余熱回收介紹

余熱回收介紹目錄122334156余熱回收基本概念余熱回收相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品簡(jiǎn)介熱管技術(shù)介紹熱泵技術(shù)介紹余熱回收應(yīng)用案例余熱回收成功案例什么是余熱？—1—A

以環(huán)境溫度為基準(zhǔn)，被考察體系排出的熱載體可釋放的熱稱(chēng)為余（GB1028-2000）。B

生產(chǎn)過(guò)程中由各種熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備、用能設(shè)備、化學(xué)反應(yīng)設(shè)備及生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生而未被利用的熱能。C

余熱資源是指在目前條件下有可能回收和重復(fù)利用而尚未回收利用的那部分能量。固態(tài)

固態(tài)載體余熱：包括固態(tài)產(chǎn)品和固態(tài)中間產(chǎn)品的余熱資源、排渣的余熱資源及可燃性固態(tài)廢料。液態(tài)

液態(tài)載體余熱：包括液態(tài)產(chǎn)品和液態(tài)中間產(chǎn)品的余熱資源、冷凝水和冷卻水的余熱資源、可燃性廢液。氣態(tài)

氣態(tài)載體余熱：包括煙氣的余熱資源、放散蒸汽的余熱資源及可燃性廢氣。余熱分類(lèi)（按形態(tài)）—2—

余熱分類(lèi)（按溫度）高溫余熱中溫余熱低溫余熱溫度高于500℃

溫度200～500℃

溫度低于200℃的煙氣及低于100℃

的液體屬于低溫余熱資源?！?—相關(guān)的技術(shù)及產(chǎn)品

熱管技術(shù)

熱泵技術(shù)

蓄熱器

余熱鍋爐余熱回收利用技術(shù)及產(chǎn)品簡(jiǎn)介相變換熱器板式換熱器—4—

余熱回收的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)熱管熱泵

熱管～封閉的管殼中充以工作介質(zhì)并利用介質(zhì)的相變吸熱和放熱進(jìn)行熱交換的高效換熱元件。由熱管組成的換熱器具有體積小、重量輕、傳熱功率大、流阻低等優(yōu)點(diǎn)，在余熱回收利用中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

熱泵～技術(shù)是近年來(lái)在全世界倍受關(guān)注的新能源技術(shù)，其能量轉(zhuǎn)換過(guò)程是利用壓縮機(jī)的作用，通過(guò)消耗一定的輔助能量（如電能），在壓縮機(jī)和換熱系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的制冷劑的共同作用下，由環(huán)境熱源（如水、空氣）中吸取較低溫?zé)崮埽缓筠D(zhuǎn)換為較高溫?zé)崮茚尫胖裂h(huán)介質(zhì)（如水、空氣）中成為高溫?zé)嵩摧敵??！?—8

熱管的工作過(guò)程

在這一熱量轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，具體包含了以下六個(gè)相互關(guān)聯(lián)的過(guò)程：（1）熱量從熱源通過(guò)熱管管壁和充滿(mǎn)工作液的吸液芯傳遞到液-氣分界面；（2）液體在蒸發(fā)段的液-氣分界面上蒸發(fā)；（3）蒸汽腔內(nèi)的蒸汽從蒸發(fā)段流向冷凝段；（4）蒸汽在冷凝段內(nèi)的液-氣分界面上凝結(jié)；（5）熱量從液-氣分界面通過(guò)吸液芯、液體和管壁傳給冷源；（6）在吸液芯內(nèi)由于毛細(xì)作用（或重力等）是冷凝后的工作液回流到蒸發(fā)段。當(dāng)熱管的一端受熱時(shí)毛細(xì)芯中的液體蒸發(fā)汽化，蒸汽在微小的壓差下流向另一端放出熱量凝結(jié)成液體，液體在沿多孔材料靠毛細(xì)力的作用流回蒸發(fā)段。如此循環(huán)往復(fù)，熱量便從一端傳到了另一端。—6—

很高的導(dǎo)熱性：熱管內(nèi)部主要靠工作液體的氣、液相變傳熱、熱阻很小，具有很高的導(dǎo)熱性。

優(yōu)良的等溫性：熱管內(nèi)腔的蒸汽是處于飽和狀態(tài)的，飽和蒸汽的壓力決定于飽和溫度，飽和蒸汽從蒸發(fā)階段流向冷凝階段所產(chǎn)生的壓降很小，溫降很很小，因而熱管具有優(yōu)良的等溫性。

熱流密度可變性：熱管可以獨(dú)立改變蒸發(fā)段或冷卻段的加熱面積，即以較小的加熱面積輸入熱量，而以較大的冷卻面積輸出熱量，或者熱管可以較大的傳熱面積輸入熱量，而以較小的冷卻面積輸出熱量，這樣即可以改變熱流密度，解決一些其他方法難以解決的傳熱難題。

熱流方向的可逆性：一根水平放置的有芯熱管，由于內(nèi)部循環(huán)動(dòng)力是毛細(xì)力，因此任意一端受熱就可作為蒸發(fā)段，而另一端向外散熱就成為冷凝段。

熱二極管與熱開(kāi)關(guān)性能：熱管可做成熱二極管或熱開(kāi)關(guān)，所謂熱二極管就是只允許熱流向一個(gè)方向流動(dòng)，而不允許向相反的方向流動(dòng)；熱開(kāi)關(guān)則是當(dāng)熱源溫度高于某一溫度時(shí)，熱管開(kāi)始工作，當(dāng)熱源溫度低于這一溫度時(shí)，熱管就不傳熱。

恒溫特性：普通熱管的各部分熱阻基本上不隨加熱量的變化而變，因此當(dāng)加熱量變化時(shí)，熱管各部分溫度亦隨之變化。但人們發(fā)展了另一種熱管——可變導(dǎo)熱管，使得冷凝段的熱阻隨加熱量的增加而降低、隨加熱量的減少而增加，這樣可使熱管在加熱量大幅變化的情況下，蒸汽溫度變化極小，實(shí)現(xiàn)溫度的控制，這就是熱管的等溫特性。熱管的特點(diǎn)—7—

熱管換熱設(shè)備較常規(guī)設(shè)備更安全、可靠，可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行這一特點(diǎn)對(duì)連續(xù)性生產(chǎn)的工程，如化工、冶金、動(dòng)力等部門(mén)具有特別重要的意義。常規(guī)換熱設(shè)備一般都是間壁換熱，冷熱流體分別在器壁的兩側(cè)流過(guò)，如管壁或器壁有泄漏，則將造成停產(chǎn)損失。由熱管組成的換熱設(shè)備，則是二次間壁換熱，即熱流要通過(guò)熱管的蒸發(fā)段管壁和冷凝段管壁才能傳到冷流體，而熱管一般不可能在蒸發(fā)段和冷凝段同時(shí)破壞，所以大大增強(qiáng)了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

熱管管壁的溫度可調(diào)性熱管管壁的溫度可以調(diào)節(jié)，在低溫余熱回收或熱交換中是相當(dāng)重要的，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)適當(dāng)?shù)臒崃髯儞Q把熱管管壁溫度調(diào)整在低溫流體的露點(diǎn)以上，從而可防止露點(diǎn)腐蝕，保證設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行。這在電站鍋爐尾部的空氣預(yù)熱方面應(yīng)用得特別成功，設(shè)置在鍋爐尾部的熱管空氣預(yù)熱器，由于能調(diào)整管壁溫度不僅能防止煙氣結(jié)露，而且也避免了煙灰在管壁上的粘結(jié)，保證鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行，并提高了鍋爐效率。

冷、熱段結(jié)構(gòu)和位置布置靈活由熱管組成的換熱設(shè)備的受熱部分和放熱部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和位置布置非常靈活，可適應(yīng)于各種復(fù)雜的場(chǎng)合。由于結(jié)構(gòu)緊湊占地空間小，因此特別適合于工程改造及地面空間狹小和設(shè)備擁擠的場(chǎng)合，且維修工作量。

熱管換熱設(shè)備效率高，節(jié)能效果顯著。熱管的優(yōu)點(diǎn)—8—

熱管換熱器屬于熱流體與冷流體互不接觸的表面式換熱器。典型的熱管換熱器如下圖所示。熱管換熱器的最大特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換熱效率高，在傳遞相同熱量的條件下，熱管換熱器的金屬耗量少于其他類(lèi)型的換熱器；換熱流體通過(guò)換熱器時(shí)的壓力損失比其他換熱器小，因而動(dòng)力消耗也小。由于冷、熱流體是通過(guò)熱管換熱器不同部位換熱的，而熱管元件相互又是獨(dú)立的，因此即使有某根熱管失效、穿孔也不會(huì)對(duì)冷、熱流體間的隔離與換熱有多少影響。此外，熱管換熱器可以方便地調(diào)整冷熱側(cè)換熱面積比，從而可有效地避免有腐蝕性氣體的露點(diǎn)腐蝕。正是熱管換熱器的這些特點(diǎn)正越來(lái)越受到人們的重視，其用途亦日趨廣泛。熱管換熱器—9—空調(diào)余熱回收化肥廠(chǎng)余熱回收窯爐余熱回收窯爐余熱發(fā)電加熱爐余熱回收燒結(jié)爐余熱回收熱管換熱器

在各行各業(yè)余熱回收項(xiàng)目中的廣泛應(yīng)用—10—熱泵的定義

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。

熱泵在工作時(shí)，它本身消耗一部分能量，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量加以挖掘，通過(guò)傳熱工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)提高溫度進(jìn)行利用，而整個(gè)熱泵裝置所消耗的功僅為輸出功中的一小部分，因此，采用熱泵技術(shù)可以節(jié)約大量高品位能源。

—11—熱泵的分類(lèi)水源熱泵

以空氣作為“源體”，空氣能熱泵，通過(guò)冷媒作用，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移。

地源熱泵是以大地為熱源對(duì)建筑進(jìn)行空調(diào)的技術(shù)，冬季通過(guò)熱泵將大地中的低位熱能提高對(duì)建筑供暖；夏季通過(guò)熱泵將建筑物內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下對(duì)建筑進(jìn)行降溫?？諝饽軣岜?/p>

以地下水作為冷熱“源體”，在冬季利用熱泵吸收其熱量向建筑物供暖，在夏季熱泵將吸收到的熱量向其排放、實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物供冷。地源熱泵

為了彌補(bǔ)單一熱源熱泵存在的局限性和充分利用低位能量，運(yùn)用了各種復(fù)合熱泵?？諝?水熱泵機(jī)組、水-空氣熱泵機(jī)組、土壤-水源熱泵系統(tǒng)等。

復(fù)合熱泵—12—熱泵機(jī)組熱泵顯著的節(jié)能效果

充分利用可重復(fù)使用的免費(fèi)熱能資源，而其消耗的電能僅占機(jī)組產(chǎn)生熱量的1/4左右。

熱泵的效率可以通過(guò)機(jī)組制熱量與其所消耗能量之間的比值COP值來(lái)確定。

地源熱泵的COP值在3至4之間，即輸入1kW的電能，機(jī)組就可以產(chǎn)生3至4kW的熱量?！?3—維護(hù)費(fèi)用低：地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而減少維護(hù)，系統(tǒng)安裝在室內(nèi)，不暴露在風(fēng)雨中，也可免遭損壞，更加可靠，延長(zhǎng)壽命。

一機(jī)兩用：熱泵能滿(mǎn)足建筑空調(diào)冬季供熱和夏季供冷。環(huán)保：削減燃煤鍋爐，減少CO2排放。節(jié)能：效率高，運(yùn)行費(fèi)用低可持續(xù)發(fā)展：利用的低溫?zé)崮軐儆诳稍偕哪茉?。均衡用電?fù)荷：冬夏兩季使用，有利于電網(wǎng)削峰填谷。熱泵工作原理示意圖使用壽命長(zhǎng)：地源熱泵的地下埋管選用聚乙烯和聚丙烯塑料管，壽命可達(dá)50年。要比普通空調(diào)高35年使用壽命。熱泵特點(diǎn)及工作原理—14—熱管技術(shù)在定型機(jī)余熱回收應(yīng)用

定型機(jī)是紡織印染后整理的關(guān)鍵設(shè)備，熱定型機(jī)是利用熱空氣對(duì)紡織物進(jìn)行干燥和整理并使之定型的裝置。定型機(jī)烘箱工作溫度在200°C左右,廢氣總排量約為：15000~23000m3/每小時(shí),排出廢氣溫度為170°C左右，使用熱管式定型機(jī)余熱回收裝置后，補(bǔ)入的熱風(fēng)溫度約為120℃，補(bǔ)風(fēng)量約5000-8000m3/小時(shí),通過(guò)余熱回收的熱量約為181,524大卡/每小時(shí)，按照每公斤煤含5000大卡熱量計(jì)算，年節(jié)約煤215噸，按照每噸煤600元計(jì)算，直接產(chǎn)生節(jié)能效益129,000元，該技術(shù)改造能為企業(yè)帶來(lái)豐厚的回報(bào)。定型機(jī)余熱原理回收示意圖定型機(jī)余熱原理回收現(xiàn)場(chǎng)—15—熱泵技術(shù)在印染余熱回收應(yīng)用印染廠(chǎng)在其生產(chǎn)工藝過(guò)程中要消耗大量的熱能、電能，尤以熱能的用量最大，由于染整工藝需將大量的工業(yè)用水，加熱到90~130℃，用于洗滌、漂白、染色等工序的熱能消耗約占整個(gè)工藝過(guò)程中熱能用量的80%，還有20%用于烘干及熱定型工序。經(jīng)過(guò)印染工藝后排出的廢水溫度達(dá)80℃以上。如果能把這部分熱能加以回收，將帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。只需用幾個(gè)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)就可說(shuō)明。假如一印染廠(chǎng)日排出溫度為80℃廢水100噸，若進(jìn)行熱能回收，將其處理到40℃以下，一天至少可以“回收”相當(dāng)于一臺(tái)2噸的鍋爐。

—16—熱泵技術(shù)在印染余熱回收應(yīng)用

生產(chǎn)時(shí)廢水循環(huán)泵把處理過(guò)的余熱廢水送到初級(jí)防腐熱回收換熱器，把部分熱量傳給低溫冷水，使冷水溫度升高到25℃左右，余熱廢水溫度下降到3O℃左右之后到蒸發(fā)器中繼續(xù)釋放熱量，出水溫度降到15℃左右排放掉，釋放的熱量被制冷劑吸收，制冷劑通過(guò)壓縮機(jī)做功。在冷凝器中把熱量再傳給已經(jīng)升溫后的冷水。

冷水被加熱到60℃左右后即可生產(chǎn)使用。因?yàn)橛∪具^(guò)程中使用的水量比較大，在經(jīng)過(guò)各種處理之后排出的廢水溫度一年四季基本相同或相差不大，所以該種熱回收系統(tǒng)運(yùn)行比較穩(wěn)定，回收效率也比較高，整個(gè)系統(tǒng)的熱回收能效比達(dá)6以上。水源熱泵印染余熱回收流程圖—17—玻璃窯爐余熱回收

對(duì)窯爐余熱回收的途徑主要有余熱發(fā)電、余熱鍋爐和余熱預(yù)熱玻璃配合料等幾種途經(jīng)。本案例將高溫窯爐煙氣余熱充分利用，采用復(fù)合相變換熱技術(shù)，由余熱鍋爐產(chǎn)出蒸氣，用于生產(chǎn)和生活。不僅大大提高全廠(chǎng)的能源利用率，降低了單位玻璃生產(chǎn)成本的能耗，還減少了大氣污染物的排放，減少溫室效應(yīng)。安徽鳳陽(yáng)金星實(shí)業(yè)公司是專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)保溫瓶企業(yè)，擁有2套42M2玻璃窯爐，燃燒煤氣融化玻璃溶液，在生產(chǎn)過(guò)程中有大量余熱產(chǎn)生。經(jīng)測(cè)算窯爐占全廠(chǎng)總能耗的80～85％左右，即使國(guó)內(nèi)比較先進(jìn)的燃油玻璃窯爐經(jīng)熱測(cè)試的結(jié)論：全窯熱效率也僅有38.％左右。在沒(méi)有改造之前，產(chǎn)生的廢熱通過(guò)煙囪直接排出，不僅對(duì)環(huán)境造成污染，也造成了極大的能源浪費(fèi)?！?8—酒店鍋爐余熱回收上海皇廷大酒店是一家五星級(jí)賓館，擁有7臺(tái)1噸天然氣爐。鍋爐的熱效率約為60～70%