余熱綜合利用講義課件

工業(yè)余熱綜合利用技術(shù)交流中能綠科（北京）技術(shù)有限公司二〇一四年九月p

工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)p

電熱泵技術(shù)p

吸收式熱泵技術(shù)p

低溫余熱發(fā)電技術(shù)p

業(yè)務(wù)模式聯(lián)合世界科技

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工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀及技術(shù)工業(yè)余熱資源普遍存在，特別在鋼鐵、化工、石油、建材、輕工和食品等行業(yè)的生產(chǎn)過程中，都存在豐富的余熱資源，所以充分利用余熱資源是企業(yè)節(jié)能的主要內(nèi)容之一。余熱資源按其溫度劃分可分為三類：?高溫余熱（溫度高于300℃的余熱資源）?中溫余熱（溫度在80-300℃的余熱資源）?低溫余熱（溫度低于150℃的煙氣及低于80℃的液體）聯(lián)合世界科技

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工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀及技術(shù)我國工業(yè)余熱資源回收率僅33.5％，即2／3的余熱資源是尚未被利用。在工業(yè)領(lǐng)域中消耗著大量的能量，最終都以低溫熱水的形式排放掉。為了提高能耗的利用效率，應(yīng)采取措施進行余熱資源回收利用。余熱回收方式各種各樣，但總體分為熱回收（直接利用熱能）和動力回收（轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿螂娏υ儆茫﹥纱箢?。余熱回收原則是：1、高溫煙氣，其余熱應(yīng)優(yōu)先由本設(shè)備或本系統(tǒng)加以利用。2、余熱余能可利用來生產(chǎn)蒸汽或熱水，以及生產(chǎn)動力等。3、進行企業(yè)綜合熱效率及經(jīng)濟可行性分析。4、應(yīng)對必須回收余熱的熱源載體，制定利用具體管理標準。聯(lián)合世界科技

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工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀及技術(shù)根據(jù)余熱品位，可實現(xiàn)余熱制熱的技術(shù)余熱溫度20℃70℃105℃130℃250℃80130250吸收式熱泵3070余熱鍋爐電熱泵60℃95℃145℃170℃聯(lián)合世界科技

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工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀及技術(shù)根據(jù)余熱品位，可實現(xiàn)余熱制冷的技術(shù)65℃90℃105℃140℃250℃廢熱溫度250105174煙氣制冷技術(shù)蒸汽型吸收式熱泵65105熱水型吸收式熱泵冷水溫度15℃7℃5℃聯(lián)合世界科技

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工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀及技術(shù)ORC發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域15℃制冷溫度7℃5℃105300以上70105蒸汽及煙氣吸收式制冷技術(shù)第一類吸收式熱泵廢熱溫度10℃80℃

105℃130℃300℃80ORC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域3003070

80130300電驅(qū)動熱泵第二類吸收式熱泵熱管換熱器余熱鍋爐+發(fā)電制熱溫度60℃95℃145℃170℃聯(lián)合世界科技

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電熱泵技術(shù)p

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Energy電熱泵技術(shù)熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源流向高位熱源的裝置?，F(xiàn)在我國主要利用的熱泵技術(shù)，按低位熱源分為：水源（海水、污水、地下水、地表水等）熱泵，地源（包括土壤、地下水）熱泵，以及空氣源熱泵。聯(lián)合世界科技

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Energy電熱泵技術(shù)?

神華寧煤集團羊場灣煤礦項目該項目采用水源熱泵技術(shù)，冷熱聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)計。冬季采用制熱工藝，用于制取50℃洗浴熱水供洗?。幌募居糜诘V區(qū)辦公樓集中制冷。系統(tǒng)綜合能效可達4以上，即消耗1KWH電能，可產(chǎn)生4KWH冷能或熱能，系統(tǒng)建成后取代了原有的燃煤熱水鍋爐和礦區(qū)辦公樓的中央空調(diào)制冷機組，節(jié)能減排效益顯著。1(電)+4(余熱)=5(熱量)－4(冷量)=1(電)－5(放散熱)冬季運行工況夏季運行工況電能輸入電能輸入中央礦洗浴熱水池15℃50℃12℃20℃15℃井水水池空調(diào)循環(huán)水礦井水10℃15℃7℃聯(lián)合世界科技

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Energy吸收式熱泵技術(shù)吸收式熱泵技術(shù)是利用少量的高溫熱源作為驅(qū)動，提取低溫熱源的熱量，產(chǎn)生大量能被利用的中溫熱能?；蚧厥展に囍兄评涔に嚨臒崃窟_到工藝制冷的應(yīng)用目的。驅(qū)動熱源可為工藝乏汽，工藝熱水熱媒體，熱煙氣等，溫度區(qū)間為70℃~300℃升溫端可產(chǎn)生50℃~95℃熱水，用于工藝用熱，生活用熱等制冷端可產(chǎn)生7℃以下低溫冷水，用于工藝制冷，空調(diào)等聯(lián)合世界科技

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Energy吸收式熱泵適用范圍余熱回收制熱工藝介紹驅(qū)

動

熱

源廢

熱

源0.8MW用

熱

需

求1MW1.8MW1）可利用的廢熱：一般可以使用溫度在15℃～70℃的廢熱水、單組分或多組分氣體或液體。2）可提供的熱媒：可獲得比廢熱源溫度高50℃左右，不超過100℃的熱媒。3）驅(qū)動熱源：0.05～0.8MPa蒸汽、燃氣或高溫煙氣。4）制熱COP在1.6～1.9左右：就是利用1MW的驅(qū)動熱源可以得到1.8MW左右的生產(chǎn)生活需要的熱量。5）廢熱水進出水溫度越高獲得的熱媒溫度越高，效率越高。聯(lián)合世界科技

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Energy余熱制熱應(yīng)用示意圖——產(chǎn)生高溫水熱源水可利用：熱電廠循環(huán)冷卻水、原油開采分離出的廢熱水、鋼鐵除渣水、城市污水（中水）、地熱水、溫泉水、太陽能等，可直接利用或經(jīng)換熱器換熱后利用。聯(lián)合世界科技

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Energy熱電廠應(yīng)用工藝聯(lián)合世界科技

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Energy吸收式熱泵適用范圍高溫余熱制冷工藝介紹高

溫

余

熱工藝制冷—0.5MW放

散

熱1.5MW1MW1）可利用的高溫：一般可以使用溫度在80℃～150℃的廢熱水、乏汽或液體。2）可提供的制冷溫度：＜15℃。3）制冷COP在0.4～1左右。4）高溫余熱進出水溫度越高獲得的制冷溫度越低，效率越高。聯(lián)合世界科技

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Energy煤化工行業(yè)的應(yīng)用廢熱來源：荒煤氣冷卻過程1、氨水冷卻700-800℃荒煤氣（熱水溫度72.5-75℃、含氨）2、煤氣初冷器一段產(chǎn)生的熱水（熱水溫度75-80℃）冷水用途：可制取5℃以上的冷水，供煤氣初冷器三段的冷卻及脫硫預(yù)冷器二段和粗苯終冷器二段、液化天然氣（LNG）工藝中預(yù)冷等工藝用冷或舒適性空調(diào)的使用。節(jié)能分析：我們充分利用廢熱水的能量作為驅(qū)動，通過熱水型溴化鋰制冷機組提供冷水，即達到了熱水降溫的目的，也使用戶可免費得到了冷水用于降溫。因此進行余廢熱的綜合利用具有重要的節(jié)能意義。聯(lián)合世界科技

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Energy煤化工行業(yè)的應(yīng)用原有工藝改造后聯(lián)合世界科技

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Energy煤化工行業(yè)的應(yīng)用客戶承德中灤煤化工有限公司唐山東方煉焦制氣有限公司豫港（濟源）焦化集團有限公司唐山東方煉焦制氣有限公司承德中灤煤化工有限公司濟南鋼鐵集團有限公司……聯(lián)合世界科技

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電熱泵技術(shù)p

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Energy低溫余熱發(fā)電技術(shù)n

采用低沸點有機工質(zhì)與低溫余熱換熱，有機工質(zhì)吸熱后產(chǎn)生高壓蒸汽，推動膨脹機帶動發(fā)電機發(fā)電。n

與常規(guī)水蒸氣動力循環(huán)相比，可低溫熱源回收余熱溫度低（最低可到80℃），系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單（不需要過熱器和真空維持系統(tǒng)），運行維護成本低。工質(zhì)泵聯(lián)合世界科技

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Energy低溫余熱發(fā)電技術(shù)背景?常規(guī)發(fā)電要求熱源溫度在350℃以上。?ORC技術(shù)采用低沸點有機工質(zhì)作為熱力循環(huán)的工質(zhì)與低溫余熱換熱，有機工質(zhì)吸熱后產(chǎn)生高壓蒸汽，推動膨脹動力機械帶動發(fā)電機發(fā)電。因此，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)余熱回收和發(fā)電的最低余熱資源溫度可到80℃。?ORC技術(shù)拓寬了可以回收發(fā)電的余熱資源范圍，為建材、冶金、化工等行業(yè)的低溫余熱資源回收提供了技術(shù)手段和設(shè)備。同時，ORC技術(shù)還可以推廣到可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中，（如地熱、太陽能和生物質(zhì)能）為可再生能源發(fā)電提供關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備。聯(lián)合世界科技

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Energy現(xiàn)有ORC技術(shù)的關(guān)鍵問題有機工質(zhì)朗肯循環(huán)，涉及換熱器、膨脹發(fā)電機、工質(zhì)泵等。工況變化范圍大，各部件耦合效應(yīng)強。?

僅考慮ORC循環(huán)優(yōu)化，余熱回收效率低?

熱源工況變化范圍大，ORC系統(tǒng)變工況性能差?

膨脹機效率低聯(lián)合世界科技

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Energy全工況總能循環(huán)ORC余熱利用系統(tǒng)n

在國家973項目的支持下，清華大學研究提出全工況總能循環(huán)ORC余熱利用系統(tǒng)新方案。技術(shù)特點：通過ORC系統(tǒng)各部件的多工況匹配設(shè)計、余熱能回收傳遞與ORC循環(huán)的耦合優(yōu)化、一體化能量管理與系統(tǒng)控制，實現(xiàn)余熱能的全工況高效利用。ORC循環(huán)效率最優(yōu)