摘 要：充分利用好廢棄的余熱資源是實現節能減排的一個重要的途徑和方法。介紹了余熱發電的概念及意義，提出了余熱發電的類型及其應用，主要包括：低溫余熱發電，高溫煙氣余熱發電，廢氣、廢液余熱發電，多余壓差發電等。
關鍵詞：余熱發電;類型;應用
能源是人類賴以生存和發展的重要物質基礎，在工業飛速發展、全球范圍內能耗升高、能源短缺以及溫室效應加劇的背景下，發展低碳環保、環境友好型經濟成為了必然的選擇。節能減排、開發利用節能新技術被喻為繼煤炭、石油、天然氣和水電之后的“第五種常規能源”，這既是減輕溫室效應、降低熱污染、保護環境的長遠需要，也是緩解能源供應緊張、實現可持續發展的現實需求，最終達到資源、環境、經濟、社會的協調發展。當前我國經濟正處于持續高速發展時期，能源短缺問題已直接影響著各行各業的生產，發展循環經濟、節約型經濟成為了當務之急的事情。近年來，新興的余熱發電技術以其高新環保、吻合國家節能減排產業政策的要求等特性，應用領域十分廣闊，市場需求潛力巨大。筆者現將余熱發電的概念、意義及其在各個工業生產領域的應用介紹如下，以供參考借鑒。
1 余熱發電的概念及意義概述
當前在工業生產中至少有一半的熱量以各種形式的余熱被直接排放到大氣中，這些排出、不加利用的熱量不僅增加了企業的生產成本，而且會對環境造成嚴重污染，不利于經濟社會的良性發展。為此，國務院《“十二五”節能減排綜合性工作方案》明確提出，“到2015年，全國萬元國內生產總值能耗下降到0.869噸標準煤，比2010年的1.034噸標準煤下降16%，比2005年的1.276噸標準煤下降32%;“十二五”期間，實現節約能源6.7億噸標準煤。在減排方面，提出2015年，全國化學需氧量和二氧化硫排放總量分別控制在2347.6萬噸、2086.4萬噸，比2010年的2551.7萬噸、2267.8萬噸分別下降8%;全國氨氮和氮氧化物排放總量分別控制在238.0萬噸、2046.2萬噸，比2010年的264.4萬噸、2273.6萬噸分別下降10%。”
所謂余熱是指燃料燃燒過程中所發出的熱量在完成一定的工藝流程后所剩下的熱量，余熱發電就是指利用這些余熱通過一定的裝置轉換為電能的技術。余熱發電利用效率較高、經濟效益高、管理簡單，不僅將余熱轉化為電能，降低了能源消耗，提高生產過程中的能源利用效率，又有效地減少了二氧化碳等溫室氣體及有害氣體的排放，減輕對環境的污染，是企業節約能源、資源、降低成本極為有效的途徑。實踐證明，充分利用好廢棄的余熱資源是實現節能減排的一個重要的途徑和方法，目前我國余熱發電技術及設備已經初具規模，在水泥、鋼鐵、冶金、、石油化工、玻璃、制糖等行業取得了成功的應用，是典型的節能環保和循環經濟項目。
2 余熱發電的類型及其應用
2.1 低溫余熱發電
低溫余熱是指200℃以下的工藝生產過程中產生的余熱氣、冷凝水、熱水，300℃以下的氣體以以及400～450℃以下的鍋爐、工業加熱爐的排煙氣等熱量，低溫余熱發電就是指通這些低品位的低溫余熱進行發電的技術，其方法主要低品位熱能汽輪機、全流透平、有機工質朗肯循環透平、螺桿膨脹機等。低溫余熱發電不僅可以回收大量二氧化碳、一氧化碳等有毒有害氣體，降低溫室效應，而且大幅度減少了生產企業的用電量，有效地提高了能源的利用效率。利用純低溫余熱發電技術是水泥、鋼鐵、冶金、石化等行業節能降耗的有效途徑，在這些行業的應用十分成功。
素有“高能耗產業”的水泥制造業一直是能源消耗大戶之一，能源消耗占產品成本的比重較高，不僅每年要消耗大量的煤炭能源，而且還要消耗大量的電力能源。在很多水泥回轉窯生產線中大量的低溫余熱未被有效的利用，造成了能源的浪費。近年來在水泥制造業推廣應用的新型干法水泥窯純低溫余熱發電技術有效地實現了水泥工業的節能減排，降低了二氧化碳的排放量。據了解，截至2009年底，全國共有新型干法水泥生產線約1 086條，“十二五”前三年預計每年投運200條生產線余熱電站。新型干法水泥窯純低溫余熱發電技術的設備通常是由一臺窯頭余熱鍋爐、一臺窯尾余熱鍋爐和一臺純凝式汽輪發電機組以及輔助系統構成。中國石油蘭州石化分公司應用純低溫余熱發電技術每年可回收并外供低溫熱超過1.5×104kcal/h，每年可節約費用超過700萬元，實現利潤超過400萬元。此外，低溫余熱發電技術在我國鋼鐵行業的應用也十分成功，目前已有多家鋼鐵廠采用了此項技術。
2.2 高溫煙氣余熱發電
高溫煙氣余熱發電是指利用冶金、化工、建材等企業生產高溫作業中產生大量中等品位的高溫煙氣余熱為熱源進行發電的技術。上述企業煙氣的排放量巨大，且煙氣中含塵量大，不僅浪費了能源，而且嚴重污染了環境。高溫煙氣余熱發電不僅可以回收煙塵，減少對大氣環境的污染，而且可以節約能源、降低產品工藝能耗。余熱回收的設備一般由余熱鍋爐、空氣換熱器、余熱電站及附屬設備等組成。例如，銅冶煉廠對銅精煉陽極爐產生的高溫煙氣余熱進行回收利用，每年可節約標準煤達6 000t以上，經濟效益十分顯著。
2.3 廢氣、廢液余熱發電
廢氣、廢液余熱發電是指利用企業生產高溫作業中產生的廢氣(二氧化硫、甲烷等)、廢液余熱為熱源進行發電的技術。當前鋼鐵行業的燒結工序中有50%左右的熱能被廢氣帶走，廢氣帶走的熱能占燒結總能耗的五分之一以上。鋼鐵行業應用燒結余熱發電技術，有效地降低了燒結工序的能耗，為企業節約降本。燒結余熱發電技術的設備一般由廢氣回收輸送系統、廢氣鍋爐、凝汽式汽輪發電機、DCS集散控制系統及輔助設備等組成。2010年我國鋼鐵行業應用該項技術節約了超過40萬t的標準煤，2011年預計可完成節能標準煤56萬t。煤礦生產中應用廢氣余熱發電技術將甲烷氣體進行發電，改變了以往抽排甲烷利用率低的狀況，降低了企業的生產能耗，其工作原理是通過甲烷燃燒產生大量的熱量壓縮活塞，驅動渦輪做功，從而將機械能轉化為電能。
2.4 多余壓差發電
多余壓差發電是指利用企業生產的多余壓差轉化為機械能后進行發電的技術。首鋼一、三高爐應用該項技術，利用高爐在冶煉過程中產生的大量具有一定壓力的煤氣，通過煤氣透平機組將煤氣的壓力轉化為機械能后發電，具有見效快、效益高、降低生產成本的作用。廣東韶鋼應用該項技術發電，年效益達5 000萬元以上，效益十分顯著。
參考文獻
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