1、在電力系統(tǒng)行業(yè)中的應(yīng)用

（1）鍋爐連定排熱能回收

  鍋爐在運行中，隨著水分的蒸發(fā)，水中的各種雜質(zhì)在鍋筒（汽包）內(nèi)被不斷濃縮，為保證鍋爐正常運行，需要通過連排污的方式控制濃縮倍率（爐水中雜質(zhì)的濃度）。連續(xù)排污排出的爐水通常為相應(yīng)壓力下的飽和水，含有大量的熱能，如中溫中壓鍋爐排污水焓為1700kj/㎏，。連續(xù)排污不但損失大量的熱能，浪費燃料，還可能因此引起污染及噪聲。

  大多數(shù)熱電廠的鍋爐系統(tǒng)采用了連排擴容器，閃蒸蒸汽為除氧器所用，可以回收部分熱能和工質(zhì)。但連排擴容器無法將排污水冷卻到100℃以下（通常為105～110℃），對采用高壓除氧器的系統(tǒng)而言，連排擴容器出水焓仍高達600-700 kj/㎏（溫度為140-180℃），回收的熱量有限。

連定排裝置安裝系統(tǒng)圖

（2）鍋爐煙氣節(jié)能回收

  鍋爐煙道余熱回收是本公司聯(lián)合重點院校而開發(fā)設(shè)計、制造的一種節(jié)能、環(huán)保產(chǎn)品。鍋爐煙道余熱回收是一種安全可靠的節(jié)能產(chǎn)品，主要表現(xiàn)在：

技術(shù)特點

1:大幅降低排煙溫度；根本解決低溫腐蝕。

2:回收中低溫熱能，安全穩(wěn)定地大幅度降低排煙溫度；通?？墒谷济哄仩t排煙溫度穩(wěn)定降低至105-115℃；

3:在降低排煙溫度的同時，從根本上避免了結(jié)露腐蝕和堵灰現(xiàn)象的出現(xiàn)，大幅度降低設(shè)備的維護成本。

圖一

工作原理：

  目前，我國國內(nèi)應(yīng)用鍋爐的行業(yè)中，由于煤、石油、天然氣等燃料中均含有S，燃燒時通常會產(chǎn)生SO2和SO3，SO2、 SO3與H2O結(jié)合后即形成亞硫酸或硫酸蒸汽。當鍋爐尾部受熱面的金屬壁面溫度低于硫酸蒸汽的凝結(jié)點（稱為酸露點），就會在其表面形成液態(tài)硫酸（稱為結(jié)露）。

圖二

（3）除氧器乏汽余熱回收

一、概述

  除氧器排汽在全國各電廠、電站大多數(shù)是直接排入大氣中，一方面造成熱量損失，影響經(jīng)濟效益，另一方面還造成空氣污染，排汽噪聲超標的環(huán)境問題，同時還出現(xiàn)在我國北方地區(qū)，在冬季氣溫較低的情況下，產(chǎn)生在除氧器排汽口掛冰棱、機房頂部大面積結(jié)冰等現(xiàn)象，（由于排出的飽和蒸汽和冷空氣混合凝結(jié)成水而結(jié)冰，曾發(fā)生冰棱墜落砸人事件和機房承壓受損現(xiàn)象發(fā)生），為了解決上述問題，提高經(jīng)濟效益，節(jié)約能源，消除因此而產(chǎn)生的環(huán)境等問題，經(jīng)過我公司與科研部門合作研究，推出除氧器排汽回收利用裝置，經(jīng)過數(shù)十家電廠、電站及化工單位使用，效果很好，深得用戶好評（該裝置適用于連續(xù)排污擴容器、定期排污擴容器等換熱設(shè)備的余熱回收）。

二、優(yōu)點

1、結(jié)構(gòu)簡單，長期使用無需檢修。

2、傳熱傳質(zhì)效果好，節(jié)能效果明顯。

3、運行安全可靠，無不利影響發(fā)生。

4、消除因排汽而產(chǎn)生的空氣污染和噪聲污染，優(yōu)化了環(huán)境。

5、提高了除氧器除鹽水的進水溫度，降低了溶解氧的含量，起到節(jié)能降耗的作用。

三、工作原理及安裝示意圖

除氧器除鹽水（或凝結(jié)水）以及排汽進入回收裝置，該裝置是采用表面式加熱器，是通過金屬受熱面將加熱蒸汽的熱量傳給管束內(nèi)被加熱的水，使除鹽水（或凝結(jié)水）水溫升高，達到余汽回收利用的作用。

（4）閃蒸氣回收節(jié)能利用

  在工業(yè)用熱設(shè)備的應(yīng)用中，飽和蒸汽被作為理想的傳熱介質(zhì)，飽和蒸汽的相變，由蒸汽凝結(jié)成冷凝水放出潛熱的過程是工業(yè)生產(chǎn)用熱的基本過程。伴隨工業(yè)生產(chǎn)的加熱過程，必然產(chǎn)生等量的冷凝水，冷凝水經(jīng)過疏水閥疏水后，由于壓降的原因，會產(chǎn)生一定量的閃蒸汽，另外，疏水閥的損壞和性能下降等原因也會導(dǎo)致一部分乏汽的泄露，乏汽、閃蒸汽、冷凝水的汽水兩項混合，給回收造成一定的難度。傳統(tǒng)的開放式冷凝水回收，會造成大量的閃蒸汽浪費;封閉式冷凝水回收，則要解決好閃蒸汽的壓力堵塞易造成疏水閥背壓升高影響用熱設(shè)備排水的問題。而應(yīng)用蒸汽噴射技術(shù)實現(xiàn)蒸汽回收、冷凝水回收是直接、有效的技術(shù)。

蒸汽熱泵在蒸汽回收系統(tǒng)中應(yīng)用原理

  蒸汽熱泵，也稱為蒸汽噴射式熱泵、蒸汽噴射壓縮器、蒸汽噴射引射器等，其原理是應(yīng)用拉法爾管噴射原理，用相對高壓的工作蒸汽引射低壓的蒸汽，并混合升壓。一般情況下，閃蒸汽和乏汽熱值品位較低，不容易直接應(yīng)用在用熱設(shè)備上，而通過蒸汽熱泵進行蒸汽回收升壓形成混合蒸汽后，更容易為用熱設(shè)備所用。

  同時，大多數(shù)的用熱設(shè)備所用蒸汽壓力往往小于鍋爐或電廠提供的可用蒸汽壓力，通常采用調(diào)節(jié)閥截流降壓的方法，對主蒸汽進行降壓處理后，再為用熱設(shè)備所用。但閥門截流會造成熱能的截流損失,應(yīng)用蒸汽熱泵技術(shù)在回收閃蒸汽的同時產(chǎn)生了比閃蒸汽壓力高、比主蒸汽壓力低的混合中壓蒸汽，正好滿足了用熱設(shè)備的壓力要求，可以說是一舉兩得。

（5）空壓機余熱回收

  壓縮空氣的生產(chǎn)消耗了大量的能源，約占工廠全部電費的 40% 以上，而壓縮過程中消耗的 96% 的能耗都轉(zhuǎn)化為熱量排放掉了，其中約 2%通過電機等高溫部件直接輻射排放，約 94% 通過冷卻設(shè)備間接排放。經(jīng)過多年的不斷努力研發(fā)，現(xiàn)已擁有完整的余熱回收解決方案，并擁有多項技術(shù)，對噴油螺桿壓縮機可以實現(xiàn) 70% 以上的能量回收，無油螺桿壓縮機 90% 以上的能量回收。

  空壓機余熱回收的方法：安裝一臺空壓機熱能熱水機，空壓機熱能熱水機組是一種利用壓縮機高溫油氣熱能，通過熱交換將熱能充分利用的節(jié)能設(shè)備。它通過能量 交換和節(jié)能控制，收集空壓機運行過程中產(chǎn)生的熱能，同時改善空壓機的運行工況，是一種相對高效廢熱利用的節(jié)能設(shè)備。

（6）循環(huán)水余熱回收

2、在化工行業(yè)中的應(yīng)用：

  合成氨工業(yè)是一項基礎(chǔ)化學工業(yè)，在化學工業(yè)中占有很重要的地位。合成氨生產(chǎn)從造氣開始直到氨的合成都伴隨著熱的過程。合理地利用和控制合成氨生產(chǎn)過程中放出的熱量，不僅可以節(jié)約生產(chǎn)中的能源消耗，降低生產(chǎn)成本，而且可以提高co變換率及氨的合成率，前者屬于余熱利用，而后者屬于化學反應(yīng)的熱控制。 

  根據(jù)我國工業(yè)發(fā)展的特殊情況，我國的合成氨工業(yè)從生產(chǎn)規(guī)模上可分為小合成氨、中合成氨和大合成氨生產(chǎn)。生產(chǎn)的原料路線有煤、油及天然氣。由于原料路線不同，因而生產(chǎn)工藝路線及采用的設(shè)備也不盡相同。針對不同工藝路線設(shè)備的特點，熱管技術(shù)在合成氨工業(yè)生產(chǎn)中有以下幾種應(yīng)用類型。 

① 回收低溫余熱預(yù)熱助燃空氣，或生產(chǎn)低壓蒸汽作為生產(chǎn)原料； 

② 回收高溫余熱產(chǎn)生中壓蒸汽作為原料蒸汽的補充，或生產(chǎn)高壓蒸汽作為生產(chǎn)的動力源； 

③ 控制固定床催化反應(yīng)器的化學反應(yīng)溫度，使其向反應(yīng)溫度曲線無限逼近，從而提高co變換反應(yīng)器的co變換率及合成氨塔內(nèi)氨的合成率。 

以上三種應(yīng)用類型，在不同的生產(chǎn)規(guī)模及不同的原料工藝路線中應(yīng)用的方式及設(shè)計思路均不同，針對不同的實際條件采用不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計都能取得良好的效果。 

一、 上、下行煤氣余熱回收 

上、下行煤氣是指以煤或煤球為原料的生產(chǎn)路線中煤造氣爐所產(chǎn)生的上吹半水煤氣及下吹半水煤氣。由于生產(chǎn)原料不同，上、下行煤氣中所含塵粒及溫度也不相同。 

1、 小合成氨上、下行煤氣余熱回收 

小合成氨生產(chǎn)大都使用煤球為原料造氣。其特點是出煤造氣爐的上、下行煤氣的溫度較低，氣體成分復(fù)雜含有大量粉塵及水蒸汽。

該設(shè)備具有如下特點： 

① 氣體流動方向為從上到下，減少灰塵附著于管壁的可能性； 

② 熱管的蒸發(fā)段全部采用直翅片。一方面可以擴展傳熱表面，另一方面可消除熱管背部的渦流區(qū)，從而不使灰塵在此停聚。同時也減少了流動阻力損耗。 

③ 從煤氣出來的上行煤氣先經(jīng)過旋風除塵器，然后從蒸汽發(fā)生器的上部向下流過熱管管束，溫度從進口的360℃左右降到出口的140℃左右進入下一工段的洗氣塔，然后去煤氣柜。下行煤氣從煤氣爐的底部出來經(jīng)過旋風除塵器仍然從蒸汽發(fā)生器的頂部進入，溫度從300℃以上降至140℃進入洗氣塔，然后去煤氣柜。 

2、 中合成氨上行、下行煤氣余熱回收 

  中合成氨與小合成氨生產(chǎn)除在產(chǎn)量規(guī)模不同外，主要的區(qū)別在于中型合成氨廠的煤造氣是以塊煤為原料。因此其上行煤氣出煤造氣的溫度遠較小化肥高，大約在600℃左右。與小合成氨不同之處在于煤造氣爐后有一吹風氣燃燒室。上行煤氣經(jīng)過燃燒室后再進入列管式廢熱鍋爐。上行煤氣與吹風燃燒氣合用一個廢熱鍋爐產(chǎn)生低壓蒸汽（0.4～0.8mpa）或中壓蒸汽（1.9～2.5 mpa）供工藝使用。由于中合成氨煤造氣爐的下行煤氣溫度較低（200℃左右），因而一般不經(jīng)過廢熱鍋爐而直接去冼氣塔。 

二、 吹風氣燃燒氣余熱回收 

  從煤氣爐出來的吹風氣中含有少量可燃成分如co、h2等，為充分回收其熱量，一般均首先通過燃燒室，將可燃成分燃盡，再進廢熱鍋爐回收其熱量。由于塊煤造氣和煤球造氣的吹風氣中所含可燃氣成分的含量不同，出煤造氣爐的溫度也不相同。 

1、小合成氨吹風氣燃燒熱的利用 

  在以往的小合成氨生產(chǎn)中吹風氣都是直接排放，不僅浪費了能源，而且對環(huán)境造成污染和危害。 其特點是吹風氣入燃燒爐燃燒后，產(chǎn)生800～900℃的高溫煙氣，直接進入高溫熱管余熱鍋爐。該鍋爐的前一部分采用了以鈉、鉀為工作液體的不銹鋼管材為殼體的高溫熱管，可以承受900℃以上的高溫。煙氣降溫至400℃左右進入第ⅱ熱管空氣預(yù)熱器，加熱來自第ⅰ熱管空氣預(yù)熱器的空氣。出第ⅱ熱管空氣預(yù)熱器的煙氣約280℃左右進入熱水加熱器，將脫氧水加熱至130℃左右，煙氣降至140℃左右再進入第ⅰ熱管空氣預(yù)熱器，將25℃左右的常溫空氣加熱至130℃左右進入第ⅱ熱管空氣預(yù)熱器，然后煙氣降溫至120℃左右排入煙囪，這流程可以產(chǎn)生1.6～2.5mpa的中壓蒸汽,直接供變換或其他工段使用。

2、中型合成氨吹風氣燃燒熱的利用 

  中小合成氨不同之處在于所有中型合成氨廠以煤造氣的工段，吹風氣都經(jīng)過燃燒室燃燒后再進入廢熱鍋爐回收余熱。原有的列管式廢熱鍋爐都是按瞬時大吹風氣流量設(shè)計的，而吹風氣在一個循環(huán)中只占25%～28%的時間，所以設(shè)備的利用率不高。即使上行煤氣也通過廢熱鍋爐，也只有50%～60%的利用率，何況上行煤氣的流量僅是吹風氣瞬時流量的1/3。所以合理的辦法就是將三臺煤氣爐的吹風氣通過一個燃燒室燃燒，燃燒后的煙氣再進入一個廢熱鍋爐，這就大大提高了設(shè)備的利用率。雖然利用原有的列管式廢熱鍋爐也可做到這一點，但原有的廢熱鍋爐設(shè)計的氣體流速均相當高，鍋爐進口處的流速高達20m/s以上。因此，高速磨損經(jīng)常是管壁破壞的原因之一。根據(jù)中型合成氨生產(chǎn)的具體特點，吹風氣燃燒氣余熱回收的熱管蒸汽發(fā)生器具有如下優(yōu)勢： 

① 具有很高的可靠性及比較長的使用壽命； 

② 體積比較緊湊； 

③ 金屬耗量少； 

④ 保持合理的風速，能有效的防止快速磨損。 

三、一段轉(zhuǎn)化爐空氣預(yù)熱器 

  一段轉(zhuǎn)化爐是30萬噸/年大型合成氨廠的關(guān)鍵設(shè)備。一段轉(zhuǎn)化爐的任務(wù)是在外部供熱的情況下使烴類與水蒸汽的混合物在爐管內(nèi)轉(zhuǎn)化為ch4、h2、co、co2等氣體混合物。其中ch4、h2是合成氨的原料。一段轉(zhuǎn)化爐有多種結(jié)構(gòu)型式，目前國內(nèi)主要有頂部燒嘴和側(cè)壁燒嘴二種形式。燒嘴噴出的燃料在空氣助燃下加熱爐內(nèi)的轉(zhuǎn)化爐管。熱量大部分為轉(zhuǎn)化爐管吸收。轉(zhuǎn)化爐管所在區(qū)域稱為輻射段。為了充分合理地利用熱量須使煙道氣通過對流段，在對流段內(nèi)布置有各種吸收煙道氣余熱的管道?；厥者@部分熱量合理的用途的是加熱助燃空氣。由于一段爐使用的燃料一般為輕柴油或天然氣，節(jié)約這部分燃料也就更有價值。 

該系統(tǒng)將熱管換熱器入口的空氣先經(jīng)過爐墻各段的側(cè)面預(yù)熱后進入熱管換熱器，其優(yōu)點是一方面可起到隔熱作用，降低爐膛周圍操作環(huán)境的溫度，另一方面可以提高熱管換熱器入口空氣的溫度，對提高煙氣出口處熱管的管壁溫度有利，在寒冷地區(qū)這一點特別重要。

2、在硫酸工業(yè)中的應(yīng)用：

概述

  隨著新的硫酸工業(yè)污染物排放標準的頒布實施，我國硫酸行業(yè)加快了技術(shù)創(chuàng)新的步伐，通過引進*，以及自主研發(fā)新技術(shù)，不斷推進以硫黃制酸低溫位余熱回收為重點的余熱回收工作，打響了節(jié)能減排攻堅戰(zhàn)。

2011年，隨著化工、輕工、紡織、鋼鐵等化肥以外行業(yè)耗用硫酸量的增加，以及磷肥的恢復(fù)性增產(chǎn)，我國硫酸生產(chǎn)呈現(xiàn)大幅增長態(tài)勢。在產(chǎn)能不斷增長的同時，硫酸行業(yè)面臨著越來越大的環(huán)保壓力。新標準規(guī)定：對于已建成硫酸企業(yè)，自2011年10月1日起至2013年9月30日，二氧化硫污染物排放濃度要降到860毫克/立方米以下；2013年10月1日起現(xiàn)有企業(yè)二氧化硫排放濃度降到400毫克/立方米以下。而新建硫酸企業(yè)，從新標準實施之日起，二氧化硫排放濃度須在400毫克/立方米以下。這意味著，2年過渡期后，達不到排放標準的企業(yè)將被淘汰。新一輪行業(yè)洗牌將不可避免，節(jié)能減排重任迫在眉睫。 

在這樣的背景下，硫酸行業(yè)將“十二五”開局之年的戰(zhàn)略重點鎖定在以技術(shù)進步推進節(jié)能減排上，大批硫酸企業(yè)隨之開展技術(shù)改造和產(chǎn)業(yè)升級的攻堅戰(zhàn)。

系統(tǒng)改造

  硫酸生產(chǎn)過程中，位于焚硫爐出口的中壓余熱鍋爐所產(chǎn)生的9.6t/h中壓蒸汽70%用于汽輪機拖動主鼓風機，其余蒸汽經(jīng)減溫減壓用于硫磺貯罐和伴熱保溫以及送往低壓蒸汽蒸汽管網(wǎng)，位于轉(zhuǎn)化四段出口的低壓鍋爐所產(chǎn)出的4t/h低壓蒸汽全部送往低壓蒸汽管網(wǎng)，供化工廠生產(chǎn)及冬季采暖。這樣，除系統(tǒng)開車升溫外，全部利用余熱生產(chǎn)蒸汽即可滿足全廠化工生產(chǎn)用汽而無需啟動燃煤鍋爐。

技術(shù)方案

  使用煙道式單鍋筒自然循環(huán)水管中壓余熱鍋爐，蒸發(fā)量為9.6t/h、工作壓力3.82MPa。為保障鍋爐安全運行，對過熱器換熱面積進行調(diào)整，由原來的65m2減少為45m2，目的是為了防止過熱器超溫，并減少了一、二過熱器之間的減溫器的負荷。在低溫過熱器進口與減溫減壓器之間增設(shè)一條飽和蒸汽復(fù)線，用飽和蒸汽來控制高溫過熱器的溫度指標，并在汽輪機低負荷運行狀態(tài)下少產(chǎn)過熱蒸汽多產(chǎn)飽和蒸汽，見圖12.1余熱利用流程。避免了過去全部產(chǎn)出過熱蒸汽后，多余的蒸汽再經(jīng)減溫減壓供化工生產(chǎn)，可簡化操作程序。

另將原有的發(fā)電機、變速器拆除，在空出的位置安裝離心式鼓風機，將原有的汽輪機調(diào)壓器拆除，抵壓抽氣裝置取消。

一般石油化工企業(yè)都是由外部汽源供汽，啟動汽輪機工作。但由于現(xiàn)場沒有外用汽源，只有靠電機拖動鼓風機將硫酸裝置啟動正常，中壓余熱鍋爐送往汽輪機的蒸汽達到工作參數(shù)時，才能啟動汽輪機拖動鼓風機。在汽輪機沖轉(zhuǎn)時關(guān)閉風機出口閥，在風機提速過程中適度打開風機出口閥并適當關(guān)閉放空閥，后打開出口閥并關(guān)閉放空閥。與此過程的同時緩慢關(guān)閉電機拖動風機出口閥并適當打開放空閥，后關(guān)閉出口閥并打開放空閥。兩臺風機出口閥的兩側(cè)都設(shè)有壓力表，操作時盡量使兩臺風機出口閥兩側(cè)壓力變化平緩。運行3～5min后關(guān)閉電機拖動的風機，切換完成。

3、在石油化工中的應(yīng)用：

1概述

  所謂低溫余熱一般是指溫度低于130C的物流所攜帶的熱量。低溫余熱在煉廠總能耗中占有相當大的比例,有的高達60%。

南陽石蠟精細化工廠屬于小型煉油企業(yè)，現(xiàn)有一套催化裂化裝置、一套常減壓裝置和- ~套氣分裝置等,其它的化工裝置有蠟白土精制、蒸汽動力、儲運等輔助系統(tǒng)。全廠沒有完整的工藝用熱水系統(tǒng)，只是氣分裝置內(nèi)部熱水循環(huán)使用,致使裝置大量低溫余熱流失,蒸汽消耗大,煉油能耗高。因此,如何更好地利用低溫余熱,降低裝置能耗,是目前迫切需要解決的問題。

2現(xiàn)狀分析

2.1常減壓裝置

目前常減壓裝置低溫熱源分布廣,從常二線、常三線到減二線.減三線、減四線側(cè)線產(chǎn)品的抽出溫度從145C到245C不等,將其用循環(huán)冷水來冷卻，將油品冷卻到安全溫度,之后出裝置。直接消耗循環(huán)水量為80 V/h。

2.2 ,催化裝置

催化裝置可以利用的低溫余熱共有兩處,一處是催化分餾塔頂循環(huán)回流,抽出溫度為130C,返回溫度為85 C,流量為45 /h,目前應(yīng)用兩臺換熱器( H202/1.2, )與循環(huán)水換熱,來取走多余的熱量:另一處為柴油出裝置的冷卻系統(tǒng),流程為柴油經(jīng)泵抽出后,經(jīng)過與富吸收油( H205,型號: FB500 -55 -25 - 4)換熱后,再經(jīng)過空冷器(冷204/1.2)冷卻到80 C然后出裝置，進空冷器的柴油溫度為160 C，流量為7.5V/h,這部分流量雖然小,但是溫位較高，冷卻這兩部分油量需要的循環(huán)水量為60t/h。

2.3氣分裝置

氣分裝置使用內(nèi)部熱水循環(huán)系統(tǒng)，V7020、V7021作為低溫熱水罐,采用由凝結(jié)水補充熱水，熱水加熱器( E7004)加熱至95 C后，由泵( P7003AB)抽出送至各用水設(shè)備，用完后返回水槽( V7020、V7021)中，循環(huán)使用。氣分裝置處理量4.2萬t/a,水量為140. 34 t/h,蒸汽消耗量4.95 t/h。

3可行性研究

針對南陽石蠟精細化工廠各裝置現(xiàn)狀，其技術(shù)人員及設(shè)計部門對催化裝置、常減壓裝置的供熱量以及氣分裝置的需熱量進行了詳細計算,對全廠低溫熱水的聯(lián)運進行了可行性研究。

在保證現(xiàn)有冷卻器換熱面積夠用的情況下,計算出能回收的低溫余熱大熱量。

根據(jù)計算,在不新增冷換設(shè)備的前提下，催化、常減壓裝置可取出的供熱量大為2704. 0 kW。除去各裝置及管網(wǎng)熱損失,則可使140.34 t/h的低溫熱水從70 C換熱到88 C,而氣分裝置需要的熱水溫度為95 C,所以需要另外補充熱源,補充1.0MPa蒸汽量2 825 kg/h。這在經(jīng)濟上、技術(shù)上都是可行的。

4低溫余熱工藝流程

為保障各裝置操作的獨立性,現(xiàn)有的生產(chǎn)流程將予以保留作為備用。低溫取熱點多為側(cè)線產(chǎn)品，為保障裝置內(nèi)側(cè)線產(chǎn)品操作的靈活性,暫時不考慮溫位的串級利用，而是采用并聯(lián)取熱。氣分裝置不再利用凝結(jié)水作為低溫熱水,利用氣分裝置水泵P7003A/B作為低溫余熱回收系統(tǒng)的循環(huán)水泵。低溫余熱系統(tǒng)改造總流程。

4、在建材工業(yè)中的應(yīng)用：

（1）在高嶺土噴霧干燥熱風爐中的余熱回收；

一、技術(shù)改造背景

  熱風爐是高爐冶煉的主要輔助設(shè)施,通過燃燒和送風的交替進行,為高爐連續(xù)供送熱風。工作原理是利用工業(yè)爐窯燃燒器燃燒煤氣產(chǎn)生的高溫煙氣將熱風爐內(nèi)的蓄熱體加熱，冷風通過蓄熱體進行熱交換變成熱風(高溫空氣)供高爐煉鐵使用。按燃燒室和蓄熱室布置形式的不同熱風爐分為內(nèi)燃式、外燃式和頂燃式。

煉鐵廠5*、6*1080 m'高爐，各配置3座卡魯金頂燃式熱風爐,日常運行以2燒1送方式為主，熱風爐燒爐時,助燃空氣和凈煤氣均叮預(yù)熱。頂燃式熱風爐投資和維護費用較低,可實現(xiàn)熱風爐拱頂部位的直接燃燒,高溫熱量集中,熱量損失少。熱風爐煤氣燃燒過程中產(chǎn)生的高溫煙氣與蓄熱體熱交換后溫度降低，通過煙道排出廢氣。熱風爐在供送高爐大量高溫空氣的同時，也不斷產(chǎn)生300 C左右的熱風爐廢氣。目前各冶金高爐普遍利用熱管預(yù)熱器回收熱風爐廢氣熱量，用來加熱熱風爐燃燒所用的助燃空氣,廢氣綜合利用率較低,不僅造成了高爐熱風爐廢氣熱量浪費,熱排放也給周邊環(huán)境帶來不利影響。

二、廢氣余熱利用改造

5"、6*高爐熱風爐產(chǎn)生的煙氣量為240 000~260 000 m'/h,其中噴煤回收利用廢氣量50 000~60 000 m2/h, 存在- -定的煙氣富余量。利用熱風爐廢氣進行助燃空氣預(yù)熱,高爐噴吹煤粉的預(yù)熱干燥以及高爐用焦炭的預(yù)熱干燥,提高熱風爐廢氣利用率，熱風爐余熱回收利用技術(shù)改造工藝流程。

1.預(yù)熱助燃空氣

廢氣預(yù)熱助燃空氣系統(tǒng)由熱管預(yù)熱器、配套進出口閥門、進出口熱電偶、廢氣主管道、熱管預(yù)熱器旁通閥、煙道、煙囪等裝置組成。其中熱管預(yù)熱器安裝在熱風爐廢氣的主管道上與煙道、煙囪串聯(lián)，熱管預(yù)熱器與預(yù)熱器旁通閥并聯(lián)。

2.預(yù)熱干燥高爐噴吹煤粉廢氣干燥煤粉系統(tǒng)由引風機、配套管道閥門、測溫熱電偶、煙氣爐、磨煤機等裝置組成。引風機的上游和下游分別安裝廢氣進出口閥門及進出口溫度熱電偶，同時在引風機廢氣進口閥門和引風機之間安裝冷風閥及冷風支管。在主引風機的抽引下,熱風爐廢氣與煙氣爐高溫煙氣形成混合干燥氣,通過鼓風機鼓人磨煤機,實現(xiàn)與煤粉的熱量交換。

3.焦炭烘千預(yù)熱

廢氣預(yù)熱焦炭系統(tǒng)由引風機、配套管道及閥門、測溫熱電偶焦倉、軸流風機等裝置組成。引風機為防爆高溫型，引風機上游安裝引風機進口閥門，冷風閥及廢氣溫度熱電偶。當引風機上游廢氣溫度大于引風機防爆溫度時自動打開，降低廢氣回收溫度。引風機下游安裝引風機出口閥門及出口廢氣溫度熱電偶,廢氣直接通過引風機通人焦倉底部與含水分的焦炭進行熱交換,同時在每個焦倉上方安裝3條排氣管道，每條排氣管安裝- .臺防爆軸流風機,低溫廢氣通過管道式軸流風機排入大氣。

(1)技術(shù)改造背景。5*,6* 高爐使用的焦炭燃料多數(shù)儲存于牚天原料場.焦炭水分波動較大,容易引起焦炭負荷波動,進入爐內(nèi)會影響高爐爐況,造成鐵水質(zhì)量波動。陰雨天氣焦炭水分過高時,焦粉粘附在焦炭上無法通過振篩篩除,造成入爐粉末量升高,影響工序順行;由入爐焦炭水分上升造成的高爐爐頂溫度下降,也會影響高爐千法除塵的正常運行及TRT的發(fā)電量。

煙氣在熱風爐煙道處溫度180 C左右,到焦炭倉底的溫度按照150-160 C計算,此溫度可去除焦炭中的部分水分。為穩(wěn)|定高爐爐況及焦炭水分的相對穩(wěn)定，對焦炭的烘干預(yù)熱系統(tǒng)進行改造。

（2）玻璃窯爐中的余熱回收；

  在玻璃熔窯的各項熱損失中，由蓄熱室排出煙氣的余熱量占有很大比例。如何提高熔窯排煙余熱的回收利用，一直是國內(nèi)外熱門的研究課題?，F(xiàn)階段，人們對排煙余熱回收的途徑主要有余熱發(fā)電、余熱制冷、余熱鍋爐和余熱預(yù)熱玻璃配合料等幾種途經(jīng)。

二、熱管技術(shù)在玻璃窯爐余熱回收中的應(yīng)用

  熱管是一種具有特高導(dǎo)熱性能的新穎傳熱元件。熱管起源于二十世紀六十年代的美國，1967年一根不銹鋼水-水熱管被送入地球衛(wèi)星軌道并運行成功，熱管理論一經(jīng)提出就得到了各國科學家的高度重視，并展開了大量的研究工作，使得熱管技術(shù)得以很快發(fā)展。熱管技術(shù)開始主要用于航天航空領(lǐng)域，我國自二十世紀70年代開始對熱管進行研究，自80年代以來相繼開發(fā)了熱管氣-氣換熱器、熱管氣-水換熱器、熱管余熱鍋爐、熱管蒸汽發(fā)生器、熱管熱風爐等各類熱管產(chǎn)品，使得熱管在建材工業(yè)、冶金工業(yè)、化工及石油化工、動力工程、紡織工業(yè)、玻璃工業(yè)、電子電器工程等領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。

（3）水泥窯爐中的余熱回收；

  水泥回轉(zhuǎn)窯在生產(chǎn)的過程中需要在窯內(nèi)進行高溫反應(yīng)，物料溫度可達1400～1450℃，煙氣溫度**可達1700℃。由于窯內(nèi)熱氣流與物料之間產(chǎn)生的換熱交換率低而產(chǎn)生大量的余熱。充分有效的利用窯內(nèi)的余熱對工廠來說是非常重要的。

高溫煙氣余熱的利用：高溫煙氣余熱發(fā)電利用窯煙氣排放的溫度，配備余熱發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)在不影響窯運行的條件下能夠確保連續(xù)穩(wěn)定的供電。在水泥生產(chǎn)過程的同時產(chǎn)生電力，可以基本解決生產(chǎn)水泥的電力負荷，對確保水泥產(chǎn)量減少電費提高經(jīng)濟效益起到重要作用。

熟料余熱的利用：1、加熱入窯的二次風及入爐三次風；水泥回轉(zhuǎn)窯的熟料在離開窯內(nèi)溫度達到1000～1100℃，出窯熟料攜帶大量的熱焓，這些熱量以高溫熱隨著二次、三次風進入窯爐內(nèi)，使窯爐的助燃空氣溫度升高，減少燃料的消耗量和有利于進行煅燒反應(yīng)，并且對燃料起火預(yù)熱、提高燃料燃盡率和保持全窯有一個優(yōu)化熱力起著重要作用。2、烘干混合材料；從冷卻機出來的熟料一般還有一定的熱量。生產(chǎn)礦渣水泥時需要烘干。當烘干機能力不夠時，可將濕的礦渣按一定比例加入到經(jīng)冷卻機冷卻后仍有熱量的熱熟料中，混合材料的水分被熟料的余熱蒸發(fā)烘干，可減少混合材料的烘干工藝過程，同時也節(jié)約烘干能耗。

充分的利用回轉(zhuǎn)窯的余熱不僅能減少生產(chǎn)過程中熱源的浪費，同時也為工廠的經(jīng)濟效益起到了重要的作用

6、在冶金工業(yè)中的應(yīng)用：

  冶金工業(yè)是耗能大戶，不論是有色冶金或黑色冶金工業(yè)都存在大量的節(jié)能問題。以鋼鐵企業(yè)為例，焦爐、高爐及煉鋼工序均有相當數(shù)量的的余熱未能回收利用。余熱的溫度高可達1600C， 熱能的形態(tài)有固體、氣體、液體，其中很多為間隙排放，因之給余熱回收帶來了一定的難度。由于熱管的的眾多特點，特別適用于上述場合的余熱回收利用。高溫熱管及高溫熱管空氣預(yù)熱器、高溫熱管蒸汽發(fā)生器開發(fā)運用成功，給冶金企業(yè)的高品位余能利用帶來了新的希望。

ESSE加熱爐和均熱爐的余熱利用

  軋鋼連續(xù)加熱和均熱爐是鋼鐵企業(yè)中耗能較多的設(shè)備。其熱效率一般只有20%~30%，約有70%~ 80%的熱量散失于周圍環(huán)境和被排煙帶走。其中煙氣帶走的熱損失約占30%~ 35%。加熱爐的煙氣量根據(jù)爐型大小不同，-般在(標準狀態(tài)) 7000~ 300000m3/h 的范圍內(nèi)。煙氣溫度-般為550~990C，也有超過1000C以上的。從直接節(jié)能來考慮，工程界希望將煙氣的余熱用來加熱助燃空氣。當助燃空氣被加熱到400C時， 可以得到節(jié)能20%~ 25%的效果。

壞件加熱爐熱管空氣預(yù)熱器

  企業(yè)和一鋼壞加熱爐，爐內(nèi)溫度高于1000'C,煙氣溫度大于900C,通過鈉熱管空氣預(yù)熱器將40C的空氣加熱至400~450C與二次風(800C)混合后入爐助燃。其流程如圖所示。

軋鋼連續(xù)加熱爐的余熱回收

  軋鋼連續(xù)加熱爐排出的煙氣溫度很高，有時可達1000~1100C， 余熱回收利用的方式采用空氣預(yù)熱器。回收的余熱，除了熱損失可以地用于燃燒爐內(nèi)，不僅節(jié)約燃料而且可以改善燃燒效果。但常規(guī)的空氣預(yù)熱器體積龐大，所以許多工廠采用了余熱鍋爐的辦法來回收余熱產(chǎn)生蒸汽。這樣雖然可以達到節(jié)能的目的，但不能直接節(jié)約燃料，也得不到由于燃燒條件改善而對產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量方面帶來的好處。當前很多工廠采用余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器相結(jié)合的辦法來達到兼顧的目的。以下是兩種回收流程。

設(shè)備利用方式

1、熱管余熱回收器

  熱管余熱回收器即是利用熱管的高效傳熱特性及其環(huán)境適應(yīng)性制造的換熱裝置，主要應(yīng)用于工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域，可廣泛回收存在于氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)介質(zhì)中的廢棄熱源。按照熱流體和冷流體的狀態(tài)，熱管余熱回收器可分為：氣—氣式、氣-汽式、氣—液式、液—液式、液—氣式。按照回收器的結(jié)構(gòu)形式可分為：整體式、分離式和組合式。

2、間壁式換熱器

  換熱器是化工,石油,動力,食品及其它許多工業(yè)部門的通用設(shè)備,在生產(chǎn)中占有重要地位.在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等,應(yīng)用更加廣泛。換熱器種類很多,但根據(jù)冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分三大類即：間壁式、混合式和蓄熱式。在三類換熱器中,間壁式換熱器應(yīng)用多。常見間壁式換熱器如：冷卻塔(或稱冷水塔) 、氣體洗滌塔(或稱洗滌塔) 、噴射式熱交換器 、混合式冷凝器 。

3、蓄熱式換熱器

  蓄熱式換熱器用于進行蓄熱式換熱的設(shè)備，一般用于對介質(zhì)混合要求比較低的場合。換熱器內(nèi)裝固體填充物，用以貯蓄熱量。一般用耐火磚等砌成火格子（有時用金屬波形帶等）。

蓄熱式換熱分兩個階段進行。一階段，熱氣體通過火格子，將熱量傳給火格子而貯蓄起來。二階段，冷氣體通過火格子，接受火格子所儲蓄的熱量而被加熱。這兩個階段交替進行。通常用兩個蓄熱器交替使用，即當熱氣體進入一器時，冷氣體進入另一器。常用于冶金工業(yè)，如煉鋼平爐的蓄熱室。也用于化學工業(yè)，如煤氣爐中的空氣預(yù)熱器或燃燒室，人造石油廠中的蓄熱式裂化爐。

4、節(jié)能陶瓷換熱器

陶瓷換熱器是一種新型的換熱設(shè)備，在高溫或腐蝕環(huán)境下取代了傳統(tǒng)的金屬換熱設(shè)備。用它的特殊材質(zhì)——SIC質(zhì)，把窯爐原來用的冷空氣變成了熱空氣來達到余熱回收的目的。由于其可長期在濃硫酸、鹽酸和堿性氣、液體中長期使用。抗氧化，耐熱震，高溫強度高，抗氧化性能好，使用壽命長。熱攻工業(yè)窯爐。把換取的熱風作為助燃風送進窯爐與燃氣形成混合氣進行燃燒，可節(jié)能25%-45%，甚至更多的能源。

5、噴射式混合加熱器

  噴射式混合加熱器是射流技術(shù)在傳熱領(lǐng)域的應(yīng)用，噴射式混合加熱器是通過汽、水兩相流體的直接混合來生產(chǎn)熱水的設(shè)備。噴射式混合加熱器具有傳換效率高，噪音低（可達到65dB以下），體積小，安裝簡單，運行可靠，投資少。利用噴射式混合加熱器回收發(fā)電廠、造紙廠、化工廠的余熱， 加熱采暖循環(huán)水

噴射式混合加熱器特別適合于在供熱面積不超過6萬平方米的中小型供暖系統(tǒng)中使用，取代表面式加熱器的功能。根據(jù)熱源的條件不同，加熱水的溫度可以提高20℃～50℃。如果要求水的溫升較大，也可以采用兩級噴射式混合加熱器串聯(lián)布置使用。

利用方式

1、 直接供熱式采暖系統(tǒng)

  用蒸汽加熱采暖循環(huán)水后直接向用戶供熱，這種供熱方式稱為直接供熱。直接供熱方式的供水壓力較低，一般不超過0.6MPa，這種方式適用于供熱面積較小的采暖系統(tǒng)。

2、 間接供熱式采暖系統(tǒng)

  間接供熱式采暖系統(tǒng)是將供熱系統(tǒng)分為兩個循環(huán)回路，分別稱為一次網(wǎng)和二次網(wǎng)，通過換熱站內(nèi)的表面式換熱器將兩個循環(huán)回路聯(lián)系在一起。高溫水在一次網(wǎng)中循環(huán)，低溫水在二次網(wǎng)中循環(huán)，高溫水通過表面式換熱器加熱低溫水。噴射式混合加熱器的主要作用是代替表面式汽—水換熱器，完成蒸汽加熱水的換熱過程。這樣可以省去一套管理麻煩的凝結(jié)水回收系統(tǒng)，而且占用空間小，不需要維護，投資僅為表面式汽水換熱器的1/5，所以具有明顯的使用優(yōu)勢。

3、回收凝結(jié)水產(chǎn)生的閃蒸汽

  在需要蒸汽加熱的工業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會產(chǎn)生大量的凝結(jié)水，凝結(jié)水在冷卻過程中，又會產(chǎn)生一定量的閃蒸汽。以前這部分低壓蒸汽因為回收困難或回收成本高，經(jīng)常是放散，浪費了大量的能源。在能源日益短缺的形勢下，節(jié)能越來越受到企業(yè)的重視。對于生產(chǎn)企業(yè)來說，節(jié)流比開源更重要，節(jié)能就是創(chuàng)造效益，采用噴射式汽水混合加熱器技術(shù)可以回收這部分廢蒸汽。盡管回收廢蒸汽的方法不止一種，但此方法投資小，熱能利用率高，應(yīng)用比較廣泛。此方法是用廢蒸汽來加熱水，然后供給工業(yè)生產(chǎn)或生活使用。采用噴射式混合加熱器回收廢蒸汽的熱力系統(tǒng)。

4、 利用定排、連排水產(chǎn)生的二次蒸汽加熱除鹽水

  在熱力發(fā)電廠或生產(chǎn)蒸汽的工業(yè)鍋爐房熱力系統(tǒng)中，連續(xù)排污擴容器和定期排污擴容器是的熱力設(shè)備。連續(xù)排污的作用是排除鍋水中的鹽分雜質(zhì)，控制鍋水的含鹽濃度；而定期排污的作用主要是排除鍋水中的松散沉淀物。排污水量因鍋爐的噸位而異，一般連續(xù)排污水量不超過鍋爐蒸發(fā)量的5%，定期排污水量不超過鍋爐蒸發(fā)量的2%。這些排污水中含有大量的熱量，但是因為排污水中的含鹽濃度過高，無法再利用，只能排放掉。當排污水進入排污擴容器后，由于擴容降壓作用，會產(chǎn)生大量的二次蒸汽，這部分蒸汽是純凈的，可以回收利用。采用噴射式混合加熱器技術(shù)可以回收這部分蒸汽。通過計算可知，回收這部分蒸汽的節(jié)能效益還是十分可觀的。