余热余压利用资料初步总结

一工业余热余压利用主要形式

目前余热回收形式主要有三种，第一种是余热锅炉回收余热制蒸汽，用于工艺用饱和蒸汽或用于发电；第二种是采用热泵或溴化锂吸收式机组回收余热，制取热水或蒸汽，用于工艺、空调及生活采暖；第三种是利用螺杆膨胀机回收余热，直接驱动发电机发电或驱动水泵、风机、压缩机。螺杆膨胀机除可回收余热之外，还应用在余压回收利用上。

1、中高温余热利用：余热锅炉制取蒸汽

余热锅炉的作用是通过回收生产过程中的余热来制取蒸汽。目前余热锅炉主要用于回收高温烟气、可燃废气等气态余热。产生的蒸汽有两种使用方向，一是可直接用于生产、生活用汽，二是蒸汽可用于汽轮发电机组发电。

余热锅炉回收余热用于发电的原理如下图所示：

2、低温余热利用：热泵机组及溴化锂吸收式制冷机组

包含两种形式的机组，一是溴化锂吸收式制冷机组利用工业废余热，为工业提供工艺所需冷水或空调制冷。二是热泵机组（如溴化锂吸收式热泵）通过吸收低品位热源余热制取热水或蒸汽，供工业或城市供热用。溴化锂吸收式热泵的驱动热源为蒸汽、高温烟气、直接燃烧燃料（燃气、燃油）产生的热量、废热热水、废热蒸汽等。

与余热锅炉相比，溴化锂吸收式热泵机组普遍用于低温余热回收，而余热锅炉更多用于中高温余热回收。其次，应用领域不一样，溴化锂吸收式热泵提供的热水和蒸汽用于工艺

用、空调制冷采暖用，而余热锅炉提供的蒸汽可以用于汽轮机组发电。三是，目前余热回收项目中，余热锅炉多用于回收气态余热，而溴化锂热泵机组除可回收气态余热，还可回收废液（如废热热水、燃油）余热。

3、余压利用：螺杆膨胀机

螺杆膨胀机可利用蒸汽、高温热水、汽液两相流体等介质为动力，将热能转换为机械能驱动发电机发电或直接驱动水泵、风机、压缩机等做功。目前，对螺杆膨胀机的应用主要有以下两种方式：一是回收蒸汽余压，二是采用有机工质朗肯循环系统，回收废热。

3.1 回收蒸汽压差

1)案例：如从锅炉产生的蒸汽经降压后供工业用汽的过程中，可使用螺杆膨胀机回收余压用于发电。

2)机组构成：螺杆膨胀动力机＋发电机（循环泵、压缩机、风机等）＋冷凝装置（选用）

3)补充：特别适用于蒸汽压力≥0.3 MPa、温度≤300℃、进出压差在0.2~1.0MPa之间的饱和蒸汽压差发电系统。当压差大于1.0Mp时，可使多台螺杆膨胀机串联降压。在余热回收中，通常余热锅炉产生的蒸汽压力大于工业用汽，此时可结合螺杆膨胀机实现降压和发电。

3.2 有机工质朗肯循环系统回收工业余热

1)案例：如存在工业热水（60℃以上）时，可利用有机工质通过与热水进行热量交换，有机工质变成汽液两相后进入螺杆膨胀机，螺杆膨胀机通过做功驱动发电机发电，而作功后的汽液混合物进入冷汽器冷凝后，再经工质泵返回加热器，如此循环作功。

2)机组构成：换热器＋螺杆膨胀动力机＋发电机＋高效冷凝装置＋辅助设备

3)补充：螺杆膨胀机回收余热发电与余热锅炉结合蒸汽轮机组发电存在的主要区别是，螺杆膨胀机取代了汽轮机。与汽轮机相比，其优势在于，进入螺杆膨胀机的工质可以是热水（60℃以上）、蒸汽、气液两相等，而汽轮机只能是蒸汽；其次，螺杆膨胀机除可驱动发电机发电，还可直接驱动风机、水泵、压缩机；三是蒸汽在螺杆膨胀机流速低，噪音低、内部磨损小。

二各行业余热利用概况

(一)水泥行业：余热发电

1、现状

目前水泥行业主要是针对新型干法熟料生产水泥过程中窑头熟料冷却机和窑尾预热器

排掉的废气，此部分废热热量约占水泥熟料烧成系统总热耗量的30%以上，温度在350℃以下，属于中低温余热。根据网上搜集的若干项目统计，目前回收这部分余热主要用于发电，其应用和相关技术相对成熟。据统计，2009年底，新型干法熟料生产线余热电站配套建设率为46%①。此外，经大连易世达新能源发展股份有限公司（以下简称“易世达”）经验测算，项目发电综合成本约为0.15 元/每千瓦时，仅是电网电价的25%左右②。

2、主流技术及设备

1)主流技术：新型干法水泥窑纯低温余热发电技术

2)机组设备：余热锅炉、汽轮机、发电机

(二)玻璃行业：余热发电、工艺用汽或生活采暖

目前主要是针对浮法玻璃生产线上熔窑烟气余热的回收，这部分烟气温度在500℃以上，属于中温余热回收。据网上搜集的玻璃行业余热回收项目统计，以余热锅炉为主要利用方式，产生的蒸汽用于发电、生产和采暖用或两者兼有。

根据中国建筑玻璃与工业玻璃协会统计，截至2010年6月全国有浮法玻璃生产线216条，已有超过50条浮法玻璃生产线已建或在建配套余热电站，余热电站建设率为23%③。

玻璃行业中，废热量大但尚未被利用的资源包括：1）熔窑本体散热，采用熔窑全保温技术后，其表面温度仍在150 ℃以上，属于低温余热资源；2）锡槽本体散热，锡槽的槽底钢板温度为180~250 ℃，经槽底冷却风系统冷却后降至120 ℃以下，属于低温余热资源；3）退火窑排风余热，温度在280-500℃，属中低温余热；4）循环水系统的余热，低于100℃，可利用溴化锂机组或热泵系统。

(三)钢铁行业：供工艺用汽、发电

由于钢铁联合生产企业通常包括采矿、烧结、炼焦、炼铁、转炉炼钢、电炉炼钢、铸锭、连轧等多个环节，各环节可利用的废气余热资源丰富，包括烧结机废气余热、热风炉烟气余热、干熄焦烟气余热等共计十多种，据统计，钢铁企业的余热资源占企业总用能的37%。

下表为2005年我国大中型钢铁企业生产1吨钢产生的余热资源及其利用情况据。2005年我国大中型钢铁企业的余热回收率约为26%，其中：高温余热占总余热的40%，余热回

①根据中国水泥协会主办的数字水泥网统计数据测算而得。原数据为，2009 年全年投运的新型干法熟料生产线投产达1,086 条，2009 年底，投运电站的生产线将达到498 条左右。

②数据来源于易世达招股说明书。

③资料来源于天壕节能招股说明书。