第十二章 余热余压利用技术
余热废热利用技术
余热废热利用技术
余热废热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。
它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。
而对余热废热的利用技术就是把这些热量进行收集，用于加热生活热水，预热新风等。
例如对于有稳定热需求的公共建筑而言。
用自备锅炉房满足建筑蒸汽或生活热水，如天然气热水锅炉等，不仅对环境造成较大污染，而且从能源转换和利用的角度看也不符合“高质高用”的原则，不宜采用。
采用市政热网、热泵、空调余热、其他废热等节能方式供应生活热水，很好地实现了回收排水中的热量，利用如空调凝结水或其他余热废热作为预热，可降低能源的消耗，同样也能够提高生活热水系统的用能效率。
此外，在靠近工业生产厂房的建筑，可以利用工业生产中产生的废热，用于加热生活热水，冬季采暖等。
余热回收技术主要包括锅炉排烟余热回收技术、高温冷凝水余热回收技术，水冷机组冷凝热热量回收、以及其他一些带有热回收装置的热泵机组。
废热的回收利用主要指靠近工业生产厂房的建筑，利用其生产过程中的废热，满足建筑热需求。
热电联产热回收提供生活热水
空压机余热回收提供生活热水
新风机热回收系统-新风预热
余热回收的意义：
1、充分利用能够工业余热废热，空调设备废热，利用低品位热量，实现节约能源目的。
2、减少排放环境的废热，保护环境热平衡。
3、对于空调系统降低冷却塔的容量，减少冷却塔投资或减少冷却塔使用频率，降低噪音，有效地保护环境。
4、通过热回收降低空调机组冷凝压力，提高空调设备能将比，节省电力消耗。
钢铁生产余热、余压再利用技术的探讨
钢 铁生 产中余 热余 压再利 用技 术还包 括对 高炉渣 的 回收 利用 。高炉 渣主 要指 的是在 高炉工 作过程 当 中产生 的废 渣。 对高炉 渣实施热 回收 ，可 以将其 中存在的热 量能量进 行回收 ，
提高 生 产效率 ，降低 对环境 的污 染 。具 体的 回收技 术指 的是
Ｔ ＲＴ发 电系统在 全寿命期 间的运行 时间 。在 对高炉 等设备 进 行检 修时 ，也要 对其 各个细 节部 分进 行保养 ，及 时对高 炉 及 ＴＲ Ｔ机组设 备进行维护 和维修 。 以河 钢 集 团邯钢 公 司 六座 高炉 Ｔ ＲＴ发 电机 组为 例 ，通 过实 行设备运行 作业标准 化 ，规范操作 规程 ，加强 设备 点检 ，
中图 分类 号 ： Ｘ７ ５ ７ 文献 标 识码 ： Ａ 文章编号 ： １ １ — ５ ０ ０ ４ （ ２ ０ １ ７） １ ０ － ０ ０ ７ ２ — ２
钢铁 企业在 生产 过程 中会消耗 大量 的能源 ，尤其 对 国家 目前越 来越 紧缺 的一次能 源的 消耗十 分的 巨大 。而在对能 源
境污染 问题 。高炉煤 气余 热余 压再利 用技 术 ，首先 一定 要保
证生产 过程中高炉 生产时煤 气压力的控 制。 要 想对煤气 压力进行 有效地控 制 ，一定 要给高炉 及 ＴＲ Ｔ 发 电机组 建立相 应 的控制标 准 ，提 高高 炉设备 的利 用效率 。 当高炉生 产时 ，煤气 压力稳 定 ，不 仅可 以大大 降低高 炉 的磨 损 ，延长 高炉 的使用 寿命 ，还可 以缩短 检修 时间 ，增 加高 炉
来稿 日期 ： ２ ０ １ ７ 年９ 月 作者 简 介 ： 周志远， 男，生于 １ ９ ８ ５ 年， 河 北邯 郸人 ， 工 程师 ， 研 究方 向 热能 与动 力工程 。
科技成果——硝酸生产反应余热余压利用技术
科技成果——硝酸生产反应余热余压利用技术适用范围化工行业硝酸生产流程的能量回收行业现状2014年我国浓硝酸产量（折纯100%）为288.21万t。
在硝酸的生产过程中需要提供压力能，以通常装置的平均生产水平计，每万吨成品约需要消耗功率20万kW，能耗巨大。
该技术旨在对硝酸生产的余热余压进行利用，具有较好的节能效果。
成果简介1、技术原理将硝酸生产工艺流程中产生的反应余热、余压进行回收，转化的机械能直接补充在轴系上，用于驱动机组，可减少能量多次转换损耗，提高能量利用效率。
同时，向装置外供送蒸汽，使余热余压最大化利用。
该技术配合双加压法稀硝酸生产工艺，与采用综合法和中压法的硝酸生产相比，可显著降低生产电耗。
2、关键技术（1）系统与尾气能量回收及关联技术回收硝酸生产流程中的氨氧氧化反的反应热及氮氧化物吸收后的余压，驱动机组做功，并向装置界外输送副产蒸汽。
（2）多跨轴系转子动力学及转子可靠性分析技术多跨轴系能量回收机组的每个单机的弯振及整个轴系的扭振分析，以保证机组安全运行。
（3）多跨轴系能量回收机组自动控制及防喘振技术实现能量回收机组启动、运行、停机及防喘振自动控制，以及机组运行状况远程监测技术。
（4）高温及硝酸腐蚀性环境材料选用技术选择耐高温及硝酸的材料，防止有害物质泄漏和零部件的酸性腐蚀，延长机组使用寿命。
（5）能量回收机组与系统工艺匹配及轴流与离心压缩机性能匹配技术根据系统工艺合理选择压缩机设计参数；对空压机与NOx压缩机压力进行合理分配，达到优化能量回收机组性能，使之运行效率更高，更节能。
3、工艺流程图1 硝酸生产流程反应余热余压利用技术工艺示意图轴流压缩机将空气压缩至4.5-6bar，与气氨按照一定的比例混合，送入氧化炉进行氨氧化反应。
NOx压缩机将氮氧化物加压至11-13bar，用于NO2的吸收。
回收系统反应热，产生中温中压蒸汽；用于驱动汽轮机拖动机组，并外供至装置界外。
回收NOx吸收后的剩余能量，将余热、余压转换为机械能，与汽轮机共同驱动机组。
第十二章 余热余压利用技术
不可缺少的重要环节。
（二）加装换热器，预热助燃空气和进料
换设备将高温流体与温度较低的流体进行换热。
常用的余热回收装置有：各种热交换器、余热锅炉、热 管、热泵和动力回收装置等。
一、换热器（详见本章第六节相关内容）。 二、余热锅炉 余热锅炉的原理和结构与普通工业、动力锅炉基本相同。
根据其使用特点，余热锅炉基本上可分为两大类；
烟道式(水管)余热锅炉和管壳式(火管)余热锅炉。
避免了传统的减压损失，发电后的煤气可继续被利用其 余热。
（二）高炉鼓风机同轴机组
高炉鼓风机同轴机组是煤气透平与电动机同轴驱动的高 炉轴流压缩机组三机组组合（Blast Furnace Power Recovery Turbine，简称BPRT）的简称。
BPRT比TRT的优越性
（1）与TRT装置相比，BPRT装置取消了发电机及发 配电系统，合并了自控系统、润滑油系统、动力油系统 等设施。节省投资，节省占地。
四、余压利用
钢铁行业的烟气、工业窑炉产生的废气等，不仅含有高 温的余热资源可以利用，还含有较高的压力 。
主要利用途径是：发电、同轴驱动。
（一）高炉煤气余压发电技术
钢铁行业高炉煤气余压发电技术(Top Gas Pressure Recovery Turbine，简称TRT），即是利用高炉炉顶 煤气具有的压力能，经透平膨胀作功，驱动发电机进行 发电。
（一）冷凝水的余热利用：回锅炉或加热物料、水。
余热余压利用工艺和系统解决方案
余热余压利用工艺和系统解决方案余热余压是指工业生产过程中产生的废热和废压。
这些废热和废压通常会被浪费掉，造成能源的浪费和环境的污染。
然而，通过合理的利用余热余压，可以实现能源的节约和环境的保护。
本文将介绍一些常见的余热余压利用工艺和系统解决方案。
一、余热利用工艺1. 蒸汽回收利用：在工业生产过程中，常常会产生大量的高温高压蒸汽。
通过安装蒸汽回收装置，可以将蒸汽中的热能回收利用，用于加热水或发电。
这样既可以提高能源利用效率，又可以降低生产成本。
2. 烟气余热利用：烟气中含有大量的热能，常常会被排放到大气中造成能源的浪费和环境的污染。
通过安装烟气余热利用设备，可以将烟气中的热能回收利用，用于加热水或发电。
这样可以实现能源的节约和环境的保护。
3. 废水余热利用：在工业生产过程中，常常会产生大量的废水。
通过安装废水余热利用设备，可以将废水中的热能回收利用，用于加热水或发电。
这样不仅可以实现能源的节约，还可以解决废水处理的问题。
二、余压利用工艺1. 高压蒸汽回收利用：在工业生产过程中，常常会产生大量的高压蒸汽。
通过安装高压蒸汽回收装置，可以将蒸汽中的压力能回收利用，用于驱动涡轮发电机或其他设备。
这样既可以提高能源利用效率，又可以降低生产成本。
2. 燃气余压利用：在工业生产过程中，常常会产生大量的燃气余压。
通过安装燃气余压利用设备，可以将燃气中的压力能回收利用，用于驱动涡轮发电机或其他设备。
这样可以实现能源的节约和环境的保护。
3. 液体余压利用：在工业生产过程中，常常会产生大量的液体余压。
通过安装液体余压利用设备，可以将液体中的压力能回收利用，用于驱动涡轮发电机或其他设备。
这样不仅可以实现能源的节约，还可以解决液体的排放问题。
三、系统解决方案1. 废热余压综合利用系统：通过将余热和余压综合利用，可以实现能源的最大化利用效果。
该系统包括废热回收装置、废压回收装置、能量转换装置等。
通过合理的设计和配置，实现余热余压的综合利用，可以大幅度提高能源利用效率和经济效益。
汽轮机余热余压利用
重点节能技术、产品和设备-汽轮机余热余压利用淄博迈特汽轮机有限公司紧跟时代步伐，积极参与国家节能、环保事业，以致力于节能事业的发展为己任，争取为社会做出更大贡献。
现我从以下五个方面详细说明：1、公司简介2、余热余压利用汽轮机原理3、余热余压利用汽轮机应用范围及节能效益4、产品市场价格范围、使用寿命、维修服务5、上年度公司市场销量及客户评价一、公司简介淄博迈特汽轮机有限公司隶属于淄博柴油机总公司，是淄博柴油机总公司汽轮机分厂改制而成的企业。
淄博柴油机厂是一个生产大功率中速柴油机、小功率汽轮机的现代化企业， 1970年，经国家计委批准，组建淄博柴油机厂，2006年10月正式更名为淄博柴油机总公司。
建厂40多年，企业先后经历了创业、调整和加快发展的不同历史时期，淄博柴油机总公司已经成为当今具备一定规模实力的骨干企业。
1997年成立汽轮机分厂，开始开发和研制小功率汽轮机发电机组及工业汽轮机，2003年对汽轮机分厂进行改制，成立淄博迈特汽轮机有限公司，以小功率汽轮机制造、销售、安装、调试、大修和汽轮机配件经营为主。
主要产品以功率为背压12000KW以下、凝汽6000KW以下的汽轮发电机组和拖水泵用汽轮机为主。
公司现已开发多种类型的新产品，以满足市场的不同需要。
现在生产的汽轮机已经出口到泰国、巴西、土耳其、韩国等国家。
近几年,随着集中供热在城市建设中的快速发展,采用工业汽轮机来拖动热网循环水泵逐渐得以应用和推广,并成为节能降耗,提高社会效益、经济效益的一条重要途径。
作为供热系统中主要部件的热网循环水泵以前都是由电动机拖动的,随着城市规模的扩大,热负荷不断增长,输送距离不断加大,水泵电动机的功率也越来越大,这就使得供热企业的耗电成本在生产成本中占很大的比重,严重降低了企业的经济效益。
而采用工业汽轮机代替大功率电动机拖动热网循环水泵就可有效降低耗电成本,大大提高企业的经济效益。
在城市集中供热系统中，拖动循环水泵的工业汽轮机进汽可以是供热锅炉的新蒸汽,也可以是热电厂的外供热抽汽,排汽可以进入热交换器加热热网循环水,不会因此增加用汽成本。
《余热利用技术》课件
欢迎大家来到本次《余热利用技术》的PPT课件。在这个课件中，我们将深 入探讨余热利用技术的概念、分类、应用领域以及其未来发展前景。让我们 一起来开启这个新领域的探索之旅吧！
余热利用技术的定义
余热利用技术是指将产生在工业生产或能源转换过程中被浪费的余热进行回收和再利用的一种技术。通 过有效地利用这些余热，我们可以减少能源消耗，并降低环境污染。
3 技术创新
随着新技术和材料的不断涌现，余热利用技术将得到进一步改进和提升。
余热利用技术的未来展望
可持续发展
余热利用技术将在可持续能源 发展方面发挥重要作用，推动 经济的绿色转型。
智能化应用
随着智能科技的发展，余热利 用技术将更加智能化，提高能 源利用效率。
环境改善
通过减少能耗和环境污染，余 热利用技术将帮助改善我们的 生活环境。
能源发电
通过余热利用技术，发电厂 可进行建筑供暖可以 减少能源消耗和碳排放，实 现可持续发展。
余热利用技术的优点与局限性
优点
节约能源，减少对环境的污染
局限性
技术成本较高，适用范围有限
余热利用技术的发展现状
1
过去
余热利用技术主要应用于大型工业企业。
2
现在
余热利用技术正逐渐普及，并应用于各个领域，包括小型企业和家庭。
3
未来
随着技术的不断发展，余热利用技术将更加高效、智能化，应用领域将进一步拓 展。
余热利用技术的市场前景
1 巨大市场潜力
随着能源危机和环境问题日益严重，余热利用技术在减少能耗和环境污染方面具有巨大 的市场需求。
2 政策支持
许多国家都出台了促进余热利用技术发展的政策和法规，为市场的增长提供了政策支持。
余热余压梯级利用技术原理
余热余压梯级利用技术原理
余热余压梯级利用技术是一种能源利用技术，其原理基于能量
的转化和传递。
在工业生产过程中，许多设备会产生余热和余压，
如果这些能量不加以利用就会浪费。
因此，余热余压梯级利用技术
就是利用这些废热和废压能够提高能源利用率，减少能源消耗，从
而实现节能减排的目的。
首先，余热余压梯级利用技术利用了热力学上的热力循环原理。
在一个闭合的热力循环系统中，余热和余压能够被转化为机械能或
者其他形式的能量。
这种能量转化的过程遵循热力学定律，通过合
理设计循环系统，可以实现能量的高效转化。
其次，余热余压梯级利用技术还涉及到传热和传质的原理。
通
过换热器、蒸汽轮机、发电机等设备，余热和余压可以被传递和利用。
在这个过程中，热量和压力的传递是根据热力学和流体力学的
原理进行的，需要考虑传热介质的特性、流体的运动规律等因素。
此外，余热余压梯级利用技术还涉及到工程技术和系统集成的
原理。
在实际应用中，需要考虑设备的选型、系统的设计、运行参
数的调节等工程技术问题，同时还需要考虑不同设备之间的协调配
合，以及与整个生产系统的集成。
总的来说，余热余压梯级利用技术的原理是基于热力学、传热传质和工程技术的原理，通过合理设计和运行系统，实现废热和废压的高效利用，从而达到节能减排的目的。
这项技术对于工业生产和能源利用具有重要意义，也是未来能源可持续利用的重要方向之一。
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如高温钢坯，温度高达900 ℃，在钢坯从900 ℃降至 500 ℃左右的这段冷床上方，通过装有几排的翅片管， 吸收高温钢坯的辐射热，将水加热成蒸汽。
二、中温余热的利用
由于中温余热的温度比高温余热要低，传热效率也相对 要差。其中，中高温这一范围的热烟气，差不多都是用 来作为预热空气和燃料的热源。
三、热管
热管是一种新型的高效率传热装置，它可以在温差很小 的情况下传递相当大的热负荷。
热管在余热回收方面的用途，大体上有以下几类：①干 燥、硫化和烘烤装置的余热回收；②低温蒸汽的凝结热 回收；③蒸汽锅炉的空气预热；④空气干燥设备；⑤暖 通空调系统。
四、热泵热泵的工作原理与制冷机相同，只是它们的使 用目的不同。
热泵是通过制冷机将热量从低温环境传送到高温环境。
制冷机系统工作原理： 压缩机 冷凝器 节流阀
蒸发器
空调供水
制冷剂
空调回水
热泵工作原理
压缩机 冷凝器
节流阀
蒸发器
夏季制冷
Hale Waihona Puke 压缩机 冷凝器（变蒸发器）节流阀 蒸发器（变冷凝器）
（一）冷凝水的余热利用：回锅炉或加热物料、水。
（二）其他低温余热的回收利用：热管或热泵。
障碍：余热的洁净程度会影响到其被回收利用的程度。
热管：高效传热原件。60年代由美国人发明的。一种 被抽真空、注入低沸点液体的金属管（不锈钢），利用 管内低沸点液体的蒸发、冷凝的快速循环，来实现热传 导。导热速度优于任何金属材料。可用作换热器、散热 器。
热能工程学基础与节能技术
能源管理师培训课件 ——2011年
第十二章 余热余压利用技术
余热是指一个过程中产生出来的，本来可以利用，但 实际上被废弃不用而排放至周围环境的那一部分热量。
例如，在生产过程中由煤、油、天然气等一次能源所转 化出来的热能，只有一部分得到了有效的利用，还有相 当一部分余热排放到周围环境中。
化学反应余热，钢铁、冶炼行业的高温炉尾烟气、水泥 厂的窑尾烟气以及其他废气余热和可燃气体余热等，都 可以通过相应规格的余热锅炉生产出各种压力温度的蒸 汽，用于发电以及供生产生活用热，有的还可用于工艺 流程本身，强化生产。有的工艺流程中余热锅炉已成为
不可缺少的重要环节。
（二）加装换热器，预热助燃空气和进料
三、低温余热的利用
大多数的轻工、化工、纺织、印染、制药、食品、木材 加工等行业，都有一些蒸发、干燥、蒸煮、漂洗等设备， 这些设备的绝大部分热损失（排气、排烟）都是以低温 余热的形式排放到大气中或水中。这些低温余热资源的 特点是温度一般较低（200 ℃以下），但排出量非常 大。因此，对大量低温余热的回收利用是节约能源工作 的关键问题之一。
余热可划分为：烟气余热、炉渣余热、产品余热、冷却 介质余热、可燃废气余热、冷凝水余热、化学反应余热 及残炭的余热等。
钢铁行业的烟气、工业窑炉产生的废气等，不仅含有 高温的余热资源可以利用，还含有较高的压力可以利 用，称为余压。
第一节 余热余压利用
余热资源一般可按温度分为三个范围：
1. 高温余热：高于650 ℃。如工业窑炉、冶炼高炉的 废气、炉渣的余热等。
换设备将高温流体与温度较低的流体进行换热。
常用的余热回收装置有：各种热交换器、余热锅炉、热 管、热泵和动力回收装置等。
一、换热器（详见本章第六节相关内容）。 二、余热锅炉 余热锅炉的原理和结构与普通工业、动力锅炉基本相同。
根据其使用特点，余热锅炉基本上可分为两大类；
烟道式(水管)余热锅炉和管壳式(火管)余热锅炉。
四、余压利用
钢铁行业的烟气、工业窑炉产生的废气等，不仅含有高 温的余热资源可以利用，还含有较高的压力 。
主要利用途径是：发电、同轴驱动。
（一）高炉煤气余压发电技术
钢铁行业高炉煤气余压发电技术(Top Gas Pressure Recovery Turbine，简称TRT），即是利用高炉炉顶 煤气具有的压力能，经透平膨胀作功，驱动发电机进行 发电。
加装换热器，利用余热预热助燃空气和进料是高温余热 利用的另一种重要途径。
（三）高温固体余热的利用
对高温固体余热的回收比较困难，如炼焦炉的炽热焦炭、 锅炉煤渣和炼钢厂的钢坯等。
对大块的高温固体，现在多使用气体或液体载体进行余 热回收。
如干熄焦工艺，它是利用惰性气体来冷却赤热的焦炭， 再使吸热后的高温气体流至余热锅炉，产生蒸汽发电。
（2）BPRT机组中的高炉煤气透平回收能量不是用来 发电，而是直接同轴驱动鼓风机，没有发电机转换损失， 回收效率更高。
（3）采用TRT发电机需要并网，而采用同轴机组就无 需电力部门的审批与管理。
第二节 余热利用设备 充分利用余热，是提高能源利用率的重要途径之一。 回收利用余热资源的办法很多，其基本方法是利用热交
避免了传统的减压损失，发电后的煤气可继续被利用其 余热。
（二）高炉鼓风机同轴机组
高炉鼓风机同轴机组是煤气透平与电动机同轴驱动的高 炉轴流压缩机组三机组组合（Blast Furnace Power Recovery Turbine，简称BPRT）的简称。
BPRT比TRT的优越性
（1）与TRT装置相比，BPRT装置取消了发电机及发 配电系统，合并了自控系统、润滑油系统、动力油系统 等设施。节省投资，节省占地。
2. 中温余热：介于650～200 ℃。如一般立式、卧式 烟火管锅炉的烟气余热。
3. 低温余热：温度低于200 ℃的烟气和低于100 ℃的 液体。如一般机械化燃烧锅炉的烟气、工厂企业中的乏 水、乏汽等的余热，这种余热虽然品位低，但余热数量 很大。
一、高温余热的利用
钢铁行业的烟气、工业窑炉产生的废气、机械工业锻件 加热炉的烟气和热处理炉的排气等，温度都很高 （650～1 000 ℃）,具有很高的热值；
另外，高温固体（如炼焦炉）的炽热焦炭、锅炉煤渣、 炼钢厂的钢坯以及生产或深加工的管件等也含有高温余 热。
高温余热的利用途径主要有余热发电、空气预热、进 料预热、预热锅炉给水等。
（一）余热锅炉
近20多年来，余热锅炉已在各个工业部门得到广泛采 用。利用余热锅炉回收高温烟气的余热用来产生蒸汽是 最经济、最有效的方法。