工业余热利用|工业锅炉|锅炉改造    

工业余热利用

1.工业余热的来源和分类

  1.1工业余热简介

工业余热来源于各种工业炉窑热能动力装置热能利用设备余热利用装置和各种有反应热产生的化工过程等 目前，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的 ，可回收利用的余热资源约为余热总资源的 合理充分利用工业余热可以降低单位产品能耗，取得可观的经济效益

  1.2工业余热的分类

工业余热按其能量形态可以分为三大类，即可燃性余热 载热性余热和有压性余热

  1.2.1可燃性余热

可燃性余热是指能用工艺装置排放出来的 具有化学热值和物理显热，还可作燃料利用的可燃物，即排放的可燃 废气废液废料等，如放散的高炉气 焦炉气转炉气油田伴生气炼油气矿井瓦斯炭黑尾气纸浆黑液甘蔗渣木屑可燃垃圾等

  1.2.2载热性余热

常见的大多数余热是载热性余热，它包括排出的废气和产品物料废物工质等所带走的高温热以及化学反应热等，如锅炉与窑炉的烟道气，燃气轮机 内燃机等动力机械的排气，焦炭钢铁铸件水泥炉渣的高温显热，凝结水 冷却水放散热风等带走的显热，以及排放的废气潜热等

  1.2.3有压性余热

有压性余热通常又叫余压（能），它是指排气 排水等有压液体的能量另外，因为工业余热的温度是衡量其质量（品位）的重要标尺，而其温度的高低亦影响了余热回收利用的方式，所以余热也通常按温度高低分为：高温余热，温度大于或等于650℃ ；中温余热，温度介于230至650℃之间；低温余热，温度小于230℃。

2.工业余热一般利用途径

  2.1余热的直接利用

余热的直接利用是最常见的回收利用方式 具体的应用领

域有：（1）预热空气 利用加热炉高温排烟预热其本身所需空气，以提高燃料效率，节约燃料消耗

      （2）干燥 利用工业生产过程的排气来干燥加工零部件和材料，如铸工车间的铸砂模型等；还可以干燥天燃气 沼气等燃料 在医学上，工业余热还能用来干燥医用机械

      （3）生产热水和蒸汽 利用低温余热来产生 或更高更低温度的热水和低压蒸汽，供应生产工艺和生活的不同需求

      （4）制冷或供热 利用低温余热来加热吸收式制冷机的蒸发器，或作为热泵的低温热源，达到制冷或供热的目的国外对余热的直接利用已经开展得比较成熟。R Tugeul Ogulata等设计了一种热量回收系统，以用于纺织行业中纺织品的烘干过程 在纺织品烘干过程中，被用来干燥的空气温度升高，湿度增加并且被一些灰尘以及化学物质所污染，因此不能用于再次干燥 在传统工业中，这             些“废气”会被直接排放到大气中，其中的热量就被浪费掉.Ogulata设计了一种废气循环系统，运用同流换热器，将用过的高温、高湿的废气对纺织品进行预热，并循环利用，很好地降低了能耗。

   2.2余热的动力回收

对于中高温余热，最好使其产生动 力，直接作用于水泵、风机压缩机，或带动发电机发电 例如，各种工业窑炉和动力机械的排烟温度大都在500℃以上，甚至达1000℃左右，可装设余热锅炉产生蒸汽，推动汽轮机产生动力或发电 ；对于中温余热，为提高动力回收的效率，宜采用低沸点介质 （如正丁烷F-114等），按朗肯循环进行能量转换，达到余热动力回收的目的。

   2.3余热的综合利用

余热的综合利用方式是根据工业余热温度的高低而采取不同的方法，以做到“热尽其用”，因而它是最有效的利用余热的途径 例如，利用高温余热产生的蒸汽，通过供热机组取得热电合供的效果；利用有一定压力的高温废气，先通过燃气轮机做功，再利用其排气通过余热锅炉产生蒸汽，进入汽轮机做功 ，形成燃气蒸-汽联合循环，以提高余热的利用效率，加之使用汽轮机抽气或排气供热，余热经多次利用，就更扩大了其回收利用的效果。

在余热回收利用系统中，若采用热泵技术，可进一步提高余热的能级和利用效果，S Spoelstra等人对使用高温热泵回收的工业废热进行了研究他们改良升级了异丙醇热泵和盐氨水混合蒸汽热泵这两种可用于废热利用的系统，并分别进行了模拟实验，其结果表明：前者具有更高的焓效率和COP ，且无副产品的形成，因而能更有效地回收利用余热，其平均内部收益 率（IRR ）达到了14%。

3.工业余热回收最新技术

近年来，工业余热的利用方法越来越多元化，越来越来高效，涌现了很多余热回收利用的新型装置和技术

   3.1热轮

热轮由多孔和高比热容量的材料制成，有转盘式和转鼓式两种结构型式当热轮的转盘或转鼓低速旋转时，热气体的热量传递给热轮；若热轮继续旋转，它便将所获得的热量传递给进入的冷空气热轮的热传递效率现已达到75%~80%，应用温度也可达870℃左右由于热轮结构的原因，会有少量的废气进入气管内，因而产生一定程度的污染 若污染量超过许可限度，则可附加清洗段来减少污染程度 热轮一般用于采暖和低温中温废热的回收，以及干燥炉、养护炉和空气的预热器中

   3.2热管

热管是一种良好的新型工业废热利用设备，它具有结构简单不存在交叉污染等特点最普通的热管是由一密封的管状容器组成，器壁具有毛细芯结构材料，该管状容器充以蒸发液体热管的作用是基于蒸发—冷凝循环原理 毛细芯结构材料的作用如同泵一样，它将冷凝流体送回热输入端 ，由废热使热管的液体工质蒸发，蒸发的潜热随蒸汽送至热管的冷端冷凝，释放出潜热然后，冷凝的液体再由毛细芯结构送回到热端，如此循环，高效率地传递热能。常温热管运用于温度控制和回收生产过程的废热热管还可用于空气干燥器、加热、通风、空调设备和空气预热器等。