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摘要:作为工业余能的主要组成部分,余热和余压是在工业生产中形成的一种宝贵的能源。对于这些能源,如果不将其利用而是直接排放入大气中,不仅是对能源的一种浪费,还会造成环境污染。当前能源储量逐渐紧张,环保形式也更加严峻,因此国家和各行业对于工业余热余压的利用也越来越重视,并不断研发其利用方式,本文将对此展开探讨。
关键词:工业余热 工业余压 综合利用
引言:
工业余热和工业余压是在工业生产、输送工程中产生的能量,属于可利用资源的一种。工业生产企业是余热和余压主要产生源头,对于这些余热和余压如果直接不加以利用而是直接废弃,不仅是对能源的一种浪费,还会造成环境污染。因此当前加快对工业余热和余压开发利用,比绿色新能源的研发更加的急迫。当前国家环保要求和节能减排的战略明确要进行工业余热余压的研究和应用,各级政府和企业也特别重视对工业余热余压的利用,并全面推广余热余压的回收技术,推进低品相余能的研发利用。但是工业余能的利用过程中仍然存在着许多的问题。
一、工业余热余能的特点分析
工业余热余能主要产生于钢铁企业、化工企业、建材生产企业等工业企业的生产过程中,当前并没有可用的技术避免工业余热和余能的产生,或进行内部消化。其中余热是指在生产过程中没有利用完全而散发至周围的热能,按照不同的载体可以分为固态载体余热,如焦炭等;液态载体余热,如冷却水;气态载体余热,如高温蒸汽等。余压是指生产设备排放的具有压力的气态或液态流体,如高炉余压等。
余热、余压的主要特点有:第一,余热余压是在生产过程中才会产生,如果生产设备不运转就没有余热余压;第二,难以保存,目前并没有合适的储存技术和容器对余热余压进行保存,如果不能及时利用就会废弃;第三,当前对余热余压的利用率很低,利用成本也很高,一般处理方式都是直接废弃,形成很大的资源浪费和污染;第四,余热和余压具有不同等级的品相,不同的载热载压介质和温度压力水平,需要不同的处理手段和利用方式,其作用方向和所含能量也不尽相同。
二、余热余压利用的发展进程及现状分析
人们对于余热余压的认识经历了化害为利并不断开发提高利用效率的过程。最初人们认为工业余热余压如高温蒸汽、高温高压尾气等只能作为废弃物排放或有害物质予以处理。之后虽然开始利用,但是有人认为用余热发电容量小、参数低、效率低下,利用的价值较小,应该直接淘汰;或者改变利用方式,直接利用热能,但是因为由于我国热能符合规划不到位,大规模的余热难以被直接高效利用;因为余热无法保存的特性,不利用就会浪费掉且造成环境污染,因此人们意识到在余热余压的利用上,先利用起来才是最重要的,在转换利用的基础上,再深入研究高效利用和分级利用的技术和办法。当前,许多企业已经将自己生产过程中产生的余热余压进行了再利用,并正在寻找高效率利用的方式,并在更宽广的领域开展了余热余压利用的研发。如何能够提高余热余压的利用率,如何利用低级品位的余热余压,是当前余热余压利用的研发方向。
三、余热余压利用方式分析
随着余热余压回收利用技术的不断研发,更多的低品位的余热余压被不断回收利用,并且利用效率逐渐提高。纵观余热余压回收利用的发展进程,其从高能高用例如尾气或蒸汽发电,到高能低用如高温烟气或蒸汽供暖,逐渐发展为低能低用例如中低温烟气或低温废水供暖等,到目前已经进一步发展到了低能高用例如低温余热发电、设备余热回收供暖等。但是不可否认,余热余压利用过程中仍然还有很多问题亟待解决。
1、回收利用原则
第一,有利于原有工艺流程的生产效率提高。余热余压的回收利用应当建立在生产顺利进行的基础上,以生产流程正常运转为主,不能因为要利用余热余压而影响正常生产的效率。第二,直接利用优于转化利用的原则。如将余热或余压直接作为驱动生产车间机器设备运转的动力,而不是转化为电能,减少了能量转化过程的损耗,以及发电后电力上网价与工业用电价之间的价差。第三,就近利用原则。余热余压的回收利用应当在生产企业附近,最好是企业自身的生产工序和设备予以利用,减少运输产生的成本。第四,梯级利用原则。对于不同品位等级的余热余压,采用不同的利用方式,多级利用,最大限度提高余热余压的利用效率。第五,经济原则。余热余压的回收利用要能够产生经济效益,收益要大于成本,企业才会有回收利用余热余压的动力,余热余压才会有应用的市场。
2、余热利用
当前工业余热的回收利用方式有以下几种。第一,借助于余热锅炉将热能回收,利用余热热能制造蒸汽并用作发电的动能。第二,借助热泵或溴化锂吸收式机组回收余热,利用热能加热水或水蒸气,用于企业周边范围的供暖。第三,采用螺杆膨胀机回收余热,并将回收的热能转化为各种动能,用来驱动机械设备。
对于高温余热的回收方式比较多,当前主要利用的就是余热锅炉,可以用来回收高温的烟气、蒸汽、可燃尾气等余热热能。因为温度高且能够产生大量的蒸汽,因此其主要利用方式可以用于发电机组提供动力,或者用于周边地区的供暖。
对于低温余热,主要利用热泵机组或溴化锂吸收式机组来回收利用。溴化锂吸收式机组可以吸收余热的热能驱动制冷机进行制冷,用于工业生产或空调制冷。热泵机组利用余热热能制热水或热蒸汽,用于周边地区的采暖。
3、余压利用
对于工业余压的回收利用,目前主要是采用螺杆膨胀泵或螺杆膨胀机来进行,主要方式是将余压回收并转化为各种机械设备的运行动力,或者用于发电机组的发电。
实际运用中较多的是使用螺杆膨胀机回收蒸汽余压,并利用有机工质朗肯循环系统,将余压的能量循环利用。具体操作方式是:当蒸汽温度达到60℃以上时,可以直接对有机工质加热,有机工质受热后会变成汽液两相并以这种形态进入螺杆膨胀机,可以用来驱动发电机组运转发电。汽液两相混合物在通过螺杆膨胀机后利用冷凝器恢复液体状态,然后经过有机工质泵回到加热器,开始新一轮的做功循环。另外一種利用较多的工业余压是蒸汽压力,例如供热锅炉在运转过程中会释放大量的蒸汽,压力很高。这时可以利用蒸汽压差发电技术,对原有的供热锅炉系统进行一些改装,连接小型的背压机组,利用不同的蒸汽压力差,将余压能量转化为电能,实现经济收益。
4、问题分析
虽然对于余热余压的回收利用技术在不断的改进,并且仍在继续开发新的利用方式和技术,对于余热余压的利用效率也在不断提高,但是不可否认,当前余热余压利用中仍然存在着许多的问题。
第一,对于生产过程中存在的大量低品位余热余压的回收利用还是很少,如何能将这些低品位余能利用起来,避免资源浪费和环境污染,是亟需解决的问题。第二,对于不同品位的余热余压,当前的技术还不能达到分级区别利用,利用手段与余能品位等级如何匹配,实现余热余压能源的高效率利用也是当前研发的重点。第三,当前并没有形成完善的关于余热余压利用手段的选择策略和利用效果评价方法。第四,国家缺乏相应的配套政策的支持,导致余热余压的利用发展速度较慢,范围较小。
四、结束语
如何对工业余热余压进行高效回收利用,还有许多问题等待解决。我们必须要不断的完善现有利用手段,并开发新的技术方法,将工业余热余压转废为宝,保护环境,缓解当前能源不足的现状,同时提高企业的经济效益。
参考文献
[1] 许相波,陈小芸.梅钢应用余能回收技术的实践与探索[J].宝钢技术. 2015(01):33-34.
[2] 商敬超. 关于工业余热余压利用的思考与探讨[J].化工管理. 2018(10):16.
[3] 兰文龙;郭云高;汪俊贤.工业余热余压利用的思考与探讨[J].节能与环保. 2014(06):74-75.
关键词:工业余热 工业余压 综合利用
引言:
工业余热和工业余压是在工业生产、输送工程中产生的能量,属于可利用资源的一种。工业生产企业是余热和余压主要产生源头,对于这些余热和余压如果直接不加以利用而是直接废弃,不仅是对能源的一种浪费,还会造成环境污染。因此当前加快对工业余热和余压开发利用,比绿色新能源的研发更加的急迫。当前国家环保要求和节能减排的战略明确要进行工业余热余压的研究和应用,各级政府和企业也特别重视对工业余热余压的利用,并全面推广余热余压的回收技术,推进低品相余能的研发利用。但是工业余能的利用过程中仍然存在着许多的问题。
一、工业余热余能的特点分析
工业余热余能主要产生于钢铁企业、化工企业、建材生产企业等工业企业的生产过程中,当前并没有可用的技术避免工业余热和余能的产生,或进行内部消化。其中余热是指在生产过程中没有利用完全而散发至周围的热能,按照不同的载体可以分为固态载体余热,如焦炭等;液态载体余热,如冷却水;气态载体余热,如高温蒸汽等。余压是指生产设备排放的具有压力的气态或液态流体,如高炉余压等。
余热、余压的主要特点有:第一,余热余压是在生产过程中才会产生,如果生产设备不运转就没有余热余压;第二,难以保存,目前并没有合适的储存技术和容器对余热余压进行保存,如果不能及时利用就会废弃;第三,当前对余热余压的利用率很低,利用成本也很高,一般处理方式都是直接废弃,形成很大的资源浪费和污染;第四,余热和余压具有不同等级的品相,不同的载热载压介质和温度压力水平,需要不同的处理手段和利用方式,其作用方向和所含能量也不尽相同。
二、余热余压利用的发展进程及现状分析
人们对于余热余压的认识经历了化害为利并不断开发提高利用效率的过程。最初人们认为工业余热余压如高温蒸汽、高温高压尾气等只能作为废弃物排放或有害物质予以处理。之后虽然开始利用,但是有人认为用余热发电容量小、参数低、效率低下,利用的价值较小,应该直接淘汰;或者改变利用方式,直接利用热能,但是因为由于我国热能符合规划不到位,大规模的余热难以被直接高效利用;因为余热无法保存的特性,不利用就会浪费掉且造成环境污染,因此人们意识到在余热余压的利用上,先利用起来才是最重要的,在转换利用的基础上,再深入研究高效利用和分级利用的技术和办法。当前,许多企业已经将自己生产过程中产生的余热余压进行了再利用,并正在寻找高效率利用的方式,并在更宽广的领域开展了余热余压利用的研发。如何能够提高余热余压的利用率,如何利用低级品位的余热余压,是当前余热余压利用的研发方向。
三、余热余压利用方式分析
随着余热余压回收利用技术的不断研发,更多的低品位的余热余压被不断回收利用,并且利用效率逐渐提高。纵观余热余压回收利用的发展进程,其从高能高用例如尾气或蒸汽发电,到高能低用如高温烟气或蒸汽供暖,逐渐发展为低能低用例如中低温烟气或低温废水供暖等,到目前已经进一步发展到了低能高用例如低温余热发电、设备余热回收供暖等。但是不可否认,余热余压利用过程中仍然还有很多问题亟待解决。
1、回收利用原则
第一,有利于原有工艺流程的生产效率提高。余热余压的回收利用应当建立在生产顺利进行的基础上,以生产流程正常运转为主,不能因为要利用余热余压而影响正常生产的效率。第二,直接利用优于转化利用的原则。如将余热或余压直接作为驱动生产车间机器设备运转的动力,而不是转化为电能,减少了能量转化过程的损耗,以及发电后电力上网价与工业用电价之间的价差。第三,就近利用原则。余热余压的回收利用应当在生产企业附近,最好是企业自身的生产工序和设备予以利用,减少运输产生的成本。第四,梯级利用原则。对于不同品位等级的余热余压,采用不同的利用方式,多级利用,最大限度提高余热余压的利用效率。第五,经济原则。余热余压的回收利用要能够产生经济效益,收益要大于成本,企业才会有回收利用余热余压的动力,余热余压才会有应用的市场。
2、余热利用
当前工业余热的回收利用方式有以下几种。第一,借助于余热锅炉将热能回收,利用余热热能制造蒸汽并用作发电的动能。第二,借助热泵或溴化锂吸收式机组回收余热,利用热能加热水或水蒸气,用于企业周边范围的供暖。第三,采用螺杆膨胀机回收余热,并将回收的热能转化为各种动能,用来驱动机械设备。
对于高温余热的回收方式比较多,当前主要利用的就是余热锅炉,可以用来回收高温的烟气、蒸汽、可燃尾气等余热热能。因为温度高且能够产生大量的蒸汽,因此其主要利用方式可以用于发电机组提供动力,或者用于周边地区的供暖。
对于低温余热,主要利用热泵机组或溴化锂吸收式机组来回收利用。溴化锂吸收式机组可以吸收余热的热能驱动制冷机进行制冷,用于工业生产或空调制冷。热泵机组利用余热热能制热水或热蒸汽,用于周边地区的采暖。
3、余压利用
对于工业余压的回收利用,目前主要是采用螺杆膨胀泵或螺杆膨胀机来进行,主要方式是将余压回收并转化为各种机械设备的运行动力,或者用于发电机组的发电。
实际运用中较多的是使用螺杆膨胀机回收蒸汽余压,并利用有机工质朗肯循环系统,将余压的能量循环利用。具体操作方式是:当蒸汽温度达到60℃以上时,可以直接对有机工质加热,有机工质受热后会变成汽液两相并以这种形态进入螺杆膨胀机,可以用来驱动发电机组运转发电。汽液两相混合物在通过螺杆膨胀机后利用冷凝器恢复液体状态,然后经过有机工质泵回到加热器,开始新一轮的做功循环。另外一種利用较多的工业余压是蒸汽压力,例如供热锅炉在运转过程中会释放大量的蒸汽,压力很高。这时可以利用蒸汽压差发电技术,对原有的供热锅炉系统进行一些改装,连接小型的背压机组,利用不同的蒸汽压力差,将余压能量转化为电能,实现经济收益。
4、问题分析
虽然对于余热余压的回收利用技术在不断的改进,并且仍在继续开发新的利用方式和技术,对于余热余压的利用效率也在不断提高,但是不可否认,当前余热余压利用中仍然存在着许多的问题。
第一,对于生产过程中存在的大量低品位余热余压的回收利用还是很少,如何能将这些低品位余能利用起来,避免资源浪费和环境污染,是亟需解决的问题。第二,对于不同品位的余热余压,当前的技术还不能达到分级区别利用,利用手段与余能品位等级如何匹配,实现余热余压能源的高效率利用也是当前研发的重点。第三,当前并没有形成完善的关于余热余压利用手段的选择策略和利用效果评价方法。第四,国家缺乏相应的配套政策的支持,导致余热余压的利用发展速度较慢,范围较小。
四、结束语
如何对工业余热余压进行高效回收利用,还有许多问题等待解决。我们必须要不断的完善现有利用手段,并开发新的技术方法,将工业余热余压转废为宝,保护环境,缓解当前能源不足的现状,同时提高企业的经济效益。
参考文献
[1] 许相波,陈小芸.梅钢应用余能回收技术的实践与探索[J].宝钢技术. 2015(01):33-34.
[2] 商敬超. 关于工业余热余压利用的思考与探讨[J].化工管理. 2018(10):16.
[3] 兰文龙;郭云高;汪俊贤.工业余热余压利用的思考与探讨[J].节能与环保. 2014(06):74-75.