余热余压利用资料初步总结.docx
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余热余压利用资料初步总结
余热余压利用资料初步总结
余热余压利用资料初步总结
一工业余热余压利用主要形式
目前余热回收形式主要有三种，第一种是余热锅炉回收余热制蒸汽，用于工艺用饱和蒸汽或用于发电；第二种是采用热泵或溴化锂吸收式机组回收余热，制取热水或蒸汽，用于工艺、空调及生活采暖；第三种是利用螺杆膨胀机回收余热，直接驱动发电机发电或驱动水泵、风机、压缩机。
螺杆膨胀机除可回收余热之外，还应用在余压回收利用上。
1、中高温余热利用：
余热锅炉制取蒸汽
余热锅炉的作用是通过回收生产过程中的余热来制取蒸汽。
目前余热锅炉主要用于回收高温烟气、可燃废气等气态余热。
产生的蒸汽有两种使用方向，一是可直接用于生产、生活用汽，二是蒸汽可用于汽轮发电机组发电。
余热锅炉回收余热用于发电的原理如下图所示：
2、低温余热利用：
热泵机组及溴化锂吸收式制冷机组
包含两种形式的机组，一是溴化锂吸收式制冷机组利用工业废余热，为工业提供工艺所需冷水或空调制冷。
二是热泵机组（如溴化锂吸收式热泵）通过吸收低品位热源余热制取热水或蒸汽，供工业或城市供热用。
溴化锂吸收式热泵的驱动热源为蒸汽、高温烟气、直接燃烧燃料（燃气、燃油）产生的热量、废热热水、废热蒸汽等。
与余热锅炉相比，溴化锂吸收式热泵机组普遍用于低温余热回收，而余热锅炉更多用于中高温余热回收。
其次，应用领域不一样，溴化锂吸收式热泵提供的热水和蒸汽用于工艺用、空调制冷采暖用，而余热锅炉提供的蒸汽可以用于汽轮机组发电。
三是，目前余热回收项目中，余热锅炉多用于回收气态余热，而溴化锂热泵机组除可回收气态余热，还可回收废液（如废热热水、燃油）余热。
3、余压利用：
螺杆膨胀机
螺杆膨胀机可利用蒸汽、高温热水、汽液两相流体等介质为动力，将热能转换为机械能驱动发电机发电或直接驱动水泵、风机、压缩机等做功。
目前，对螺杆膨胀机的应用主要有以下两种方式：
一是回收蒸汽余压，二是采用有机工质朗肯循环系统，回收废热。
3.1回收蒸汽压差
1）案例：
如从锅炉产生的蒸汽经降压后供工业用汽的过程中，可使用螺杆膨胀机回收余压用于发电。
2）机组构成：
螺杆膨胀动力机＋发电机（循环泵、压缩机、风机等）＋冷凝装置（选用）3）补充：
特别适用于蒸汽压力≥0.3MPa、温度≤300℃、进出压差在0.2~1.0MPa之间的饱和蒸汽压差发电系统。
当压差大于1.0Mp时，可使多台螺杆膨胀机串联降压。
在余热回收中，通常余热锅炉产生的蒸汽压力大于工业用汽，此时可结合螺杆膨胀机实现降压和发电。
3.2有机工质朗肯循环系统回收工业余热
1）案例：
如存在工业热水（60℃以上）时，可利用有机工质通过与热水进行热量交换，有机工质变成汽液两相后进入螺杆膨胀机，螺杆膨胀机通过做功驱动发电机发电，而作功后的汽液混合物进入冷汽器冷凝后，再经工质泵返回加热器，如此循环作功。
2）机组构成：
换热器＋螺杆膨胀动力机＋发电机＋高效冷凝装置＋辅助设备
3）补充：
螺杆膨胀机回收余热发电与余热锅炉结合蒸汽轮机组发电存在的主要区别是，螺杆膨胀机取代了汽轮机。
与汽轮机相比，其优势在于，进入螺杆膨胀机的工质可以是热水（60℃以上）、蒸汽、气液两相等，而汽轮机只能是蒸汽；其次，螺杆膨胀机除可驱动发电机发电，还可直接驱动风机、水泵、压缩机；三是蒸汽在螺杆膨胀机流速低，噪音低、内部磨损小。
二各行业余热利用概况
（一）水泥行业：
余热发电1、现状
目前水泥行业主要是针对新型干法熟料生产水泥过程中窑头熟料冷却机和窑尾预热器排掉的废气，此部分废热热量约占水泥熟料烧成系统总热耗量的30%以上，温度在350℃以下，属于中低温余热。
根据网上搜集的若干项目统计，目前回收这部分余热主要用于发电，其应用和相关技术相对成熟。
据统计，201*年底，新型干法熟料生产线余热电站配套建设率为46%。
此外，经大连易世达新能源发展股份有限公司（以下简称“易世达”）经验测算，项目发电综合成本约为0.15元/每千瓦时，仅是电网电价的25%左右②。
2、主流技术及设备
1）主流技术：
新型干法水泥窑纯低温余热发电技术2）机组设备：
余热锅炉、汽轮机、发电机
①
（二）玻璃行业：
余热发电、工艺用汽或生活采暖
目前主要是针对浮法玻璃生产线上熔窑烟气余热的回收，这部分烟气温度在500℃以上，属于中温余热回收。
据网上搜集的玻璃行业余热回收项目统计，以余热锅炉为主要利用方式，产生的蒸汽用于发电、生产和采暖用或两者兼有。
根据中国建筑玻璃与工业玻璃协会统计，截至201*年6月全国有浮法玻璃生产线216条，已有超过50条浮法玻璃生产线已建或在建配套余热电站，余热电站建设率为23%③。
玻璃行业中，废热量大但尚未被利用的资源包括：
1）熔窑本体散热，采用熔窑全保温技术后，其表面温度仍在150℃以上，属于低温余热资源；2）锡槽本体散热，锡槽的槽底钢板温度为180~250℃，经槽底冷却风系统冷却后降至120℃以下，属于低温余热资源；3）退火窑排风余热，温度在280-500℃，属中低温余热；4）循环水系统的余热，低于100℃，可利用溴化锂机组或热泵系统。
（三）钢铁行业：
供工艺用汽、发电
由于钢铁联合生产企业通常包括采矿、烧结、炼焦、炼铁、转炉炼钢、电炉炼钢、铸锭、连轧等多个环节，各环节可利用的废气余热资源丰富，包括烧结机废气余热、热风炉烟气余热、干熄焦烟气余热等共计十多种，据统计，钢铁企业的余热资源占企业总用能的37%。
下表为201*年我国大中型钢铁企业生产1吨钢产生的余热资源及其利用情况据。
201*年我国大中型钢铁企业的余热回收率约为26%，其中：
高温余热占总余热的40%，余热回根据中国水泥协会主办的数字水泥网统计数据测算而得。
原数据为，201*年全年投运的新型干法熟料生产线投产达1,086条，201*年底，投运电站的生产线将达到498条左右。
②
数据来源于易世达招股说明书。
③
资料来源于天壕节能招股说明书。
①收率为44%；中温余热资源占比26%，回收利用率为30%；低温余热占总余热资源的34%，但回收利用率仅为0.7%。
且低温余热集中于废（烟）气显热和冷却水显热。
数据源于：
《中国冶金报》，201*年3月13日，《技术创新让余热“升温”》
目前钢铁行业余热回收利用主要体现在高炉煤气余压透平发电（TRT）、干熄焦（CDQ）和烧结余热回收等方面。
据大连易世达公司根据内部项目统计，烧结机余热发电技术，典型项目（年发电量1.4亿千瓦时）投资金额为1.7亿元；如干熄焦余热利用技术，典型项目（干熄焦能力为125吨/小时，年发电量1.1亿千瓦时）投资金额约2亿元。
（四）冶金行业
对于冶金行业，铁合金、有色冶金的火法和电冶金方法的工艺过程伴随产生余热资源。
火法冶金余热资源主要有排烟显热和待冷却高温物料。
电冶金的余热资源主要是电炉的炉气（烟气或煤气）。
铁合金、冶金行业根据其工艺的要求需将烟气冷却下来回收金属粉尘、同时降低进入袋式除尘器的温度防止烧布袋，因此其工艺技术要求较高，余热锅炉及相关工艺需要特殊设计以适应其特点。
虽然冶金行业的余热利用市场很大，但因为冶金行业通常具有微金属粉尘多、除尘要求高的特点，目前余热的回收利用尚处于成长阶段，杭锅股份、大连易世达、天壕节能均将冶金行业作为重点开发市场。
（五）化工行业
对于化工行业，由于化工涉及领域较广、范围也较宽，每个具体细分领域的余热资源特点均不完全相同，需要根据具体余热资源特性研发相应余热发电技术及其热力系统。
以黄磷化工为例，其普遍采用电炉法生产，黄磷尾气中含多种形态的硫化物、磷化物、氟化物及砷化物等杂质，余热锅炉面临严重腐蚀问题，因此黄磷化工余热发电需要研发设计特殊余热锅炉以解决尾气腐蚀等问题。
目前化工行业的余热回收也处于初步利用阶段，设备及相关技术尚处于研发和试用阶段。
三个人看法
余热锅炉目前是余热利用的主流方向且未来还有很大发展空间，原因是，各行业还存在很多烟气、废气余热资源尚未得到利用；其蒸汽用于发电，在水泥等行业的成熟运行已证明其经济性。
溴化锂吸收式制冷机组及热泵与余热锅炉因为在利用的余热资源温度上、余热资源形态上以及应用上都不一样，不具有明显的竞争关系。
螺杆膨胀机属于余热余压回收利用新产品，在余压利用上已得到推广应用，具有很大的成长性；其次，在螺杆膨胀机余热回收方面，因目前案例不多，缺乏完整的项目资料，无法与余热锅炉发电进行投资成本、运行效果、运营成本的比较，需要进一步调查。
扩展阅读：
余热余压利用
余热余压利用
我国钢铁、有色、煤炭、建材、化工、纺织等行业的余热余压以及其他余能没有得到充分利用，如钢铁企业的焦炉气、高炉气、转炉气，煤矿的煤层气，焦化企业的焦炉气等可燃副产气，大量放空，造成能源的严重浪费，同时也污染了环境。
我国钢铁行业1000立方米以上高炉约110余座，有30座以上尚未配套炉顶压（TRT）发电设备；有大型转炉的企业19家，中型转炉的企业42家，只有7家使用转炉负能炼钢技术。
我国焦化炉干熄焦比例较低，干熄焦产量仅占机焦总产量17.4%。
低热值煤气燃气轮机可充分利用副产煤气，但一次性投资较大。
我国现有日产201*吨以上新型干法窑水泥生产线225条，只有少数配装了余热发电装置。
（二）主要内容冶金行业
钢铁：
推广干法熄焦技术、高炉炉顶压差发电技术、纯烧高炉煤气锅炉技术、低热值煤气燃气轮机技术、转炉负能炼钢技术、蓄热式轧钢加热炉技术。
建设高炉炉顶压差发电装置、纯烧高炉煤气锅炉发电装置、低热值高炉煤气发电－燃汽轮机装置、干法熄焦装置等。
有色：
推广烟气废热锅炉及发电装置，窑炉烟气辐射预热器和废气热交换器，回收其他装置余热用于锅炉及发电，对有色企业实行节能改造，淘汰落后工艺和设备。
煤炭行业
推广瓦斯抽采技术和瓦斯利用技术，逐步建立煤层气和煤矿瓦斯开发利用产业体系。
到201*年，全国煤层气（煤矿瓦斯）产量达100亿立方米，其中，地面抽采煤层气50亿立方米，利用率100%；井下抽采瓦斯50亿立方米，利用率60%以上。
建材行业
水泥：
推广纯低温余热发电技术，建设水泥余热发电装置。
推广综合低能耗熟料烧成技术与装备，对回转窑、磨机、烘干机进行节能改造，利用工业和生活废弃物作燃料。
玻璃：
推广余热发电装置，吸附式制冷系统，低温余热发电－制冷设备；推广全保温富氧、全氧燃烧浮法玻璃熔窑，降低烟道散热损失；引进先进节能设备及材料，淘汰落后的高能耗设备。
化工行业
推广焦炉气化工、发电、民用燃气，独立焦化厂焦化炉干熄焦，节能型烧碱生产技术，纯碱余热利用，密闭式电石炉，硫酸余热发电等技术，对有条件的化工企业和焦化企业进行节能改造。
其他行业
纺织、轻工等其他行业推广供热锅炉压差发电等余热、余压、余能的回收利用，
鼓励集中建设公用工程以实现能量梯级利用。
（三）配套措施
1、研究制定鼓励利用余热余压发电、供热和制冷的优惠政策及电网准入标准和规定。
在修订《节能法》时，作为重点内容予以考虑。
2．制订新建钢铁、有色企业节能准入标准，制定《水泥厂余热发电、余热供热工程建设标准》和《水泥厂节能设计规范》，强制关闭污染严重的开放式小焦炉，禁止使用国家已明令淘汰的高耗能纺织设备。
3、制定并实施钢铁行业及钢、焦炭、铁合金、碳素电极单位产品能耗定额标准，有色工业及铝、铜、锌、镁单位产品能耗定额标准，建材工业及水泥、玻璃、陶瓷单位产品能耗定额标准，重点化工产品合成氨、烧碱、纯碱、电石、黄磷单位产品能耗定额标准。
（四）组织实施
1、组织单位：
国家发展改革委、国家标准委，各省（自治区、直辖市）发展改革委、经（贸）委。
2、实施主体：
实施余热余压利用工程建设与改造的企业或单位。
3、参与单位：
中国钢铁工业协会、中国有色冶金工业协会、中国建材工业协会、中国石油化学工业协会、中国纺织工业协会、中国煤炭工业协会、中国电力工业联合会、中国机械工业联合会、中国节能协会、中国标准化研究院、中国化工节能协会、煤炭科学研究总院。
国家发展改革委办公厅关于请组织申报资源节约和环境保护201*年中央预算内投资备选项目的通知
各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团、黑龙江农垦总局发展改革委，有关省（区、市）经贸委（经委、经信委、工信委），有关中央管理企业：
按照《国家发展改革委关于做好201*年中央预算内投资计划草案编报工作的通知》（发改投资〔201*〕788号）要求，为加快前期工作，确保中央投资计划草案落实到具体项目，现就组织申报资源节约和环境保护201*年中央预算内投资备选项目有关事项通知如下：
一、选项范围
本次申报项目主要围绕节能、节水、循环经济、资源综合利用、污染防治五个方面。
（一）节能方面。
主要包括：
电机系统节能、能量系统优化、余热余压利用、锅炉（窑炉）改造、节约和替代石油、绿色照明、既有建筑节能改造等重点节能改造项目，高效节能技术和产品产业化项目，重大合同能源管理项目，节能监察机构能力建设项目，建筑节能（节能建材、绿色建筑）示范项目。
（二）节水方面。
主要包括：
海水淡化产业发展试点示范项目（海水淡化示范工程，海水淡化关键设备、成套装置及海水淡化用原材料等的生产、制造和应用，海水淡化产业基地、海水淡化试点城市、工业园区、海岛）；苦咸水淡化利用项目；高用水行业节水改造示范项目；矿井水利用示范项目。
（三）循环经济方面。
主要包括：
国家循环经济试点单位、国家循环经济教育示范基地、国家循环经济模式案例单位、国家循环经济先进单位、省级循环经济试点单位循环经济项目，省级产业园区循环化改造项目，再制造产业化示范项目，“城市矿产”项目，资源循环利用技术装备产业化示范项目，生产过程协同资源化处理废弃物示范项目，废电池以及园林废弃物资源化利用项目，农业循环经济项目，循环型服务业示范项目。
（四）资源综合利用方面。
主要包括：
共伴生矿及尾矿综合利用示范项目（煤层气除外），粉煤灰、煤矸石（发电除外）、工业副产石膏、冶炼和化工废渣、建筑废物综合利用示范项目，废旧轮胎、废弃包装物、废旧纺织品再生利用示范项目，农林废弃物综合利用、新型利废墙体材料示范项目。
（五）污染防治方面。
主要包括：
历史遗留重金属污染治理项目，列入《湘江流域重金属污染治理实施方案》内的工业污染源治理项目，农业、服务业、能源行业等清洁生产示范项目，非电行业烟气脱硝示范项目，环保重大技术装备和产品产业化示范项目。
循环经济项目、综合利用项目、清洁生产项目不能重复申报。
有关选项的具体内容和要求，详见附件一。
二、选项条件
（一）符合国家产业政策。
不得申报项目主体属《产业结构调整指导目录（201*年本》限制类、淘汰类项目，严格限制“两高一资”行业借机扩大生产能力。
（二）节能减排效果明显。
项目实施后能够迅速形成显著的节能、节水、节材能力、提高资源利用效率和减少污染物排放的效果。
（三）示范和带动作用明显。
以推广潜力大的关键技术和推动试点工作为主，在行业内或某一地区具有较好的示范意义，对节能减排工作有较强的带动作用。
凡明确安排示范项目的，不安排一般性、已经推广应用的项目。
（四）企业综合实力较强。
承担项目的企业具有适度的经济规模，近三年经济效益较好，企业银行信用等级AA以上，资产负债率60%以下，项目资本金落实，企业净资产不低于所承担项目总投资。
对于产业化示范项目，承担项目企业应在所属领域中具有较高知名度，生产规模、技术研发、经营业绩处于领先地位。
（五）具有一定的投资规模。
除污染治理项目外，节能项目总投资原则上3000万元以上，其他项目的总投资原则上应在5000万元以上（西部地区可适当放宽）。
（六）项目前期工作扎实。
项目配套条件好，前期工作基本落实，能够保证201*年上半年开工建设。
三、申报要求
（一）请各地发展改革委、经贸委（经委、经信委）及中央管理企业，按照选项范围和选项原则，认真组织遴选有关项目，严格审核把关，切实提高上报项目质量。
已经获得中央预算内投资或其他部门支持的项目不得重复申报，已经申报我委其他司局或国家其他部门的项目不得多头上报。
如果企业以前曾获得我委中央预算内投资支持，已获支持的项目竣工验收后方可上报新项目，并随文上报已支持项目的竣工验收资料。
中央管理企业的项目不得由地方申报。
非本省（区、市）注册企业的项目，不得通过本地区申报。
在近几年扩大内需项目执行中，对中央检查组发现问题或调整项目较多的地市，应采取限制申报的措施。
（二）请各地发展改革委切实做好项目申报的组织工作，加强与有关部门的沟通和协调。
地方备选项目原则上由各地发展改革委上报；按照职责分工，主管部门在经贸委（经委、经信委）的地方，备选项目由发展改革委、经贸委（经委、经信委）联合上报，单独上报不予受理。
（三）项目材料要求
1.各地发展改革委（或联合经贸委）及中央企业上报的备选项目资金申请报告正式文件（一式七份）。
2.备选项目汇总表及电子版（样表见附件二，一式七份）。
请严格按照选项的具体内容和要求，分为节能（其中：
绿色照明、建筑节能项目单列）、节水、循环经济、资源综合利用、污染防治五个方面进行汇总，每个方面的项目按优先顺序排列。
3.有关项目材料单行本（要求列出目录并装订成册，一式两份）。
（1）由甲级资质的咨询设计单位编制的项目可行性研究报告或项目申请报告及其论证意见。
（2）项目的备案、核准或审批文件。
（3）环保部门对项目环境影响报告书（表）的批复文件。
（4）节能审查意见或节能登记备案表。
（5）用地证明。
需新征土地的项目，请提供国土资源部门出具的用地预审意见；无需新征土地的项目，请提供土地证的复印件。
（6）城市规划部门出具的城市规划选址意见（适用于以划拨方式提供国有土地使用权的项目）。
（7）自筹资金证明。
包括：
银行近期存款证明，经法定机构评估的项目前期资金投入证明和企业用款说明等。
（8）需要贷款的项目，需提供相应级别银行出具的贷款承诺函，或贷款合同、授信协议。
对出具贷款承诺函银行的要求是：
全国性银行需分行及以上级别，城市商业银行、农村信用联社需最高级别。
对贷款合同、授信协议的要求是：
合同或协议中应明确贷款或授信额度，用途应明确为固定资产投资或项目资金。
（9）申请补助500万元及以上中央预算内投资的项目需填报招标事项核准意见表。
其中，不招标或者邀请招标的事项，务必在表格下方说明理由。
申请中央预算内投资额度可参照201*年资源节约和环境保护相关项目的补助比例。
（10）项目实施单位对所附材料真实性的承诺声明。
（11）企业基本情况表。
（12）项目基本情况表（务必填写经济效益和社会效益情况，经济效益包括销售收入、利润、税金和创汇；社会效益包括节能量、节水量、资源循环利用量、污染物减排量等）。
4、“中央投资项目编报系统软件”（软件及使用说明在我委互联网下载最新版本）导出的项目库文件电子版，与项目汇总表一并刻录成光盘（优盘无法受理）上报。
请认真核对编报系统软件导出的电子版中，相关项目信息必须完整并与项目单行材料内容一致。
（四）请于201*年8月15日前，将项目资金申请报告及有关材料报送国家发展改革委（资源节约和环境保护司综合处）。
我委将按照投资项目管理的相关规定，组织对备选项目进行评审和审核，并根据年度投资规模，对符合要求的备选项目分期分批办理项目资金申请报告的复函。
特此通知。
附件：
一、选项范围的具体内容和要求
二、资源节约和环境保护201*年备选项目汇总表（样表）三、企业基本情况表四、项目基本情况表五、招标事项核准意见表
国家发展改革委办公厅二一二年五月二十三日
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