浅析余热发电的类型及其应用

发布于：2022-12-12 14:36:12 来自：电气工程/风力发电技术 [复制转发]

知识点：余热发电

1 余热发电的概念及意义概述

当前在工业生产中至少有一半的热量以各种形式的余热被直接排放到大气中，这些排出、不加利用的热量不仅增加了企业的生产成本，而且会对环境造成严重污染，不利于经济社会的良性发展。

所谓余热是指燃料燃烧过程中所发出的热量在完成一定的工艺流程后所剩下的热量，余热发电就是指利用这些余热通过一定的装置转换为电能的技术。余热发电利用效率较高、经济效益高、管理简单，不仅将余热转化为电能，降低了能源消耗，提高生产过程中的能源利用效率，又有效地减少了二氧化碳等温室气体及有害气体的排放，减轻对环境的污染，是企业节约能源、资源、降低成本极为有效的途径。实践证明，充分利用好废弃的余热资源是实现节能减排的一个重要的途径和方法，目前我国余热发电技术及设备已经初具规模，在水泥、钢铁、冶金、、石油化工、玻璃、制糖等行业取得了成功的应用，是典型的节能环保和循环经济项目。

2 余热发电的类型及其应用

2.1 低温余热发电

低温余热是指 200 ℃ 以下的工艺生产过程中产生的余热气、冷凝水、热水， 300 ℃ 以下的气体以以及 400 ～ 450 ℃ 以下的锅炉、工业加热炉的排烟气等热量，低温余热发电就是指通这些低品位的低温余热进行发电的技术，其方法主要低品位热能汽轮机、全流透平、有机工质朗肯循环透平、螺杆膨胀机等。低温余热发电不仅可以回收大量二氧化碳、一氧化碳等有毒有害气体，降低温室效应，而且大幅度减少了生产企业的用电量，有效地提高了能源的利用效率。利用纯低温余热发电技术是水泥、钢铁、冶金、石化等行业节能降耗的有效途径，在这些行业的应用十分成功。

有机朗肯机组

素有 “ 高能耗产业 ” 的水泥制造业一直是能源消耗大户之一，能源消耗占产品成本的比重较高，不仅每年要消耗大量的煤炭能源，而且还要消耗大量的电力能源。在很多水泥回转窑生产线中大量的低温余热未被有效的利用，造成了能源的浪费。近年来在水泥制造业推广应用的新型干法水泥窑纯低温余热发电技术有效地实现了水泥工业的节能减排，降低了二氧化碳的排放量。新型干法水泥窑纯低温余热发电技术的设备通常是由一台窑头余热锅炉、一台窑尾余热锅炉和一台纯凝式汽轮发电机组以及辅助系统构成。某公司应用纯低温余热发电技术每年可回收并外供低温热超过 1.5×104kcal/h ，每年可节约费用超过 700 万元，实现利润超过 400 万元。此外，低温余热发电技术在我国钢铁行业的应用也十分成功，目前已有多家钢铁厂采用了此项技术。

2.2 高温烟气余热发电

高温烟气余热发电是指利用冶金、化工、建材等企业生产高温作业中产生大量中等品位的高温烟气余热为热源进行发电的技术。上述企业烟气的排放量巨大，且烟气中含尘量大，不仅浪费了能源，而且严重污染了环境。高温烟气余热发电不仅可以回收烟尘，减少对大气环境的污染，而且可以节约能源、降低产品工艺能耗。余热回收的设备一般由余热锅炉、空气换热器、余热电站及附属设备等组成。例如，铜冶炼厂对铜精炼阳极炉产生的高温烟气余热进行回收利用，每年可节约标准煤达 6000t 以上，经济效益十分显著。

2.3 废气、废液余热发电

废气、废液余热发电是指利用企业生产高温作业中产生的废气（二氧化硫、甲烷等）、废液余热为热源进行发电的技术。当前钢铁行业的烧结工序中有 50% 左右的热能被废气带走，废气带走的热能占烧结总能耗的五分之一以上。钢铁行业应用烧结余热发电技术，有效地降低了烧结工序的能耗，为企业节约降本。烧结余热发电技术的设备一般由废气回收输送系统、废气锅炉、凝汽式汽轮发电机、 DCS 集散控制系统及辅助设备等组成。煤矿生产中应用废气余热发电技术将甲烷气体进行发电，改变了以往抽排甲烷利用率低的状况，降低了企业的生产能耗，其工作原理是通过甲烷燃烧产生大量的热量压缩活塞，驱动涡轮做功，从而将机械能转化为电能。

2.4 多余压差发电

多余压差发电是指利用企业生产的多余压差转化为机械能后进行发电的技术。首钢一、三高炉应用该项技术，利用高炉在冶炼过程中产生的大量具有一定压力的煤气，通过煤气透平机组将煤气的压力转化为机械能后发电，具有见效快、效益高、降低生产成本的作用。广东韶钢应用该项技术发电，年效益达 5000 万元以上，效益十分显著。

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