工業(yè)余熱資源的等級劃分

工業(yè)余熱資源屬于二次能源，按照溫度品位一般分為：a)高溫余熱500℃以上；b)中溫余熱200～500℃；c)低溫余熱200℃以下。按照余熱利用投資回收期劃分余熱資源等級，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T1028—2000《工業(yè)余熱術(shù)語、分類、等級及余熱資源量計(jì)算方法》，根據(jù)余熱資源回收利用的可行性和緊迫性，余熱資源分為3個等級，其中一等余熱資源應(yīng)優(yōu)先回收，二等余熱資源應(yīng)盡快回收，三等余熱資源可視情況回收。


鍋爐余熱發(fā)電現(xiàn)狀及政策

近年來，環(huán)保問題、能源問題的日益嚴(yán)峻使得國家政策大力倡導(dǎo)能源梯級利用、循環(huán)利用和能源資源綜合利用。余熱發(fā)電就是一種能源循環(huán)利用方式，利用生產(chǎn)過程中多余的熱能轉(zhuǎn)換為電能。自2021年3月1日起，對余熱、余壓、余氣自備電廠，繼續(xù)減免系統(tǒng)備用費(fèi)。系統(tǒng)備用費(fèi)的減免使得余熱發(fā)電企業(yè)的生產(chǎn)成本下降，提高了企業(yè)利用余熱發(fā)電的積極性。

根據(jù)國家發(fā)改委能源研究所完成的我國首個《工業(yè)余熱資源利用狀況調(diào)查分析》報(bào)告，截至2010年，我國七個主要行業(yè)的余熱發(fā)電裝機(jī)已達(dá)1200萬千瓦，截至2020年底，中國余熱發(fā)電累積裝機(jī)量約為4500萬千瓦。

余熱是在一定經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，在能源利用設(shè)備中沒有被利用的能源，也就是多余、廢棄的能源。它包括高溫廢氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、廢汽廢水余熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱、化學(xué)反應(yīng)余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱以及高壓流體余壓等七種。根據(jù)調(diào)查，各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%~67%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。

余熱的回收利用途徑很多。一般說來，綜合利用余熱最好；其次是直接利用；第三是間接利用（產(chǎn)生蒸汽用來發(fā)電）。如鋼鐵工業(yè)：鋼鐵廠中的焦?fàn)t。目前我國大中型鋼鐵企業(yè)具有各種不同規(guī)格的大小焦?fàn)t50多座，除了上海寶鋼的工業(yè)化水平達(dá)到了國際水平，其余廠家能耗水平都很高，大有潛力可挖。煉鋼廠中的轉(zhuǎn)爐煙氣發(fā)電，發(fā)電系統(tǒng)，可配置發(fā)電量為3000Kw的電站80座。煉鋼廠中的電熔爐，現(xiàn)如今全國有20多座，其中65噸級可發(fā)電量在5000Kw/座以上。

中國水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)經(jīng)過近十余年的發(fā)展有了長足的進(jìn)步，現(xiàn)已接近國際先進(jìn)水平。誕生了各種各樣的并能滿足不同窯型要求的發(fā)電系統(tǒng)。 在未來相當(dāng)長的時期內(nèi)， 中國水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢主要集中于以下幾個方面：
采用立式余熱鍋爐和補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組的二級余熱發(fā)電系統(tǒng)。 立式余熱鍋爐徹底解決了臥式余熱鍋爐漏風(fēng)及爐內(nèi)溫度場實(shí)際分布與鍋爐設(shè)計(jì)時所假想的溫度完全不相同的問題， 可以大大提高鍋爐蒸汽產(chǎn)量；篦冷機(jī) 或立式余熱鍋爐排出的200℃左右廢氣余熱可以充分回收并用以發(fā)電。這樣可使噸熟料余熱發(fā)電量在熟料熱耗不變的前提下提高到195千瓦小時以上。

余熱鍋爐發(fā)電原理及過程

余熱發(fā)電鍋爐利用工業(yè)生產(chǎn)過程中的氣體或廢氣、廢液，以及某些動力機(jī)械排氣的熱量產(chǎn)生蒸汽或熱水的鍋爐。余熱鍋爐是重要的節(jié)能設(shè)備各種冶煉爐和焙燒窯的排煙溫度為650～1250℃；燃?xì)廨啓C(jī)和柴油機(jī)等動力機(jī)械的排氣溫度為370～540℃。安裝余熱鍋爐吸收這些排煙中的部分熱量，全系統(tǒng)的熱能利用率可以顯著提高。例如軋鋼加熱爐安裝余熱鍋爐后，全系統(tǒng)熱能利用率甚至可提高1倍左右。
鍋爐余熱發(fā)電

冷凝式余熱回收發(fā)電鍋爐

進(jìn)入余熱鍋爐的煙氣溫度，是決定余熱鍋爐受熱面布置形式的一個重要因素。如進(jìn)口煙氣溫度為400～900℃時，鍋爐內(nèi)主要設(shè)置對流管束，不設(shè)置爐室；但煙塵熔化點(diǎn)低時也有例外，應(yīng)設(shè)置冷卻爐室以控制進(jìn)入對流煙道的入口煙的溫度，避免灰渣在對流管排間搭橋。在化工生產(chǎn)的裂解工藝中，為避免高溫裂解氣體的重新聚合，需要將高溫裂解氣體急速冷卻到裂解反應(yīng)停止的溫度，這時余熱鍋爐就成為不可缺少的急冷工藝設(shè)備。

高溫余熱煙氣經(jīng)煙道輸送至余熱鍋爐入口，再流經(jīng)過熱器、蒸發(fā)器和省煤器，最后經(jīng)煙囪排入大氣，排煙溫度一般為150～180℃，煙氣溫度從高溫降到排煙溫度所釋放出的熱量用來使水變成過熱蒸汽。

進(jìn)入鍋筒的水與鍋筒內(nèi)的飽和水混合后，沿鍋筒下方的下降管進(jìn)入蒸發(fā)器吸收熱量開始產(chǎn)汽，通常是只有一部分水變成汽，所以在蒸發(fā)器內(nèi)流動的是汽水混合物。汽水混合物離開蒸發(fā)器進(jìn)入上部鍋筒通過汽水分離設(shè)備分離，水落到鍋筒內(nèi)水空間進(jìn)入下降管繼續(xù)吸熱產(chǎn)汽，而蒸汽從鍋筒上部進(jìn)入過熱器，吸收熱量使飽和蒸汽變成過熱蒸汽。