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

創(chuàng)導(dǎo)綠色能源United

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Energya

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(guó)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(jìn)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(dòng)力回收（轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)力或電力再用）兩大類。余熱回收原則是：1、高溫?zé)煔?，其余熱?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(dòng)力等。3、進(jìn)行企業(yè)綜合熱效率及經(jīng)濟(jì)可行性分析。4、應(yīng)對(duì)必須回收余熱的熱源載體，制定利用具體管理標(biāo)準(zhǔn)。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(shí)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(shí)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(dòng)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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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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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。現(xiàn)在我國(guó)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(tuán)羊場(chǎng)灣煤礦項(xiàng)目該項(xiàng)目采用水源熱泵技術(shù)，冷熱聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)計(jì)。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(dá)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(jī)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(yùn)行工況夏季運(yùn)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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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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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?zé)嵩醋鳛轵?qū)動(dòng)，提取低溫?zé)嵩吹臒崃?，產(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_(dá)到工藝制冷的應(yīng)用目的。驅(qū)動(dòng)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(dòng)

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(dòng)熱源：0.05～0.8MPa蒸汽、燃?xì)饣蚋邷責(zé)煔狻?）制熱COP在1.6～1.9左右：就是利用1MW的驅(qū)動(dòng)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(jìn)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?zé)崴?、溫泉水、太?yáng)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(jìn)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(dòng)，通過熱水型溴化鋰制冷機(jī)組提供冷水，即達(dá)到了熱水降溫的目的，也使用戶可免費(fèi)得到了冷水用于降溫。因此進(jìn)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(jì)源）焦化集團(tuán)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(jì)南鋼鐵集團(tuán)有限公司……聯(lián)合世界科技

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工業(yè)余熱現(xiàn)狀及技術(shù)p

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Energy低溫余熱發(fā)電技術(shù)n

采用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)與低溫余熱換熱，有機(jī)工質(zhì)吸熱后產(chǎn)生高壓蒸汽，推動(dòng)膨脹機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。n

與常規(guī)水蒸氣動(dòng)力循環(huán)相比，可低溫?zé)嵩椿厥沼酂釡囟鹊停ㄗ畹涂傻?0℃），系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（不需要過熱器和真空維持系統(tǒng)），運(yùn)行維護(hù)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(diǎn)有機(jī)工質(zhì)作為熱力循環(huán)的工質(zhì)與低溫余熱換熱，有機(jī)工質(zhì)吸熱后產(chǎn)生高壓蒸汽，推動(dòng)膨脹動(dòng)力機(jī)械帶動(dòng)發(fā)電機(jī)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(shí)，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)帷⑻?yáng)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(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)，涉及換熱器、膨脹發(fā)電機(jī)、工質(zhì)泵等。工況變化范圍大，各部件耦合效應(yīng)強(qiáng)。?

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(jī)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(guó)家973項(xiàng)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(diǎn)：通過ORC系統(tǒng)各部件的多工況匹配設(shè)計(jì)、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(shí)現(xiàn)余熱能的全工況高效利用。ORC循環(huán)效率最優(yōu)