量=改造前加热原油消耗的软化水总量-改造后加热原油消耗的软化水总量=3456-1333=2123(吨);节水效益=节水总量×软水价格=2123×7元/吨=1.49(万元)合计:253.77+3.86+1.49=259.12(万元)节能效益:该项目可在一个采暖期(120天)内节省259.12万元。
环境效益:一个采暖期(120天)节约原油1538吨，可减排二氧化碳约1287.6吨(以碳计)。
节电64320kWh，可减排二氧化碳约18.60吨(以碳计)。
合计减排二氧化碳约1306.2吨(以碳计)。
项目投资回收期此项目新增钛管式换热器4组，溴化锂吸收式热泵机组2台，新增10t/h蒸汽锅炉1台，清水循环泵2台，铺设1.5公里Ф325管线等，项目投资689.5万元人民币，其他投资96.5万元，合计总投资786万元。
投资回收期 = 投资总额 / 一个采暖期总的节约效益= 786 / 259.12 = 3.03 (采暖期)未来市场潜力我国目前最大的大庆油田，近年原油产量大约5300万吨，胜利油田年生产原油也在2600万吨。
仅胜利油田采油伴生的污水量达80万吨/天，温度多在55--60?之间。
利用吸收式热泵技术，将污水温度降低到25-30?(同时需要投入相应的驱动热)，可产生75?的热水，每年提取的热量折合燃油可达105万吨，节能潜力巨大。
大庆、辽河、南阳等油田的余热资源均可采用该技术进行采暖和原油加热，同样可取得很好的节能、环保效果。
石化、冶金、电力等企业生产过程中都有相当数量的余热没能有效利用。
利用吸收式热泵技术，也能够实现能量的综合利用。
案例源单位评价吸收式热泵及热泵供热系统在胜利石油管理局胜南社区管理中心的应用中取得了良好的效果。
目前扩大到十几个单位使用，冬季采暖替代了大量的原油消耗。
经过两年的使用我们总结出了以下几个方面的特点:1 在不改变用户终端散热设备的前提下，可以替代原有供暖设备。
改变了能源的消费结构，可以节省大量的原油;2 污水余热充分利用，单机负荷大，采暖成本低，节能效益十分显著，投资回收期短，而且减少了环境污染;3 采暖前、后期，由于室内温度要求较低，仅利用污水换热的温度就可满足供暖要求，为此可提前或延长供暖时间，改善居民的生活条件;4 吸收式热泵技术成熟，设备运行可靠，维护量很小，可大大降低劳动强度和维护费用。
该项技术在胜利油田乃至全国都是一项新生事物，具有广泛应用前景。
它的应用成功将对石油、炼化、电力、冶金等行业改变燃料结构、促进余热资源的有效利用，起到积极的作用。
该项技术的推广将会为企业及社会带来良好的经济和环境效益。
所有废弃物在综合利用中“变废为宝”来源:新华网作者:霍峰频道:华中发布时间:2008-08-19如果不是到企业的车间、生产线去亲眼目睹，你无法想像到海晶化工会如此巧妙地把“变废为宝”设计得几乎滴水不漏。
你更是无法想像，依靠这些废弃物的利用，企业一年节支超过3000万元。
化工是一个资源消耗型行业。
随着竞争的日趋激烈和环保要求的提高，海晶化工决策层深刻地意识到:企业要保持长期持续稳定发展，必须发展循环经济，实现清洁生产。
2002年以来，在上级主管部门的指导下，海晶化工将发展循环经济和清洁生产作为重要工作来抓，精打细算，围绕生产过程产生的“废水”、“废气”、“废渣”、“废热”的综合利用大作文章，在满足环保要求的同时，最大程度地降低成本，为企业创造了新的利润空间。
现在，海晶凡是能够观察到的废弃物基本上都得到了综合利用。
精心设计的全方位循环利用在企业产生的废弃物循环利用方面，海晶化工可谓“用心良苦”，他们通过广泛的技术革新和提高设备的利用率，实现了厂区废水、废气、废渣、废热的充分“回用”，有效地降低能耗、节约成本，实现了污染源最大程度的减量排放。
先说水的“回流”在这篇“大文章”中，海晶化工有五个精彩的“章节”:一是通过技术改造，将反渗透无离子水装置产生的浓水全部回收利用，改造后每天可节水1500吨左右，年节支近80万元。
二是通过对聚氯乙烯干燥、隔膜蒸发、氯化聚乙烯干燥三个工序进行技术改革，使其产生的蒸汽冷凝水得到二次利用，从而降低了蒸汽消耗和水耗，年节支达60万元。
三是将聚氯乙烯厂聚合离心母液水过滤回收树脂后，用于替代自来水的补充用水和聚合釜的冲洗、汽提塔顶喷淋、换热器、泵清洗等用水，减少了无离子水消耗。
经测算，每年可节约自来水18万吨、节约无离子水4万吨，节支近60万元。
四是将电石泥压滤水、乙炔清净处理产生的废水和冷却塔废水全部送到乙炔发生器替代自来水作为生产和冷却用水;仅此一项，每年可节水100万吨左右，节支200万元以上。
五是通过增加设施和自动控制装置，将反洗水经净化沉降后回收利用，每天可节约循环水系统自来水补充量约157吨，每年可节支162万元。
通过上述这一道道花钱不多但收效显著的“截流”关口，目前海晶化工各生产环节产生的废水基本上得到了最大程度的利用。