余热发电就是利用生产过程中多余或废弃的热能转换为电能的技术。余热发电不仅节能,还有利于环境保护。余热发电的主要技术在余热回收，其重要设备是余热锅炉。它回收利用废气、 废液等工质中的热能或可燃质作热源,生产蒸汽用于发电。由于余热回收位置不确定需根据回收空间进行设计布置，由于工质温度不高,故锅炉体积大,耗用金属多。用于发电的余热主要有：高温烟气余热,化学反应余热,废气、废液余热,低温余热(低于200℃)等。此外,还可以利用梯级能量进行发电，例如,代替减温减压站进行发电；中温中压的蒸汽经过汽轮发电机组发电后再供生产或供热用热。
余热普遍存在于各个行业领域，特别是高耗能企业，它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。

二、应用领域
1、在化工行业中的应用：
　　（1）小合成氨上、下行煤气余热回收
　　（2）中合成氨上、下行煤气余热回收
　　（3）合成氨吹风气燃烧的余热回收
　　（4）合成氨一段炉烟气余热回收
　　（5）30万吨/年合成氨二段转化炉余热回收
2、在硫酸工业中的应用：
　　（1）在硫酸生产沸腾焙烧炉沸腾层内的余热回收；一个年产10万吨硫酸的工厂可回收5.5万吨蒸汽；
　　（2）从沸腾中出来的SO2高温炉气中回收余热；一个年产10万吨硫酸的工厂可回收10.5万吨蒸汽，可发电价值约600万元；
　　（3）在盐酸、硝酸炉的应用：基本同(2)；
3、在石油化工中的应用：
　　（1）烃类热解炉中的余热回收；（工作温度约750~900℃）
　　（2）乙苯脱氢反应器中的余热回收；
　　（3）环己醇脱氢化学反应器中的余热回收；
　　（4）催化、裂化再生取热器中的余热回收；
　　（5）其它各种加热炉中的余热回收；
4、在建材工业中的应用：
　　（1）各种砖瓦、建陶隧道窑中的余热回收；
　　（2）玻璃窑炉中的余热回收；
　　（3）水泥窑炉中的余热回收；
　　（4）在高岭土喷雾干燥热风炉中的余热回收；
5、在冶金工业中的应用：
　　（1）轧钢连续加热和均热炉中的余热回收；
　　（2）坯件加热炉中的余热回收；
　　（3）线材退火炉中的余热回收；
　　（4）烧结机中的余热回收；以一台180M2的烧结机为例，可回收蒸汽量达10~22吨/小时。
6、在纺织印染行业中的应用：
　　（1）定型机余热回收；以一台力根定型机配LQDR（杭州力强）余热回收设备为例，年经济效益可达人民币20万元；
　　（2）印染热污水余热回收；
　　（3）锅炉烟气余热回收；以一台250万大卡导热油锅炉配LQGR（杭州力强）蒸汽发生器为例，每小时可产蒸汽0.5吨；
三、回用途径
　　余热的回收利用途径很多。一般说来，综合利用余热最好，其次是直接利用，再次是间接利用（如余热发电）。
　1.动力供热联合使用；2.发电供热联合使用；3.生产工艺使用；4.利用汽轮机发电或直接替代电机驱动机泵；5.生活采暖用热。
四、余热回收设备
1、热管余热回收器
　　热管余热回收器即是利用热管的高效传热特性及其环境适应性制造的换热装置，主要应用于工业节能领域，可广泛回收存在于气态、液态、固态介质中的废弃热源。按照热流体和冷流体的状态，热管余热回收器可分为：气—气式、气-汽式、气—液式、液—液式、液—气式。按照回收器的结构形式可分为：整体式、分离式和组合式。
2、间壁式换热器
　　换热器是化工,石油,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位.在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中,间壁式换热器应用最多。常见间壁式换热器如：冷却塔(或称冷水塔) 、气体洗涤塔(或称洗涤塔) 、喷射式热交换器 、混合式冷凝器 。
3、节能陶瓷换热器
　　陶瓷换热器是一种新型的换热设备，在高温或腐蚀环境下取代了传统的金属换热设备。用它的特殊材质——SIC质，把窑炉原来用的冷空气变成了热空气来达到余热回收的目的。由于其可长期在浓硫酸、盐酸和碱性气、液体中长期使用。抗氧化，耐热震，高温强度高，抗氧化性能好，使用寿命长。热攻工业窑炉。把换取的热风作为助燃风送进窑炉与燃气形成混合气进行燃烧，可节能25%-45%，甚至更多的能源。

　五、余热发电工程案例
1、煤矸石砖厂余热回收发电
1.1 概况
根据国家发展改革委节能中长期专项规划[发改环资 [2004]2505号]精神，在“十一五”期间，隧道窑是建材行业推广的节能的先进技术和设备。由于国内对隧道窑余热利用技术的研究起步较晚，余热利用率较低，除部份企业把余热用于原料烘干外，绝大多数企业没有把隧道窑烧制产品的冷却热量（温度高达950～1100℃）充分回收利用，从而造成大量的能源浪费和热源污染。
建材企业的余热利用主要是将隧道窑烟气和产品冷却产生的热风，通过风机送到原料干燥段，对产品原料进行干燥，以减少干燥段一次能源消耗量，使建材企业获得一定的经济效益。由于建材原料的干燥主要是蒸发原料中的水份，利用隧道窑100～300℃的低品味的余热足够干燥所需热量，若煤矸石砖可利用其自身燃烧产生的少部分热量，足以满足干燥砖坯热量所需，煤矸石砖自燃烧成后的温度较高，在900℃至1000℃之间，需要降温后才能出窑，在冷却段一般都是由冷风将这部分热量携带经烟囱排至大气，造成了能源的浪费和环境污染，在冷却段设置余热回收装置，将此部分高品位的热量充分回收，利用其热量来进行发电和供热，达到节能减排提高企业经济效益的目的。

1.2 原理及工艺流程

       凝结水经给水泵经打入低温受热面的进水联箱，低温给水在低温受热面内吸收低温余热，吸收余热后再进入蒸发段受热面吸热并沸腾蒸发成汽水混合物，再经汽包进汽管进入汽包，在汽包内进行汽水分离，饱和水经汽包下降管进入蒸发段受热面进水联箱，再次吸收余热蒸发成蒸汽并进入汽包；从汽包分离出来的饱和蒸汽经管道进入过热段受热面的进汽联箱，饱和蒸汽在过热段受热面内吸收高温余热，产生过热蒸汽并经管道接至蒸汽联箱，由蒸汽联箱再输送至汽轮机，在汽轮机内蒸汽的热能转变成高速旋转的机械能，汽轮机再带动发电机高速旋转由机械能转变成电能，发电机发出的电能再经变压器转换成低压动力电源，供给压砖机和风机等动力设备自用，余热回收获得的电能完全可以满足所有动力设备自身用电的需求。回收的余热也可用来采暖、洗浴等生活用热。
1.3 经济效益分析
某煤矸石砖厂有两条隧道窑生产线，年制砖量140000万块。隧道窑烟气平均温度＞500℃。我公司设计的余热锅炉每小时回收p=1.3MPa，t=360℃的蒸汽3吨/h，每小时发电290kwh，全年发电收入为：F=290×0.7×24×330=160.8元。人员工资和维护费用合计成本为45万元，每年利润为 S=160.8-45=115.8万元。    
 2.水泥行业
我公司针对水泥行业余热资源特点，研制出多种纯低温余热发电技术。根据余热资源的分布特点，为进一步将余热资源中的低温部分充分利用，采用了双压和闪蒸技术，并在实际应用中获得很好的应用效果。
    根据热力参数计算，一条2000～2500t/d新型干法水泥生产线，可配套一台4.5MW余热发电机组；一条5000t/d新型干法水泥生产线可配套一台9-12MW余热发电机组。以某厂2500t/d+5000t/d两条新型干法水泥生产线为例，为其设计配套4.5+9MW余热发电机组，四台余热锅炉，两台汽轮发电机组，投产后每年发电量将达到8800万千瓦时，年节约标煤33000吨，3.2年后可收回投资，同时,年减少二氧化碳排放达到80000吨,具有良好的经济、环境及社会效益。' D6 }/ E- P, o. U# ~3 C
2.1 余热发电工艺系统流程图：

 

       余热发电系统特点：由于大多数（80%）以上已投运的水泥线窑头取热在380-400℃，甚至更高。针对窑尾一级筒出口温度低于330℃的系统，采用将窑尾余热锅炉产生的低温过热蒸汽（一般在300℃以下）送入窑头余热锅炉，在窑头余热锅炉设置一高温过滤器，将混合蒸汽（来自窑头、窑尾余热锅炉的低温过热蒸汽）进一步加热到360-380℃（比原混合蒸汽提高了50-60℃），然后进入汽轮机发电。该工艺较原有系统提高余热发电量8-10%左右。
3. 钢铁行业烧结余热
    钢铁行业烧结余热资源丰富，温度在300～400℃，可以进行余热利用发电。结合烧结冷却机的余热分布特点，根据余热资源梯级利用和“ ”损失最小原理，设计出一种余热发电系统，单独利用烧结矿下落进入冷却机段的高温余热（400～500℃）来加热（高温）过热蒸汽，然后该部分余热资源和中段中低温余热（300～360℃）混合利用，来加热低温过热蒸汽，并产饱和蒸汽。