低温余热发电技术项目建议书

低温余热回收利用技术

项目建议书

中国科学院

中北国技(北京)科技有限公司

目录

一、技术概况 (3)

二、技术特点 (3)

三、工程建设规模及收益 (4)

四、技术适用方向 (4)

五、技术应用情况 (6)

六、案例介绍 (6)

七、合作模式 (7)

一、技术概况

纯低温余热回收发电项目是利用100℃以上工业余热产生的低品位蒸汽，来推动专门设计的低参数的汽轮机组做功发电。与大中型的火力发电不同，低温余热发电是通过回收钢铁、水泥、石化等行业生产过程中排放的中低温废烟气、蒸汽所含的低品位热量来发电，是一项变废为宝的高效节能技术。该技术利用余热而不直接消耗原煤、原油、原气，不仅不对环境产生任何破坏和污染，反而有助于降低和减少余热直接排向空中所引起的对环境的污染。该技术针对各种不同参数低温余热的回收采取不同技术和措施，针对钢铁工业的低温余热（低品位）主要采用带蓄能器饱和蒸汽发电方案和带蓄能器过热蒸汽发电方案两种。统计数据表明，一个年产钢铁500万吨的企业，全年利用低温余热可发电约2亿度，可为企业增收8000万元。

低温余热发电技术是一项国家积极鼓励、大力推广的节能技术，具有极佳的社会和经济效益。它已越来越受到人们的高度重视，从我国能源局编制的《2010热电联产发展规划及2020年远景目标》可以看出中国余热发电的春天就要到了。而且国家规定，对于容量大于1000千瓦的余热电站，实行无条件上网并给予优惠上网电价。这些措施的出台为我国低温余热发电技术的广泛应用创造了有利条件。

二、技术特点

1、低温余热发电技术无需补燃锅炉，系统简单，运行方便，不消耗任何燃料。

2、利用先进的专利和专有技术，比采用其他同类技术年余热发电量提

高约30%。

3、根据所利用的余热情况设计专用的发电系统及专用的余热发电设备，而

不是套用标准的火力发电设备，这样保证了余热电站的高效率。目前可以达到效率水平：

4、余热发电系统简单，便于管理，生产人员较少。

5、余热电站不消耗燃料，不增加大气污染物的排放，等效减少了二氧化碳及

污染气体的排放。

6、电站经济效益不受燃料价格波动的影响。

三、工程建设规模及收益

纯低温余热回收发电项目的工程建设规模主要根据工业企业所排放的余热源的参数和分布来确定。

从技术经济可行性分析，投资收益平衡点应保证单个电厂总发电量≥3000KW 以上。发电容量越大，投资回收期越短，经济效益越高。

工程建设投资额根据设计和实际运行测算约为6000~8000元/KW，既电站建设投资规模至少在2000万元以上。投资回收期3.5~4.5年。

四、技术适用方向

纯低温余热回收发电项目的应用对象面广而大，可应用于钢铁、水泥、石化、冶金、玻璃等行业。其中钢铁行业应用广泛，包括烧结线余热、转炉余热、电炉余热、加热炉余热、高炉冲渣水、干法熄焦、高炉煤气余压、煤气——蒸汽联合循环发电，下面分别简述：

1、烧结线余热

烧结生产线有两部分余热，一是冷却机产生的热风，二是烧结机尾的高温烟气。用余热锅炉将这两部分余热来产生蒸汽，再通过汽轮机发电。据经验数据，每10m2的烧结面积可产生1.5t/h的蒸汽，可发电300kW，折合标煤120kg/h。

2、转炉余热

转炉汽化冷却烟道间歇产生的蒸汽，通过蓄能器变为连续的饱和蒸汽，采用专利技术——机内除湿再热的多级冲动式汽轮机发电。每炼1t钢，可产生80kg 饱和蒸汽，每吨饱和蒸汽大约可发电150kWh，折合标煤60kg。

3、电炉余热

电炉冶炼过程中产生200～1000℃的高温含尘废气，采用余热锅炉将其回收，电炉烟气属于周期波动热源，因此余热锅炉产生的蒸汽需要经过蓄能器调节后方可进入汽轮机发电。

4、加热炉余热

加热炉有两处余热可以利用：一处是炉内支撑梁的汽化冷却系统，另一处是烟道高温烟气。根据炉型不同，加热炉的烟气量在7000～300000Nm3/h，若用来发电，以烟气量10万Nm3，烟气温度400℃计算，发电量约2000kWh，折合标煤0.8t；汽化冷却系统可生产

0.4~1.0Mpa的饱和蒸汽，每吨蒸汽（0.5Mpa）可发电120kWh，折合标煤48kg。

5、高炉冲渣水

用高速水流冲击炉渣使之充分急冷、粒化的过程中，会产生大量的冲渣热水。每吨铁排出约0.3t渣，每吨渣可产生80～95℃，5～10t的冲渣水，将这部分热水减压产生低压蒸汽，再进入饱和蒸汽凝汽式汽轮机发电。每吨90℃热水可发电1.5kWh，折标煤0.6kg，80℃热水可发电1kWh，折标煤0.4kg。

6、干法熄焦

采用惰性气体来冷却红焦，加热后的气体在余热锅炉中产生蒸汽，蒸汽可发电或并入蒸汽管网。吨焦可生产3.9Mpa、300℃的蒸汽0.45t～0.6t，可发电85～115kWh，折合标煤35～46kg。

7、高炉煤气余压

利用高炉炉顶煤气的压力能和热能，通过透平膨胀机做功发电，但不影响煤气后续利用。高炉炉顶压力达0.15～0.25Mpa，平均每吨铁可发电20～50kWh，

折标煤8～20kg，单位投资费用约4500元/kW，根据压力及除尘方式不同，投资回收期在2～6年。

8、煤气——蒸汽联合循环发电

利用高炉煤气和焦炉煤气作为能源发电，煤气先在燃气透平中燃烧发电，燃气透平排出的高温烟气再在余热锅炉生产蒸汽，通过蒸汽轮机发电，总发电效率可达40～46%。1万m3的煤气（热值3000kJ/m3），约发电4000kWh左右，折合标煤1.6t，单位投资费用4500～6500元/kW左右，投资回收期为3～5年。

注：电力折标系数为0.404kg 标煤/kWh。

五、技术应用情况

·丰顺地热电站

·中国石油锦州石化分公司

·萍乡钢铁有限责任公司余热电站

·济钢一炼钢转炉饱和蒸汽4500kW余热电站

·重庆环保搬迁工程余热能源综合利用项目（烧结余热及饱和蒸汽）

·广州珠江钢铁有限责任公司电炉烟气能源综合利用项目

·昆钢第三烧结厂低温余热电站项目完成发电量标定

·昆钢淘汰三台20m2烧结机改造工程烧结余热发电系统项目

·昆钢集团红河钢铁有限公司烧结线低温余热电站

·湖南华菱湘潭钢铁有限公司180m2烧结环冷机余热发电项目

·陕西东岭锌业饱和蒸汽余热发电项目

六、案例介绍

1、中国石油锦州石化分公司低温余热电站

本项目经过一年多的建设，2005年10月试运行成功，装机容量4000kW。该装置是国内第一套同时利用热水及低压饱和蒸汽两股余热用于发电的电站。

该余热电站年发电量2800万kwh（年发电时间8000h）。该余热电站不仅带来可观的经济效益（三年左右可回收电站投资），而且为企业的节能增效，

可持续发展及循环经济提供了一种新的技术模式。

2、重庆环保搬迁工程余热能源综合利用项目（烧结余热及饱和蒸汽）

本项目是继与济南钢铁集团、昆明钢铁集团有限责任公司和广州珠江钢铁有限责任公司后，又一与国内著名钢铁集团进行节能环保合作的大型低温余热利用项目，同时也是国内目前投资额度最大、规模最大的低温余热利用工程。此次项目的目标是通过项目的实施，回收重钢环保搬迁工程中新建烧结厂、炼钢转炉和轧钢加热炉的余热用于发电，达到充分利用生产过程中的废弃资源，减少能源浪费、节约能源和降低污染物排放的目的，具有很大的经济效益和社会效益。

重钢环保搬迁工程系列低温余热能源综合利用项目属钢厂技术改造项目。项目将在不影响烧结厂、炼钢转炉和轧钢加热炉正常生产的情况下进行余热电站建设。整个项目我方将完成项目技术设计，负责资金筹措和建设工作、并提供余热资源综合利用的技术服务（含专有和专利技术）等。

本项目涉及烧结、转炉及轧钢加热炉等低温余热利用技术，将形成装机容量不低于42MW的节能减排综合利用项目，年减排二氧化碳27.742万吨，相当于年节约标煤9.418万吨，总投资3个多亿，项目寿命为20年。

七、合作模式

1．全套技术服务模式

根据客户废弃的低温余热资源，运用自有专利和技术，向客户提供低温余热发电的技术解决方案。在该方案的基础上，提供非标设备的设计、定制、余热电站机房的建设、设备安装、以及余热电站运营人员的培训等系统技术服务工作。

区别于普通的工程总承包模式，我方依托自有专利技术，独特的技术方案和非标准化的主要设备，充分体现了技术价值。

2．节能效益分享模式，即合同能源管理EMC模式

由我方筹措资金为客户提供节能服务，项目产生节能效益后，我方与客户按合同约定的比例，在合同约定的效益分享期内共同分享节能成果。

3．其他灵活的项目建设模式和商业模式。