余热综合利用讲义课件.ppt

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1、工业余热综合利用技术交流,XXXXXXXXX有限公司二一五年六月,工业余热现状及技术电热泵技术吸收式热泵技术低温余热发电技术业务模式,工业余热资源普遍存在，特别在钢铁、化工、石油、建材、轻工和食品等行业的生产过程中，都存在丰富的余热资源，所以充分利用余热资源是企业节能的主要内容之一。,余热资源按其温度划分可分为三类：,高温余热（温度高于300的余热资源）中温余热（温度在80-300的余热资源）低温余热（温度低于150的烟气及低于80的液体）,工业余热利用现状及技术,我国工业余热资源回收率仅33.5，即23的余热资源是尚未被利用。在工业领域中消耗着大量的能量，最终都以低温热水的形式排放掉。为了提

2、高能耗的利用效率，应采取措施进行余热资源回收利用。,余热回收方式各种各样，但总体分为热回收（直接利用热能）和动力回收（转变为动力或电力再用）两大类。,余热回收原则是：1、高温烟气，其余热应优先由本设备或本系统加以利用。2、余热余能可利用来生产蒸汽或热水，以及生产动力等。3、进行企业综合热效率及经济可行性分析。4、应对必须回收余热的热源载体，制定利用具体管理标准。,工业余热利用现状及技术,70,250,20,30 70,电热泵,80 130,余热温度,105,250,余热锅炉,吸收式热泵,130,60,95,145,170,根据余热品位，可实现余热制热的技术,工业余热利用现状及技术,热管换热器,

3、90,65,65 105,热水型吸收式热泵,废热温度,105,250,烟气制冷技术,140,105 174,蒸汽型吸收式热泵,250,7,15,5,冷水温度,根据余热品位，可实现余热制冷的技术,工业余热利用现状及技术,30 70,电驱动热泵,80 130,废热温度,300,余热锅炉+发电,第二类吸收式热泵,热管换热器,80,105,10,130,300,60,95,145,170,70 105,第一类吸收式热泵,105 300以上,蒸汽及烟气吸收式制冷技术,7,15,5,制冷温度,制热温度,80 ORC技术应用领域 300,ORC发电应用领域,工业余热利用现状及技术,工业余热现状及技术电热泵技

4、术吸收式热泵技术低温余热发电技术业务模式,电热泵技术,热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的装置。现在我国主要利用的热泵技术，按低位热源分为：水源（海水、污水、地下水、地表水等）热泵，地源（包括土壤、地下水）热泵，以及空气源热泵。,神华宁煤集团羊场湾煤矿项目,电热泵技术,冬季运行工况,该项目采用水源热泵技术，冷热联供系统设计。冬季采用制热工艺，用于制取50洗浴热水供洗浴；夏季用于矿区办公楼集中制冷。系统综合能效可达4以上，即消耗1KWH电能，可产生4KWH冷能或热能，系统建成后取代了原有的燃煤热水锅炉和矿区办公楼的中央空调制冷机组，节能减排效益显著。,夏季运行工况,1(电)+4(余

5、热)=5(热量),4(冷量)=1(电)5(放散热),工业余热现状及技术电热泵技术吸收式热泵技术低温余热发电技术业务模式,吸收式热泵技术,驱动热源可为工艺乏汽，工艺热水热媒体，热烟气等，温度区间为70300,制冷端可产生7以下低温冷水，用于工艺制冷，空调等,升温端可产生5095热水，用于工艺用热，生活用热等,吸收式热泵技术是利用少量的高温热源作为驱动，提取低温热源的热量，产生大量能被利用的中温热能。或回收工艺中制冷工艺的热量达到工艺制冷的应用目的。,吸收式热泵适用范围,余热回收制热工艺介绍,1）可利用的废热：一般可以使用温度在1570的废热水、单组分或多组分气体或液体。2）可提供的热媒：可获得比

6、废热源温度高50左右，不超过100的热媒。3）驱动热源：0.050.8MPa蒸汽、燃气或高温烟气。4）制热COP在1.61.9左右：就是利用1MW的驱动热源可以得到1.8MW左右的生产生活需要的热量。5）废热水进出水温度越高获得的热媒温度越高，效率越高。,余热制热应用示意图产生高温水,热源水可利用：热电厂循环冷却水、原油开采分离出的废热水、钢铁除渣水、城市污水（中水）、地热水、温泉水、太阳能等，可直接利用或经换热器换热后利用。,2023/3/26,HRC在氮肥行业的应用,2023/3/26,HRC在聚酯行业的应用,吸收式热泵适用范围,高温余热制冷工艺介绍,1）可利用的高温：一般可以使用温度在8

7、0150的废热水、乏汽或液体。2）可提供的制冷温度：15。3）制冷COP在0.41左右。4）高温余热进出水温度越高获得的制冷温度越低，效率越高。,废热来源：荒煤气冷却过程 1、氨水冷却700-800荒煤气（热水温度72.5-75、含氨）2、煤气初冷器一段产生的热水（热水温度75-80）冷水用途：可制取5以上的冷水，供煤气初冷器三段的冷却及脱硫预冷器二段和粗苯终冷器二段、液化天然气（LNG）工艺中预冷等工艺用冷或舒适性空调的使用。节能分析：我们充分利用废热水的能量作为驱动，通过热水型溴化锂制冷机组提供冷水，即达到了热水降温的目的，也使用户可免费得到了冷水用于降温。因此进行余废热的综合利用具有重要

8、的节能意义。,煤化工行业的应用,煤化工行业的应用,原有工艺,改造后,济南钢铁,唐山东方炼焦制气有限公司,承德中滦煤化工有限公司,豫港（济源）焦化集团有限公司唐山东方炼焦制气有限公司承德中滦煤化工有限公司济南钢铁集团有限公司,煤化工行业的应用客户,工业余热现状及技术电热泵技术吸收式热泵技术低温余热发电技术业务模式,低温余热发电技术,采用低沸点有机工质与低温余热换热，有机工质吸热后产生高压蒸汽，推动膨胀机带动发电机发电。与常规水蒸气动力循环相比，可回收余热温度低（最低可到80），系统结构简单（不需要过热器和真空维持系统），运行维护成本低。,低温余热发电技术背景,常规发电要求热源温度在350以上。O

9、RC技术采用低沸点有机工质作为热力循环的工质与低温余热换热，有机工质吸热后产生高压蒸汽，推动膨胀动力机械带动发电机发电。因此，系统能够实现余热回收和发电的最低余热资源温度可到80。ORC技术拓宽了可以回收发电的余热资源范围，为建材、冶金、化工等行业的低温余热资源回收提供了技术手段和设备。同时，ORC技术还可以推广到可再生能源发电系统中，（如地热、太阳能和生物质能）为可再生能源发电提供关键技术和设备。,现有ORC技术的关键问题,仅考虑ORC循环优化，余热回收效率低热源工况变化范围大，ORC系统变工况性能差膨胀机效率低,有机工质朗肯循环，涉及换热器、膨胀发电机、工质泵等。工况变化范围大，各部件耦合

10、效应强。,全工况总能循环ORC余热利用系统,在国家973项目的支持下，清华大学研究提出全工况总能循环ORC余热利用系统新方案。技术特点：通过ORC系统各部件的多工况匹配设计、余热能回收传递与ORC循环的耦合优化、一体化能量管理与系统控制，实现余热能的全工况高效利用。ORC循环效率最优 余热能回收最多 单工况设计+控制 设计与控制协同,基于清华提出的技术方案，中船重工集团成功研制了180千瓦ORC余热发电系统，拟在湖北兴发化工集团公司进行示范运行。,全工况总能循环ORC产业化样机,蒸发端热源可利用温度70年泄漏率5系统效率8%12%,工业余热现状及技术电热泵技术吸收式热泵技术低温余热发电技术业务模式,业务模式,业务模式,