工业余热的现状与利用

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1、工业余热现状与利用姚**北京科技大学机械学院，100083摘要：工业余热指工业生产中各种热能装置所排出的气体、液体和固体物质所载有的热量。余热属于二次能源，是燃料燃烧过程所发出的热量在完成某一工艺过程后所剩余的热量。我国能源利用率相比发达国家较低，至少50%的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。工业余热节能潜力巨大，近年来已经成为我国节能减排工作的重要组成部分。关键字：工业余热节能减排热管0引言当前，我国能源利用仍然存在着利用效率低、经济效益差，生态环境压力大的主要问题。节能减排、降低能耗、提高能源综合利用率作为能源发展战略规划的重要内容，是解决我国能源问题的根本途径，处于优先发

2、展的地位。实现节能减排、提高能源利用率的目标主要依靠工业领域。处在工业化中后期阶段的中国，工业是主要的耗能领域，也是污染物的主要排放源。我国工业领域能源消耗量约占全国能源消耗总量的70％，主要工业产品单位能耗平均比国际先进水平高出30％左右。除了生产工艺相对落后、产业结构不合理的因素外，工业余热利用率低，能源没有得到充分综合利用是造成能耗高的重要原因。我国能源利用率仅为33％左右，比发达国家低约10％。至少50％的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。因此从另一角度看，我国工业余热资源丰富，广泛存在于工业各行业生产过程中，余热资源约占其燃料消耗总量的17％～67％，其中可回收率达6

3、0％，余热利用率提升空间大，节能潜力巨大。工业余热回收利用又被认为是一种“新能源”，近年来成为推进我国节能减排工作的重要内容。[1]1工业余热资源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17％～67％，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60％。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。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）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

4、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。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。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

5、以余热也通常按温度高低分为：高温余热，T≥650℃；中温余热，230℃≤T<650℃；低温余热，T<230℃。余热资源来源广泛、温度范围广、存在形式多样.从利用角度看，余热资源一般具有以下共同点：由于工艺生产过程中存在周期性、间断性或生产波动，导致余热量不稳定；余热介质性质恶劣，如烟气中含尘量大或含有腐蚀性物质；余热利用装置受场地等固有条件限制。2工业余热利用现状2.1工业余热利用总体现状我国能源利用率仅为33%左右，比发达国家低约10%，至少50%的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。余热利用率提升空间大，节能潜力巨大，近年来被视为推进我国节能减排工作的重要内容。[2]截至20

6、10年，钢铁、水泥、玻璃、合成氨、烧碱、电石、硫酸七个工业行业余热发电装机总容量近1200万千瓦，到“十二五”末，这七个工业行业余热发电装机总量将达到2600万千瓦，将超过三峡电站，相当于现有核电装机总容量的2.4倍。目前，余热发电项目毛利率在60%以上，净利润在30%-40%之间，内部收益率在15%-25%之间，投资回报期为4-6年。[3]后一段时间中高能耗企业自主投资建设模式仍将是主要的建设模式。对于中小规模的高能耗企业而言，合同能源管理模式（EMC）能够很好地解决技术和资金的问题。2.2各行业余热利用现状2.2.1冶金行业冶金企业属于耗能型企业，其能耗占全国能耗的10％左右

7、，占工业部门能耗的15％左右，能源费用占企业生产总成本20％～30％。由于能源生产的增长速度尚难以适应国民经济发展的要求，能源价格的上升和波动已经对冶金企业的生存和发展构成了挑战，节能降耗已经成为冶金企业长期的战略任务。冶金企业从原料、焦化、烧结到炼铁、炼钢、连铸以及轧钢的生产过程中产生大量含有可利用热量的废气、废水、废渣，同时在各工序之间存在着含有可利用能量的中间产品和半成品。充分回收和利用这些能量，是企业现代化程度的标志之一。[4][5]目前，冶金企业常用的余热利用方式有：安