工(gōng)業餘熱中(zhōng)的餘熱利用(yòng)技(jì )術

據統計可(kě)回收利用(yòng)的餘熱資源占總餘熱資源的60%，目前，餘熱利用(yòng)的方式主要可(kě)分(fēn)為(wèi)兩類，一類是轉換利用(yòng)，另一類是熱利用(yòng)。餘熱利用(yòng)的技(jì )術主要有(yǒu)如下幾種：

1.餘熱鍋爐發電(diàn)技(jì )術

這種利用(yòng)方式是回收高品位餘熱最常見的一種方式，屬于餘熱轉換利用(yòng)範疇，類似于火力電(diàn)廠的發電(diàn)原理(lǐ)。餘熱鍋爐中(zhōng)的水吸收工(gōng)業生産(chǎn)過程中(zhōng)的餘熱，如水泥，鋼鐵等生産(chǎn)工(gōng)藝産(chǎn)生的高溫煙氣，産(chǎn)生溫度，壓力較高的水蒸汽，水蒸汽推動汽輪機做功，輸出機械能(néng)，進而轉變為(wèi)電(diàn)能(néng)。目前，這種技(jì )術已經非常成熟。

餘熱鍋爐發電(diàn)機組主要用(yòng)于回收高品位餘熱的，當驅動熱源為(wèi)溫度>500℃的煙氣時，其發電(diàn)效率較高。根據計算，當煙氣溫度為(wèi)1000℃時，可(kě)産(chǎn)生10MPa的水蒸汽，發電(diàn)效率約為(wèi)30%

2.工(gōng)業熱泵技(jì )術

熱泵技(jì )術屬于工(gōng)業餘熱的熱利用(yòng)範疇，其用(yòng)于回收工(gōng)業餘熱的技(jì )術已經非常成熟。這種技(jì )術的主要特點是以相對少量的高品位能(néng)如電(diàn)能(néng)、機械能(néng)等為(wèi)代價使低品位的工(gōng)業餘熱提升為(wèi)較高品位的熱量。其在回收利用(yòng)低品位餘熱方面有(yǒu)着得天獨厚的優勢，目前比較常見的工(gōng)業熱泵系統有(yǒu)如下兩類：

(1)壓縮式熱泵系統;

(2)吸收式熱泵系統。

熱泵系統雖然在利用(yòng)低溫餘熱的方面優勢明顯，但其産(chǎn)品單一，絕大多(duō)數熱泵輸出的是熱水，熱水品位雖然較低溫餘熱有(yǒu)所提升，但提升幅度不大，應用(yòng)受限，最常見的是用(yòng)于冬季供暖，日常生活用(yòng)水等，對于沒有(yǒu)供熱需求的季節和地區(qū)，其可(kě)利用(yòng)的途徑更加有(yǒu)限。

3.ORC低溫發電(diàn)系統

ORC低溫發電(diàn)系統屬于餘熱轉換利用(yòng)的範疇，回收利用(yòng)餘熱的方式與餘熱鍋爐的方式相似，區(qū)别在于餘熱鍋爐的循環工(gōng)質(zhì)為(wèi)水，一般稱為(wèi)單循環系統，ORC低溫發電(diàn)系統的循環工(gōng)質(zhì)為(wèi)低沸點的有(yǒu)機工(gōng)質(zhì)，一般稱為(wèi)雙循環系統，這就使得ORC機組對低品位的餘熱回收具(jù)有(yǒu)巨大優勢。由于産(chǎn)品是電(diàn)能(néng)，所以運用(yòng)範圍廣。

典型ORC低溫發電(diàn)應用(yòng)場景如下：

(1)低溫煙氣

熱源：各種加熱爐煙氣溫度：150-180°

技(jì )術：采用(yòng)前置煙氣換熱器将煙氣中(zhōng)的熱值回收，産(chǎn)生高溫熱水或者蒸汽進去ORC機組進行發電(diàn)，實現節能(néng)減排。

(2)地熱

熱源：常規地熱90-160℃，中(zhōng)高溫地熱>160℃

技(jì )術：熱水進入ORC機組，排水(50-70℃)供綜合利用(yòng)，進行發電(diàn)，實現節能(néng)減排。

4.工(gōng)業餘熱制冷技(jì )術

工(gōng)業餘熱制冷技(jì )術是指以工(gōng)業餘熱作(zuò)為(wèi)驅動熱源，利用(yòng)吸收式制冷系統為(wèi)用(yòng)戶提供冷凍水。與傳統的壓縮式制冷機組相比，吸收式制冷系統利用(yòng)低品位的工(gōng)業餘熱而不是高品位的電(diàn)能(néng)或機械能(néng);采用(yòng)天然制冷劑如水或NH3，而不是對環境有(yǒu)破壞作(zuò)用(yòng)的，價格昂貴的氟利昂。所以具(jù)有(yǒu)相當的環保和節能(néng)效果，同時具(jù)有(yǒu)結構簡單、震動小(xiǎo)、無噪音等優點，在20世紀末得到了廣泛推廣。

但是與壓縮式制冷機組相比，吸收式制冷機組的COP較低，一般小(xiǎo)于2。為(wèi)了減少靜液高度對蒸發溫度的影響，需要采用(yòng)噴淋式蒸發器，費用(yòng)相對于普通管殼式換熱器高，而且其對防結晶、防腐蝕、防不凝性氣體(tǐ)要求非常高。

5.熱交換技(jì )術

熱交換技(jì )術是指利用(yòng)換熱器使水或其他(tā)介質(zhì)與工(gōng)業餘熱換熱，換熱得到的熱水或其他(tā)介質(zhì)直接用(yòng)于工(gōng)藝生産(chǎn)或是其他(tā)方面。這種利用(yòng)方式沒有(yǒu)改變餘熱能(néng)的形式，屬于餘熱資源熱利用(yòng)的範疇，這是工(gōng)業餘熱回收方面最直接，效率較高的技(jì )術。換熱器技(jì )術是熱交換技(jì )術的核心，用(yòng)于熱交換技(jì )術的換熱器常見的有(yǒu)間壁式換熱器、蓄熱式換熱器、熱管換熱器、餘熱鍋爐等。

雖然熱交換技(jì )術系統簡單，效率較高，但是由于其産(chǎn)品單一，最常見的是熱水，而且經過換熱器後，由于傳熱溫差的原因，得到的産(chǎn)品溫度較餘熱溫度低，降低了餘熱品位，應用(yòng)範圍受限。