余熱綜合利用講義課件

工業(yè)余熱綜合利用技術(shù)交流XXXXXXXXX有限公司二〇一五年六月工業(yè)余熱綜合利用技術(shù)交流XXXXXXXXX有限公司1工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)電熱泵技術(shù)吸收式熱泵技術(shù)低溫余熱發(fā)電技術(shù)業(yè)務(wù)模式工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)2

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）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、3

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?zé)崴男问脚欧诺?。為了提高能耗的利用效率，?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?zé)煔猓溆酂釕?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(biāo)準(zhǔn)。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2／3470℃250℃20℃30

70電熱泵80

130余熱溫度105℃250余熱鍋爐吸收式熱泵130℃60℃95℃145℃170℃根據(jù)余熱品位，可實現(xiàn)余熱制熱的技術(shù)工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀及技術(shù)熱管換熱器70℃250℃20℃3070590℃65℃65

105熱水型吸收式熱泵廢熱溫度105℃250

煙氣制冷技術(shù)140℃105

174蒸汽型吸收式熱泵250℃7℃15℃5℃冷水溫度根據(jù)余熱品位，可實現(xiàn)余熱制冷的技術(shù)工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀及技術(shù)90℃65℃65630

70電驅(qū)動熱泵80

130廢熱溫度300余熱鍋爐+發(fā)電第二類吸收式熱泵熱管換熱器80℃105℃10℃130℃300℃60℃95℃145℃170℃70

105第一類吸收式熱泵105

300以上蒸汽及煙氣吸收式制冷技術(shù)7℃15℃5℃制冷溫度制熱溫度80ORC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

300ORC發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀及技術(shù)3070電驅(qū)動熱泵807工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)電熱泵技術(shù)吸收式熱泵技術(shù)低溫余熱發(fā)電技術(shù)業(yè)務(wù)模式工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)8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。現(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。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9神華寧煤集團羊場灣煤礦項目電熱泵技術(shù)礦井水水池15℃10℃電能輸入50℃15℃洗浴熱水池中央空調(diào)循環(huán)水12℃7℃電能輸入20℃15℃礦井水冬季運行工況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。夏季運行工況1(電)+4(余熱)=5(熱量)－4(冷量)=1(電)－5(放散熱)神華寧煤集團羊場灣煤礦項目電熱泵技術(shù)礦井水水池15℃10℃電10工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)電熱泵技術(shù)吸收式熱泵技術(shù)低溫余熱發(fā)電技術(shù)業(yè)務(wù)模式工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)11吸收式熱泵技術(shù)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℃制冷端可產(chǎn)生7℃以下低溫冷水，用于工藝制冷，空調(diào)等升溫端可產(chǎn)生50℃~95℃熱水，用于工藝用熱，生活用熱等吸收式熱泵技術(shù)是利用少量的高溫?zé)嵩醋鳛轵?qū)動，提取低溫?zé)嵩吹臒崃?，產(chǎn)生大量能被利用的中溫?zé)崮堋；蚧厥展に囍兄评涔に嚨臒崃窟_到工藝制冷的應(yīng)用目的。吸收式熱泵技術(shù)驅(qū)動熱源可為工藝乏汽，工藝熱水熱媒體，熱煙氣等12吸收式熱泵適用范圍余熱回收制熱工藝介紹驅(qū)動熱源1MW廢熱源0.8MW用熱需求1.8MW1）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?zé)煔狻?/p>

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。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13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?zé)崴?、溫泉水、太陽能等，可直接利用或?jīng)換熱器換熱后利用。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142022/12/16HRC在氮肥行業(yè)的應(yīng)用2022/12/11HRC在氮肥行業(yè)的應(yīng)用152022/12/16HRC在聚酯行業(yè)的應(yīng)用2022/12/11HRC在聚酯行業(yè)的應(yīng)用16吸收式熱泵適用范圍高溫余熱制冷工藝介紹工藝制冷—0.5MW放散熱1.5MW高溫余熱1MW1）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。吸收式熱泵適用范圍高溫余熱制冷工藝介紹工藝制冷放散熱高17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。煤化工行業(yè)的應(yīng)用廢熱來源：煤化工行業(yè)的應(yīng)用18煤化工行業(yè)的應(yīng)用原有工藝改造后煤化工行業(yè)的應(yīng)用原有工藝改造后19濟南鋼鐵唐山東方煉焦制氣有限公司承德中灤煤化工有限公司豫港（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……煤化工行業(yè)的應(yīng)用客戶濟南鋼鐵唐山東方煉焦制氣有限公司承德中灤煤化工有限公司豫港（20工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)電熱泵技術(shù)吸收式熱泵技術(shù)低溫余熱發(fā)電技術(shù)業(yè)務(wù)模式工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)21低溫余熱發(fā)電技術(shù)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。與常規(guī)水蒸氣動力循環(huán)相比，可回收余熱溫度低（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。低溫?zé)嵩磁蛎洐C發(fā)電機冷凝器工質(zhì)泵低溫余熱發(fā)電技術(shù)采用低沸點有機工質(zhì)與低溫余熱換熱，有機工質(zhì)吸22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?zé)?、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。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。23現(xiàn)有ORC技術(shù)的關(guān)鍵問題僅考慮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?，F(xiàn)有ORC技術(shù)的關(guān)鍵問題僅考慮ORC循環(huán)優(yōu)化，余熱回收效率低24全工況總能循環(huán)ORC余熱利用系統(tǒng)在國家973項目的支持下，清華大學(xué)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)余熱能回收最多

單工況設(shè)計+控制設(shè)計與控制協(xié)同全工況總能循環(huán)ORC余熱利用系統(tǒng)在國家973項目的支持下，清25基于清華提出的技術(shù)方案，中船重工集團成功研制了180千瓦ORC余熱發(fā)電系統(tǒng)，擬在湖北興發(fā)化工集團公司進行示范運行。全工況總能循環(huán)ORC產(chǎn)業(yè)化樣機蒸發(fā)端熱源可利用溫度≥70℃年泄漏率≤5‰系統(tǒng)效率8%～12%基于清華提出的技術(shù)方案，中船重工集團成功研制了180千瓦OR26工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)電熱泵技術(shù)吸收式熱泵技術(shù)低溫余熱發(fā)電技術(shù)業(yè)務(wù)模式工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)27業(yè)務(wù)模式業(yè)務(wù)模式28業(yè)務(wù)模式業(yè)務(wù)模式29余熱綜合利用講義課件30工業(yè)余熱綜合利用技術(shù)交流XXXXXXXXX有限公司二〇一五年六月工業(yè)余熱綜合利用技術(shù)交流XXXXXXXXX有限公司31工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)電熱泵技術(shù)吸收式熱泵技術(shù)低溫余熱發(fā)電技術(shù)業(yè)務(wù)模式工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)32

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）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、33

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?zé)崴男问脚欧诺簟榱颂岣吣芎牡睦眯?，?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?zé)煔猓溆酂釕?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(biāo)準(zhǔn)。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2／33470℃250℃20℃30

70電熱泵80

130余熱溫度105℃250余熱鍋爐吸收式熱泵130℃60℃95℃145℃170℃根據(jù)余熱品位，可實現(xiàn)余熱制熱的技術(shù)工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀及技術(shù)熱管換熱器70℃250℃20℃30703590℃65℃65

105熱水型吸收式熱泵廢熱溫度105℃250

煙氣制冷技術(shù)140℃105

174蒸汽型吸收式熱泵250℃7℃15℃5℃冷水溫度根據(jù)余熱品位，可實現(xiàn)余熱制冷的技術(shù)工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀及技術(shù)90℃65℃653630

70電驅(qū)動熱泵80

130廢熱溫度300余熱鍋爐+發(fā)電第二類吸收式熱泵熱管換熱器80℃105℃10℃130℃300℃60℃95℃145℃170℃70

105第一類吸收式熱泵105

300以上蒸汽及煙氣吸收式制冷技術(shù)7℃15℃5℃制冷溫度制熱溫度80ORC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

300ORC發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀及技術(shù)3070電驅(qū)動熱泵8037工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)電熱泵技術(shù)吸收式熱泵技術(shù)低溫余熱發(fā)電技術(shù)業(yè)務(wù)模式工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)38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。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39神華寧煤集團羊場灣煤礦項目電熱泵技術(shù)礦井水水池15℃10℃電能輸入50℃15℃洗浴熱水池中央空調(diào)循環(huán)水12℃7℃電能輸入20℃15℃礦井水冬季運行工況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℃洗浴熱水供洗浴；夏季用于礦區(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。夏季運行工況1(電)+4(余熱)=5(熱量)－4(冷量)=1(電)－5(放散熱)神華寧煤集團羊場灣煤礦項目電熱泵技術(shù)礦井水水池15℃10℃電40工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)電熱泵技術(shù)吸收式熱泵技術(shù)低溫余熱發(fā)電技術(shù)業(yè)務(wù)模式工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)41吸收式熱泵技術(shù)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℃制冷端可產(chǎn)生7℃以下低溫冷水，用于工藝制冷，空調(diào)等升溫端可產(chǎn)生50℃~95℃熱水，用于工藝用熱，生活用熱等吸收式熱泵技術(shù)是利用少量的高溫?zé)嵩醋鳛轵?qū)動，提取低溫?zé)嵩吹臒崃浚a(chǎn)生大量能被利用的中溫?zé)崮??；蚧厥展に囍兄评涔に嚨臒崃窟_到工藝制冷的應(yīng)用目的。吸收式熱泵技術(shù)驅(qū)動熱源可為工藝乏汽，工藝熱水熱媒體，熱煙氣等42吸收式熱泵適用范圍余熱回收制熱工藝介紹驅(qū)動熱源1MW廢熱源0.8MW用熱需求1.8MW1）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?zé)煔狻?/p>

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。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43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?zé)崴?、溫泉水、太陽能等，可直接利用或?jīng)換熱器換熱后利用。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442022/12/16HRC在氮肥行業(yè)的應(yīng)用2022/12/11HRC在氮肥行業(yè)的應(yīng)用452022/12/16HRC在聚酯行業(yè)的應(yīng)用2022/12/11HRC在聚酯行業(yè)的應(yīng)用46吸收式熱泵適用范圍高溫余熱制冷工藝介紹工藝制冷—0.5MW放散熱1.5MW高溫余熱1MW1）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。吸收式熱泵適用范圍高溫余熱制冷工藝介紹工藝制冷放散熱高47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。煤化工行業(yè)的應(yīng)用廢熱來源：煤化工行業(yè)的應(yīng)用48煤化工行業(yè)的應(yīng)用原有工藝改造后煤化工行業(yè)的應(yīng)用原有工藝改造后49濟南鋼鐵唐山東方煉焦制氣有限公司承德中灤煤化工有限公司豫港（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……煤化工行業(yè)的應(yīng)用客戶濟南鋼鐵唐山東方煉焦制氣有限公司承德中灤煤化工有限公司豫港（50工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)電熱泵技術(shù)吸收式熱泵技術(shù)低溫余熱發(fā)電技術(shù)業(yè)務(wù)模式工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)51低溫余熱發(fā)電技術(shù)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。與常規(guī)水蒸氣動力循環(huán)相比，可回收余熱溫度低（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。低溫?zé)嵩磁蛎洐C發(fā)電機冷凝器工質(zhì)泵低溫余