余熱利用

各行業(yè)余熱利用概況

  (一)水泥行業(yè):余熱發(fā)電
 
  1、現(xiàn)狀  目前水泥行業(yè)主要是針對(duì)新型干法熟料生產(chǎn)水泥過(guò)程中窯頭熟料冷卻機(jī)和窯尾預(yù)熱器排掉的廢氣,此部分廢熱熱量約占水泥熟料燒成系統(tǒng)總熱耗量的30%以上,溫度在350℃以下,屬于中低溫余熱。根據(jù)網(wǎng)上搜集的若干項(xiàng)目統(tǒng)計(jì),目前回收這部分余熱主要用于發(fā)電,其應(yīng)用和相關(guān)技術(shù)相對(duì)成熟。據(jù)統(tǒng)計(jì),2009年底,新型干法熟料生產(chǎn)線余熱電站配套建設(shè)率為46%①。此外,經(jīng)大連易世達(dá)新能源發(fā)展股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“易世達(dá)”)經(jīng)驗(yàn)測(cè)算,項(xiàng)目發(fā)電綜合成本約為0.15元/每千瓦時(shí),僅是電網(wǎng)電價(jià)的25%左右②。
 
  2、主流技術(shù)及設(shè)備
 
  1)主流技術(shù)新型干法水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)2)機(jī)組設(shè)備:余熱鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)
 
  (二)玻璃行業(yè):余熱發(fā)電、工藝用汽或生活采暖
 
  目前主要是針對(duì)浮法玻璃生產(chǎn)線上熔窯煙氣余熱的回收,這部分煙氣溫度在500℃以上,屬于中溫余熱回收。據(jù)網(wǎng)上搜集的玻璃行業(yè)余熱回收項(xiàng)目統(tǒng)計(jì),以余熱鍋爐為主要利用方式,產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電、生產(chǎn)和采暖用或兩者兼有。
 
  根據(jù)中國(guó)建筑玻璃與工業(yè)玻璃協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),截至2010年6月全國(guó)有浮法玻璃生產(chǎn)線216條,已有超過(guò)50條浮法玻璃生產(chǎn)線已建或在建配套余熱電站,余熱電站建設(shè)率為23%③。
 
  玻璃行業(yè)中,廢熱量大但尚未被利用的資源包括:
 
  1)熔窯本體散熱,采用熔窯全保溫技術(shù)后,其表面溫度仍在150℃以上,屬于低溫余熱資源;
 
  2)錫槽本體散熱,錫槽的槽底鋼板溫度為180~250℃,經(jīng)槽底冷卻風(fēng)系統(tǒng)冷卻后降至120℃以下,屬于低溫余熱資源;
 
  3)退火窯排風(fēng)余熱,溫度在280-500℃,屬中低溫余熱;
 
  4)循環(huán)水系統(tǒng)的余熱,低于100℃,可利用溴化鋰機(jī)組或熱泵系統(tǒng)。
 
  (三)鋼鐵行業(yè):供工藝用汽、發(fā)電
 
  由于鋼鐵聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)通常包括采礦、燒結(jié)、煉焦、煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、電爐煉鋼、鑄錠、連軋等多個(gè)環(huán)節(jié),各環(huán)節(jié)可利用的廢氣余熱資源豐富,包括燒結(jié)機(jī)廢氣余熱、熱風(fēng)爐煙氣余熱、干熄焦煙氣余熱等共計(jì)十多種,據(jù)統(tǒng)計(jì),鋼鐵企業(yè)的余熱資源占企業(yè)總用能的37%。
 
  下表為2005年我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)1噸鋼產(chǎn)生的余熱資源及其利用情況據(jù)。2005年我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)的余熱回收率約為26%,其中:高溫余熱占總余熱的40%,余熱回收率為44%;中溫余熱資源占比26%,回收利用率為30%;低溫余熱占總余熱資源的34%, 但回收利用率僅為0.7%。且低溫余熱集中于廢(煙)氣顯熱和冷卻水顯熱。
 
  目前鋼鐵行業(yè)余熱回收利用主要體現(xiàn)在高爐煤氣余壓透平發(fā)電(TRT)、干熄焦(CDQ)和燒結(jié)余熱回收等方面。據(jù)大連易世達(dá)公司根據(jù)內(nèi)部項(xiàng)目統(tǒng)計(jì),燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電技術(shù),典型項(xiàng)目(年發(fā)電量1.4億千瓦時(shí))投資金額為1.7 億元;如干熄焦余熱利用技術(shù),典型項(xiàng)目(干熄焦能力為125 噸/小時(shí),年發(fā)電量1.1 億千瓦時(shí))投資金額約2 億元。
 
  (四)冶金行業(yè)  對(duì)于冶金行業(yè),鐵合金、有色冶金的火法和電冶金方法的工藝過(guò)程伴隨產(chǎn)生余熱資源?;鸱ㄒ苯鹩酂豳Y源主要有排煙顯熱和待冷卻高溫物料。電冶金的余熱資源主要是電爐的爐氣(煙氣或煤氣)。鐵合金、冶金行業(yè)根據(jù)其工藝的要求需將煙氣冷
 
  卻下來(lái)回收金屬粉塵、同時(shí)降低進(jìn)入袋式除塵器的溫度防止燒布袋,因此其工藝技術(shù)要求較高,余熱鍋爐及相關(guān)工藝需要特殊設(shè)計(jì)以適應(yīng)其特點(diǎn)。  雖然冶金行業(yè)的余熱利用市場(chǎng)很大,但因?yàn)橐苯鹦袠I(yè)通常具有微金屬粉塵多、除塵要求高的特點(diǎn),目前余熱的回收利用尚處于成長(zhǎng)階段,杭鍋股份、大連易世達(dá)、天壕節(jié)能均將冶金行業(yè)作為重點(diǎn)開發(fā)市場(chǎng)。
 
  (五)化工行業(yè)  對(duì)于化工行業(yè),由于化工涉及領(lǐng)域較廣、范圍也較寬,每個(gè)具體細(xì)分領(lǐng)域的余熱資源特點(diǎn)均不完全相同,需要根據(jù)具體余熱資源特性研發(fā)相應(yīng)余熱發(fā)電技術(shù)及其熱力系統(tǒng)。以黃磷化工為例,其普遍采用電爐法生產(chǎn),黃磷尾氣中含多種形態(tài)的硫化物、磷化物、氟化物及砷化物等雜質(zhì),余熱鍋爐面臨嚴(yán)重腐蝕問(wèn)題,因此黃磷化工余熱發(fā)電需要研發(fā)設(shè)計(jì)特殊余熱鍋爐以解決尾氣腐蝕等問(wèn)題。目前化工行業(yè)的余熱回收也處于初步利用階段,設(shè)備及相關(guān)技術(shù)尚處于研發(fā)和試用階段。
 
  三 個(gè)人看法  余熱鍋爐目前是余熱利用的主流方向且未來(lái)還有很大發(fā)展空間,原因是,各行業(yè)還存在很多煙氣、廢氣余熱資源尚未得到利用;其蒸汽用于發(fā)電,在水泥等行業(yè)的成熟運(yùn)行已證明其經(jīng)濟(jì)性。溴化鋰吸收式制冷機(jī)組及熱泵與余熱鍋爐因?yàn)樵诶玫挠酂豳Y源溫度上、余熱資源形態(tài)上以及應(yīng)用上都不一樣,不具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。螺桿膨脹機(jī)屬于余熱余壓回收利用新產(chǎn)品,在余壓利用上已得到推廣應(yīng)用,具有很大的成長(zhǎng)性;其次,在螺桿膨脹機(jī)余熱回收方面,因目前案例不多,缺乏完整的項(xiàng)目資料,無(wú)法與余熱鍋爐發(fā)電進(jìn)行投資成本、運(yùn)行效果、運(yùn)營(yíng)成本的比較,需要進(jìn)一步調(diào)查。