余热回收利用报告

关于“第八届余热回收利用研讨会”学习报告11月1号有幸参加了“第八届余热回收利用研讨会”，通过参加此次研讨会了解了国内外在余热回收利用方面的新技术，其中一些技术已经用于实践生产，并取得了良好的经济效益，以下是本次报告主要的内容：1、介绍余热综合利用的潜力及必要性；2、介绍国内外关于钢厂余热回收利用的最新技术。3、总结适用于我公司的余热再回收技术。一、余热综合利用的潜力及必要性。钢铁工业是能源消耗的大户，我国钢铁工业生产过程中的能源有效利用率仅为30%左右，能源使用效率的低下造成钢铁企业能源成本增加，产品竞争力下降。钢铁行业在生产过程中产生大量余热能源，吨钢产生的余热总量约占吨钢能耗的37%。我国大型钢铁联合企业余热、余能资源的回收利用率约为30%-50%，但与国际先进水平相比仍有很大的差距。国际平均利用率达80%以上，我们的节能工作仍有很大的空间，大量的余热资源可以回收产生蒸汽，做好余热蒸汽的回收和科学利用可以使钢铁企业对一次能源的需求量减少约8%。当前，在钢铁行业面临产能过剩、结构调整、资料能源成本和环保代价日益加大，回收余热、余能越来越受到关注，成为钢铁企业节能降耗、降低成本的重点。二、现国内在余热回收方面的研究及应用于实际工业生产的最新技术。研究一：提高换热器的换热效率，改善换热器的换热结构及材质，使换热器能够在更加恶劣的换热环境下使用。在节能减排的新形势下天津大学朱教授发明了新一代高效节能平行流管壳式换热器，实现了换热器管/壳程空间可控的纯逆流，提高了总传热效率30%-60%,降低运行阻力20%-70%，大大降低了动力设备的能耗，节能15%-40%、节材20%-40%、节地30%-70%，此项研究成果已获得国家相关部门认可并已应用于实际生产当中。设计原理：传统管壳式换热器由折流板改变流体方向，通过冷热介质在管内外的换热，使工质达到冷却或加热的目的，而朱教授摒弃了这种以碰撞形式进行换热的方式，改变管子表面形状，优化换热器结构，使管内外流体形成纯逆流流动，这样大大降低了运行工质的阻力，使阻力仅为原来运行的40%-50%，达到节能的效果。产品适用范围：各种规格壳管式水冷冷凝器、壳管式干式蒸发器、低加、油冷却器和大型冷凝凝汽器。应用实例：1、尾油拎却器為满足尾油工艺生产过程油冷却辭高效低流阻产的需耍，崔对现有冷却设备4台毎台4管程共代管程.体积贬大、阻力大、能耗髙.歛率不高、不能完全掩茸、油泵运厅成本高的问题.根按甲方提供的工艺指标完成新型髙效尾油器设计卄境.设计叫换热器在匠等工作箔件下.斗台换热秦改掏3台.每台4管程改育2管程内取壳裡绸溢流无护汶板涣热器，提薪了30-50%的传热效率.盘动咀力下040-60%r年节劉油泵的电裁达20爹万元，大大提高冷却效率=2、炼油厂高炉烟气，钢铁厂冲渣水低温余热，造紙厂黑液酒厂和药厂陆温废液余热等都可以采用本产品进行余热回收，能够实现极佳的经济和环境效益耐污垢可清洗组合式栅板换热器研究二：ORC有机工质余热回收利用技术对于温度介于100至300C的低温余热，除去少量可直接热利用之外，大部分很难得到有效的利用，近年来通过ORC来发电的方式，成为低温余热有效利用的主要或唯一途径。现在国内高校都在进行ORC的研究，而ORC的研究核心技术就是膨胀机的研究，因为传统汽轮机无法将低品位饱和蒸汽、热流体和工作在两相区工质内所蕴含的能量的利用。国内ORC技术仍处在研究试验阶段，真正用于实践的是浙江开山压缩机有限股份公司引用国外技术研制的螺杆膨胀机，其发电原理如下：蒸发器以0.5mpa饱和蒸汽膨胀做功为例，0.5mpa的饱和蒸汽中有12.5%左右的压力能和87.5%左右的:力能而无法利用其大热组成，而对于传统凝气式汽轮机只能利用其热能中的压术很好的解决这个技术难题，有效的利用了低品质蒸汽的潜热。.联厂i联厂以下是开山ORC发电技术在实际生产运行数据：KSGe蒸汽螺杆+ORC螺杆多级发电余压的利用+余热的利用 4吨/小时、5barG的饱和蒸汽发电108k 5barG饱和蒸汽利用的热效率：16.7 8barG饱和蒸汽利用的热效率：18.92、开山螺杆蒸汽/气体膨胀机与ORC螺杆膨胀发电站的云天津天丰钢铁一蒸汽螺杆低能级蒸汽；开山螺杆蒸汽膨胀机和ORC螺杆膨胀发电站的联徐州东亚钢铁一蒸汽螺杆（露天安装）3、开山螺杆蒸汽/气体膨胀机与ORC螺杆膨胀发电站的.开山ORC螺杆膨胀发电站的应用：河南亚新钢厂总之，螺杆膨胀机在余热回的朗肯循环过程，能够将低品彳L.I比较有效的，以下是此开山螺杆蒸汽/气体膨胀机与ORC螺杆膨胀发电站E余压：天然气的减压、各类工艺过程中气体的减压、排放山螺杆气体膨胀机低能级蒸汽4有压力的饱和蒸汽鲁过热蒸汽*两相区蒸;山多级蒸汽螺杆+ORC螺杆串级低能级蒸汽N饱和、过热、两相区，负压，大气压于螺杆热水.热油、任何工艺过程产生的热流体一开山ORC螺丰烟气一开山蒸汽螺杆+ORC螺杆串级、或ORC螺杆地热一开山ORC螺杆，蒸汽螺杆+ORC螺杆串级生物能一开山ORC螺杆，蒸汽螺杆+ORC螺杆串级太阳能一开山ORC螺杆，蒸汽螺杆+ORC螺杆串级往复发动机的缸套水和尾气鲁燃气轮机的尾气一开山ORI液化天然气的气化一开山ORC螺杆、气体螺杆任何有压差、温差的场合一没有废压废热，只有余压余亦研究三：热泵技术热泵实质上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一样。热泵在工作时，把环境介质中贮存的能量QA在蒸发器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即压缩机耗电QB；通过工质循环系统在冷凝器中进行放热QC,QC=QA+QB，由此可以看出，热泵输出的能量为压缩机做的功QB和热泵从环境中吸收的热量QA；其制热系数为cop=QC/QB，可见cop值恒大于1。因此，采用热泵技术可以节约大量的电能。现在国内热泵技术做的比较好的是天津大学张宇峰教授研制的高效热泵，其热泵最多能将水加热到110C，对于110C的压力水在工业生产也能有很大的用途,其热泵cop能够达到5,即使用1单位的高位能量，可以将4单位的低位能量加以利用。循环原理如图：实际应用：在供热、空调行业用的较多，可以将高炉冲渣水的热量再回收用于供暖或发电。其有以下优点：高效、节能、环保、安全，无可燃、可爆气体，无电器推动元件，绝对安全；无任何废气、废水、废渣排放，绝对环保，热泵机组全年平均运行成本只需电直接加热的1/4，燃油、燃气加热的1/31/2。研究四、利用烟气余热对污泥的处理经研究发现，污泥中含有大量的有机物，其发热量在15002500大卡之间，然而污泥中含水量较大，大多在90%以上，这时的混合物是不具有发热量的，只有将污泥中的水分降到30%以下时，才可以利用。浙江大学的翁教授，致力于污泥处理方面的研究，他研发了烟气干燥污泥的系统，他使用锅炉排放的120C左右废烟气，烘干污泥，干化后的污泥可以作为锅炉的辅助燃料进行燃烧。这项技术已在城市中的污泥水处理厂中得到推广，它投用后降低了污泥处理成本，回收的干化污泥再燃烧，降低了锅炉的燃料消耗。研究五、热管技术热管的原理和特点：1、热管是一种新型高效的传热元件，即在一个抽成真空的封闭的体系内，依赖装入内部的流体的相态变化（液态变为汽态和汽态变为液态）来传递热量的装置。2、传热原理：热管放在热源部分的称之为蒸发段，放在冷却部分的称之为冷凝段，当蒸发段吸热把能量传递给工质后，工质吸热由液态变为汽态，发生相变，吸收汽化潜热。在馆内压差的作用下，汽体携带潜热由蒸发段流到冷凝段把热量传递给管外的冷流体，放出凝结潜热，管内工质又由汽态凝结为液态，在重力作用下，又回到蒸发段，继续吸热汽化。如此周而复始，将热量不断的由热流体传给冷流体。如下图所示：蒸汽工质）液体（工质）金倍块成3、，以丄千由一会造八安全4、应用:热管可以更高效的将热量提取出来，现代工业可以利用热管回收废烟气、热水中的热量，再将热量传递给其它工质，高效的利用工业生产中的余热资源。研究六、氟塑料烟气余热回收换热器一、应用背景：为了防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰，标准状态排烟温度一般在135C150C之间，冶炼炉烟气温度可达到400C600C,这样产生的高温烟气直接排放不但造成大量热能浪费，同时也污染环境。锅炉热损失诸多因素中，排烟损失占全部热损失的7080，而排烟温度高则是排烟损失的最主要原因。一般情况下，排烟温度每降低10C,排烟热损失减少0.6%1.0%，相同负荷下省煤1.2%2.4%，锅炉热效率提高1%。因此，锅炉排烟是一个潜力很大的热力资源。二、应用方向：烟气余热的应用方向主要分为预热并干燥燃料、预热助燃空气、加热热网水、凝结水等。三、，烟气余热回收换热器在应用的过程中，出现了诸多需要解决的问题：1、换热材料的低温腐蚀问题。锅炉尾部出口排烟温度过低会使换热器的壁温低于硫酸蒸汽的凝结点(称为酸露点)，引起金属换热管受热面的严重腐蚀。一般工程应用所选择的低温省煤器的最低壁温应超过烟气露点温度10C左右，从而达到防止低温结露腐蚀，从而导致金属材料的换热器只能回收约120C以上排烟温度的锅炉烟气，不能充分利用排烟余热，限制了低温省煤器的应用范围。2、换热管的积灰问题。烟气余热换热器由于工作温度低，烟气中SO2、SO3、HF及HCl等成份会与表面的凝结积水混合并粘附在低温受热面表面，不仅污染传热管表面，影响传热效率，严重还会堵塞烟气流动通道，增加烟气流动阻力，甚至影响锅炉安全运行，而导致不得不停炉清灰。3、换热管的磨损问题。燃煤锅炉烟气中含有大量的飞灰，换热器在这种工况下长时间工作，会产生磨损，以至损坏。金属烟气余热回收换热器低温腐蚀、磨损严重，从而严重影响使用寿命，长则一两年，短则不到半年。四、氟塑料(PFAFEP)烟气余热回收换热器的应用陕西瑞特热工机电设备科技有限公司生产的烟气余热回收换热设备分高温烟气余热回收换热器、中温烟气余热回收换热器、低温烟气余热回收换热器。高温烟气余热回收换热设器适用于烟气温度在220C420C范围内，中温烟气余热回收换热设器适用于烟气温度在140C220C范围内，低温烟气余热回收换热设器适用于烟气温度在80C140C范围内。尤其是PFAFEP氟塑料烟气余热回收换热器具有明显的优势。“PFAXFEP氟塑料烟气余热回收换热器”选用美国杜邦PFAFEP氟塑料管束，采用德国先进的制作工艺加工而成。整套PFAFEP氟塑料烟气余热回收换热设备可以将烟气余热回收范围扩大到烟气酸露点以下，从而更充分地回收烟气余热。该设备具有耐高低温(-80C260C)、极耐腐蚀、耐磨损、热效率高、热交换速度快、使用寿命长(5年8年)、节能降耗、二次除尘净化烟气、环保等特点。三、适用于我公司的余热再回收技术。余热利用分为2个过程：（1）通过换热器将废气、废水中的余热提取出来（2）将提取出来的低品位的水或蒸汽，通过膨胀机做功用于发电或驱动设备或者直接利用这些低品位的能源供热或用于工业生产。以下是钢铁生产的余热资源分布图：钢铁生产过程各种余热余能资源分布图烧结机烟气烧结矿显热煤气余压烧结焦粉我公司完全可以利用以上介绍的技术，通过换热器回收锅炉、烧结、加热炉的废烟气中的热螺杆膨胀机将废热做功发电。公司进行A对整1、*2、回收门BFGLDG钢水會在通过oRC热风炉高炉节冃能改造匕排放邯!热水大减少了，能源的消耗。3、通过废水污泥干化技术可以充分的利用污泥中的热量，并降低了环境H水，通过热泵轻微的加热，就可以再利用,蕉炉烟气加热连铸机大冈渣的污染。4、利用新型的换热器，更换现有的换热器，提高换热效率并降低管道阻力，节省电耗。四、总结非常感谢公司领导给予这次参加会议的机会，通过参加此次研讨会，对国内的前沿技术有个大概的掌控，对于竞争激烈的钢铁企业来说，多使用新技术能够降低成本，提高自身的竞争力。