余熱利用簡介

淺談余熱利用及工程應(yīng)用概述煙氣余熱回收及利用火、核電循環(huán)冷卻水余熱利用結(jié)語一、概述余熱簡介

余熱屬于二次能源，是一次能源和可燃物料轉(zhuǎn)換過程后的產(chǎn)物，是燃料燃燒過程中所發(fā)出的熱量在完成某一工藝過程后所剩下的熱量。2.余熱分類

冷凝水余熱可燃廢氣余熱可燃廢氣余熱冷卻介質(zhì)余熱商溫產(chǎn)品余熱高溫爐渣余熱高溫?zé)煔庥酂岬蜏赜酂嵊酂岬蜏赜酂崾侵?00℃以下的工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱氣、冷凝水、熱水，300℃以下的氣體以以及400～450℃以下的鍋爐、工業(yè)加熱爐的排煙氣等熱量。高溫?zé)煔庥酂崾莵碓从诤挠萌剂系墓I(yè)爐窯及內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等，特點(diǎn)是產(chǎn)量大、產(chǎn)出點(diǎn)集中、連續(xù)性強(qiáng)，便于回收利用。高溫爐渣余熱，來自于冶金爐冶煉過程中產(chǎn)出的大量高溫爐渣.高溫產(chǎn)品余熱，如煉焦?fàn)t產(chǎn)出的焦炭、有色冶金澆鑄的陽極板、化工廠黃鐵礦沸騰焙燒爐產(chǎn)出的高溫制酸煙氣等，一般溫度較高，利用效果較差。冷卻介質(zhì)余熱，產(chǎn)生于各種工業(yè)爐窯的水套、煙罩、門架、拱腳梁等冷卻裝置排出的大量冷卻水，各種汽化冷卻裝置產(chǎn)出的蒸汽、軋機(jī)的冷卻水等。從目前情況看，這些余熱尚未全面回收利用，大部分被廢棄掉了。可燃廢氣余熱，產(chǎn)生于煉鐵高爐、煉鋼頂吹轉(zhuǎn)爐產(chǎn)出的煤氣、煉油及化工廠的可燃廢氣，煉鉛密閉鼓風(fēng)爐、煉鋅焦結(jié)爐產(chǎn)出的低熱值煤氣等，這部分余熱特點(diǎn)是量大、分布廣，充分利用價值高。化學(xué)反應(yīng)余熱，來源于冶金、硫酸、硝酸、化肥、化纖、油漆等工業(yè)部門的生產(chǎn)過程中。利用好這部分余熱，利于強(qiáng)化工藝、提高產(chǎn)量、降低成本。冷凝水余熱，來源于各工業(yè)部門的生產(chǎn)過程用汽，在工藝過程使用后冷凝成水時，所具有的大量物理顯熱。二、煙氣余熱的回收及利用工程應(yīng)用—余熱利用高效節(jié)能電除塵技術(shù)1.余熱利用高效節(jié)能電除塵技術(shù)的工作原理

在電除塵器進(jìn)口端前區(qū)設(shè)置一套煙氣換熱系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，采用熱媒體（冷凝水等）與熱煙氣發(fā)生熱交換，將進(jìn)入電除塵器的煙氣溫度由低溫狀態(tài)（120℃～160℃）降到低低溫狀態(tài)（90℃～110℃），使得煙塵比電阻及體積流量均得到有效降低，同時熱媒體（冷凝水等）又可得到額外的熱量，從而達(dá)到既可提高電除塵器對工況變化的適應(yīng)性、提高電除塵效率、滿足低排放要求，同時又可實(shí)現(xiàn)余熱利用、節(jié)省燃料消耗的雙重目的。2.煙氣余熱回收裝置的總體布置設(shè)計(jì)方式一：前置式（如圖1）。方式二：二級串聯(lián)布置（如圖2）。方式三：循環(huán)布置（如圖3）。3.

工程應(yīng)用實(shí)例福建大唐寧德電廠3#、4#兩臺600MW燃煤發(fā)電機(jī)組，配套靜電除塵器，由于現(xiàn)燃用煤種與設(shè)計(jì)煤種偏差較大，排煙溫度比原設(shè)計(jì)值提高較多，夏季最高時可達(dá)到160℃，造成機(jī)組煙囪粉塵排放濃度不符合國家的最新排放標(biāo)準(zhǔn)

（GB13223-2011）。針對該項(xiàng)目的特點(diǎn)及實(shí)際場地等情況，按照節(jié)能減排及確保30mg/Nm3粉塵排放控制要求，經(jīng)綜合論證，決定采用煙氣余熱利用技術(shù)對原電除塵器進(jìn)行提效改造，以實(shí)現(xiàn)“提效”與“節(jié)能”的雙重目的。3.1總體改造方案加裝煙氣余熱利用節(jié)能裝置3.2改造后各項(xiàng)性能測試結(jié)果除塵器性能測試。在增設(shè)換熱裝置后，粉塵排放值下降幅度明顯，從改造前的60mg/Nm3下降到約20mg/Nm3，除塵效率得到提高。SO3脫除測試。在增設(shè)換熱裝置后，SO3脫除率達(dá)到73.78%，電除塵器出口煙氣中SO3含量下降幅度明顯。熱力系統(tǒng)試驗(yàn)。在600MW負(fù)荷時，汽機(jī)的熱耗下降52kJ/kW·h以上；在450MW負(fù)荷時，汽機(jī)的熱耗下降69kJ/kW·h以上。脫硫系統(tǒng)耗水量測試。在增設(shè)換熱裝置后，排煙溫度每下降10℃，脫硫塔出口溫度下降0.58℃，脫硫塔平均節(jié)水8.5t/h。該項(xiàng)目煙溫降低55℃，節(jié)水量為46t/h左右，節(jié)水效益明顯。4.發(fā)展?jié)摿χ灰獙⑴艧煖囟冉档偷揭欢ǔ潭染湍芑厥沾罅康挠酂釤煔鉁囟冉抵?0℃以上，一般可提高效率5~6%，改造比較簡單，投資少大量節(jié)約資源減少污染物排放三、火、核電循環(huán)冷卻水余熱利用火、核電廠循環(huán)冷卻水的冷卻過程中向其排放的環(huán)境釋放出極其巨大的余熱能量。如此巨量的廢熱排放必將造成燃料能量的大量浪費(fèi),也使生態(tài)環(huán)境遭受熱污染。1.火、核電廠循環(huán)冷卻水（溫排水）冷卻水來源自然水域“水面冷卻”,“一次循環(huán)冷卻”冷卻塔“冷卻塔冷卻”

“二次循環(huán)冷卻”冷卻水?dāng)y帶的余熱經(jīng)冷卻塔釋放到大氣將大量余熱棄置于環(huán)境排水問題取水問題1.1以電廠循環(huán)水為熱源的優(yōu)勢1)蘊(yùn)含的熱量巨大;2)循環(huán)水的溫度和流量相對穩(wěn)定,溫度一般保持在20℃以上;3)循環(huán)水比較清潔,無腐蝕問題,不易導(dǎo)致傳熱效果的惡化,換熱器清洗也比較方便;4)利用了循環(huán)水的余熱,可以減少冷卻塔向環(huán)境的散熱和冷卻水的蒸發(fā)損失,減少污染,節(jié)約水源。1.2溫排水對水環(huán)境的熱影響分析溫排水對水環(huán)境的熱影響多具有潛在、累積、持續(xù)、長久的特點(diǎn)。當(dāng)溫排水對水環(huán)境影響產(chǎn)生不利效果時，就會對水生生物資源產(chǎn)生傷害作用，嚴(yán)重時即成為熱污染。熱污染的危害更多和更主要的是從根本上、整體上改變水體理化特性，進(jìn)而嚴(yán)重影響水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。水溫升高除對水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響外，還會造成電廠取水溫度增加，影響到電廠自身運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與安全性。一般情況下，電廠取水溫度每升高1℃，發(fā)電功率降低0.1%。溫排水蘊(yùn)含的熱量巨大，丟棄至環(huán)境水域后，不僅對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生難以規(guī)避的熱影響，對資源和能源也造成巨大浪費(fèi)。2.

溫排水余熱潛在利用途徑電站溫排水余熱的潛在利用途徑主要包括以下幾個方面:

1.

農(nóng)業(yè)利用。農(nóng)業(yè)利用項(xiàng)目包括室外土壤增溫、灌溉、溫室加熱和制冷、農(nóng)作物干燥、家畜糞便處理以及家畜庇護(hù)場所的環(huán)境溫度調(diào)節(jié)等;循環(huán)水余熱用于農(nóng)業(yè)日光溫室大棚一般蔬菜的適宜生長溫度在18~35℃。對于北方地區(qū)，在冬季日光大棚不能滿足植物的生長溫度，并且大棚內(nèi)的溫度不穩(wěn)定，一天的溫差過大，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。所以在冬季為日光溫室大棚供熱可以為北方的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來許多有利因素。例如可以穩(wěn)定大棚內(nèi)的溫度，使農(nóng)作物可以正常生長，避免用一些對人體有害的藥物促使植物生長。其次，提高溫度后，農(nóng)藥的自然降解加快，使農(nóng)作物上的殘留農(nóng)藥減少，易于清洗。利用電廠循環(huán)水余熱供熱的日光溫室大棚系統(tǒng)組成、工作原理及其系統(tǒng)示意圖2.水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)利用。水產(chǎn)養(yǎng)殖包括各種海產(chǎn)品及淡水生物的養(yǎng)殖;利用電廠周圍空閑地建造流水池,實(shí)施工廠化或半工廠化淡水魚的養(yǎng)殖。3.工業(yè)及居所供暖等余熱利用工程。通過利用熱泵技術(shù)，可以提高循環(huán)冷卻水的熱品位，提升其利用價值。需要77～110℃之間熱能的工業(yè)過程主要有:工業(yè)空間供熱;食品加工、洗滌、去皮、消毒和清潔等行業(yè);金屬去污和處理;石油化學(xué)工業(yè)和食品工業(yè)的蒸餾作用;谷物、木材及各類海產(chǎn)品或水產(chǎn)品干燥等。3.

水源熱泵系統(tǒng)水源熱泵系統(tǒng)主要由三部分組成:1)熱泵的驅(qū)動能源(電能)和驅(qū)動裝置(電機(jī)、發(fā)動機(jī)等);2)熱泵的工作機(jī);3)低位熱源(低溫水)。電站余熱利用的經(jīng)濟(jì)性主要取決于余熱的利用率，一般來說，余熱利用率與經(jīng)濟(jì)效益成正比。如果熱用戶對低溫余熱的利用量占其工藝過程總能耗的比例甚微，則不如將這部分余熱盡量在廠內(nèi)回收利用，其經(jīng)濟(jì)性與輸出廢熱的經(jīng)濟(jì)性相當(dāng)，對大型工業(yè)用戶(如石油精煉、化