低品位余热利用方式运用哪些技术?

　　工业余热主要指工业企业热能转换设备及用能设备在生产过程中排放的废热、废水、废气等低品位能源。余热资源普遍存在于钢铁、化工、石油、建材、轻工和食品等行业，这些行业都存在丰富的等级不同的余热资源，利用余热回收技术将这些低品位能源加以回收利用，是节能的重要手段之一。按照余热资源载体的温度高低，可以把余热资源按品味进行划分，温度高则代表余热资源的可做功能力高，即便是直接传热也可以方便利用，即是所谓“高品位余热资源”。温度低，则代表该余热资源品味较低。现在工业企业中品味较高的高温和中温余热资源绝大部分得到了很好的利用，对低品位余热资源的利用也已经进行了不少探索。但是总的来说，低品位余热资源的利用还处于起步阶段。
　　一、低品位余热资源的来源及利用难点

　　余热资源的主要来源为：

　　①烟气的余热;
　　②高温产品和炉渣的余热;
　　③冷却介质的余热;
　　④可燃废气、废液和废料的余热;
　　⑤废汽、废水余热;⑥化学反应余热。

　　比较典型的低品位余热资源有：

　　① 锅炉(加热炉)等排放的烟气，温度在140~220℃;
　　②高炉渣、炼钢渣的冲渣水，温度在60~90℃;
　　③蒸汽冷凝液，温度在90~120℃
　　④炼油行业柴油汽油工艺降温，温度在150℃左右。

　　低品位余热资源的利用难点在于：

　　①大部分低品位余热资源含有腐蚀性的物质，对设备长期安全运行构成不小的影响;
　　②有的低品位余热资源具有间歇性的特点，难于连续运行;
　　③由于品味较低，难以在现场附近寻找到合适的供热(冷)负荷;
　　④用于发电，效率较低，技术还有待成熟，经济效益偏低。

　　二、低品位余热资源利用的关键技术

　　1、以相变换热为代表的高效热管换热技术

　　低品位余热资源的利用由于温差较小，通常要使用较大的传热面积，这也代表着钢材使用量的增加和占地面积的增加，使得传统换热器并不适合于低品位余热资源的利用场合。而采用相变换热为基础的高效热管换热技术，能够大大提高传热系数，减少钢材的耗量，同时也便于控制受热面的壁面温度。

　　2、换热器耐腐蚀\磨损技术

　　工业余热资源普遍存在腐蚀性的因素，烟气里面含有酸性气体和粉尘，废水中含有氯离子等。这些腐蚀性因素对换热器的长期稳定运行构成严重的影响。要想利用低品位余热，就必须解决好腐蚀问题，采用特定的换热器材质，合理布置换热器的结构，都有助于减缓换热器的腐蚀，也要注意换热器利用的经济性。

　　3、热泵及低温余热溴化锂制冷技术

　　使用热泵及低温余热溴化锂制冷，可以将低温余热升级利用，但是也面临提高能效利用效率和受热面腐蚀的问题，需要在热泵和溴化锂制冷机的设计中考虑这一问题。

　　4、膨胀机发电技术

　　膨胀动力机技术作为低品位发电减排技术，能够利用过热蒸汽、饱和蒸汽、热水、热液和其他热源等，可以使用70℃以上的热水和130℃(也有资料介绍在180～20 0℃)以上的不含硫烟气作为热源，也可以使用低压蒸汽。

　　5、有机朗肯循环发电及其它低温发电技术

　　对于工业中大量存在的200 ℃，甚至300℃以下的低品位余热，难以使用常规的蒸汽/饱和蒸汽/热水作为工质进行发电利用。这时候，可以考虑采用有机工质循环方案。

　　三、低温余热回收利用的原则

　　从尽可能充分利用低品位余热资源的角度出发，建议低温余热资源利用遵循以下原则：

　　(1)首先应该尽可能优化生产工艺，合理组织换热流程，降低工艺用能，在生产工艺中尽可能地减少低温余热的产生。
　　(2)低温余热资源的利用要综合考虑厂区内和周边地区的工业、民用等用热(冷、电)需求，不能孤立地考虑，利用的时候应按照用户距离“先近后远”及利用周期“优先长周期”的原则，做好利用规划。
　　(3)低温余热资源的利用应根据余热的品质、数量和用户需求，按照能级匹配的方式实现梯级利用，尽可能减少传热温差。
　　(4)在低温余热资源的利用方式，按照“直接热利用—制冷制热—热功转换”的顺序，合理安排利用方式。
　　(5)具体设计利用方案时，还要考虑是否传热元件的耐腐蚀性和利用技术成熟度，做好经济效益分析和对比。