淺析余熱發(fā)電的類型及其應用

摘 要：如今，隨著科技的不斷進步，經(jīng)濟的飛速發(fā)展，在人們的生產(chǎn)生活中，能源的消耗量巨大，如何在保障經(jīng)濟發(fā)展的同時節(jié)約能源，減少內(nèi)耗，緩解能源短缺以及溫室效應、環(huán)境惡化等問題，是發(fā)展低碳環(huán)保、環(huán)境友好型經(jīng)濟的必然選擇。因此，節(jié)能環(huán)保的新科技、新技術(shù)、新工藝的應用越來越廣泛。我國經(jīng)濟正處于持續(xù)高速發(fā)展時期，能源短缺問題嚴重影響著各行業(yè)發(fā)展，節(jié)約能源已成為發(fā)展的重要內(nèi)容。余熱發(fā)電即是實現(xiàn)節(jié)能減排的一個重要的途徑和方法，本文在國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎上，結(jié)合我國國情，對余熱發(fā)電的概念、類型及其應用進行了簡要的分析，希望借此能夠?qū)ο嚓P(guān)企業(yè)和單位的生產(chǎn)工作有所補益。

關(guān)鍵詞：余熱發(fā)電；類型；應用

作為推動社會進步和發(fā)展動力的能源在工業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用，是人類賴以生存的重要物質(zhì)基礎，隨著全球經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源問題得到了人們越來越多的關(guān)注，如何在保障經(jīng)濟發(fā)展的同時節(jié)約能源，減少內(nèi)耗，緩解能源短缺以及溫室效應、環(huán)境惡化等問題，是發(fā)展低碳環(huán)保、環(huán)境友好型經(jīng)濟的必然選擇。繼煤炭、石油、天然氣和水電之后的節(jié)能新技術(shù)的被喻為是“第五種常規(guī)能源”，通過對其的運用可以降低熱污染、減輕溫室效應、節(jié)約能源、保護環(huán)境從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。本文從余熱發(fā)電的概念、意義及其在各個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應用入手，對節(jié)能新技術(shù)進行討論和分析。

1 余熱發(fā)電的概念及意義概述

在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中常常會產(chǎn)生一些多余的熱量，這些余熱大多數(shù)并沒有被進行處理就直接排進了大氣中，不但增加了企業(yè)生產(chǎn)成本，而且造成了嚴重的浪費和污染。根據(jù)國務院《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》的相關(guān)規(guī)定，預計到2015年的時候，全國萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗要降到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%。余熱簡單的說就是燃料在燃燒的時候所產(chǎn)生的熱量在經(jīng)過處理后所剩下的熱量，所謂余熱發(fā)電指的是將余熱通過一定的工藝將其轉(zhuǎn)換成電能的技術(shù)。余熱發(fā)電相比于傳統(tǒng)的發(fā)電形式有著明顯的優(yōu)勢，不但管理簡單、利用率高，而且能夠節(jié)省成本獲得較高的收益，充分的利用能源降低損耗，提高生產(chǎn)效率，減少二氧化碳等溫室氣體和有害氣體的排放，保護生態(tài)環(huán)境，企業(yè)通過其可以節(jié)約能源、資源、降低成本。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，廣泛的應用余熱發(fā)電可以有效的實現(xiàn)節(jié)能減排的目標，建立節(jié)能、循環(huán)、環(huán)保的經(jīng)濟項目。

2 余熱發(fā)電的類型及其應用

2.1 低溫余熱發(fā)電

低溫余熱是指200℃以下的工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)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(yè)加熱爐的排煙氣等熱量，通過這些低溫下產(chǎn)生的余熱進行的發(fā)電技術(shù)就是低溫余熱發(fā)電，具體的操作方法是通過低品位熱能汽輪機、全流透平、螺桿膨脹機等設備進行操作，將低溫余熱轉(zhuǎn)化為電能。低溫余熱發(fā)電能夠?qū)⒍趸肌⒁谎趸嫉扔泻怏w回收起來，減少這些氣體的排放量從而降低溫室效應，還能夠緩解大型企業(yè)的用電量，節(jié)約能源的同時保護環(huán)境。利用純低溫余熱發(fā)電技術(shù)在水泥、鋼鐵、冶金、石化等行業(yè)中的利用非常廣泛，通過這一技術(shù)可以有效的節(jié)約能源消耗。水泥制造業(yè)對于能源的消耗量很大，是不折不扣的高能耗產(chǎn)業(yè)，在其生產(chǎn)水泥的過程中需要燃燒大量的煤炭，消耗大量的電能，能源消耗量巨大。在很多水泥回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線中大量的低溫余熱未被有效的利用，造成了能源的浪費。現(xiàn)在新型干法水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)得到了相關(guān)部門的認可，并逐步推廣使用，實現(xiàn)了水泥工業(yè)的節(jié)能減排，能夠相對的減少二氧化碳排放。據(jù)統(tǒng)計近年來我國應用新型干法水泥生產(chǎn)線已經(jīng)加至1086條，“十二五”前三年預計每年投運200條生產(chǎn)線余熱電站。窯頭余熱鍋爐、純凝式汽輪發(fā)電機組、新型干法水泥窯、窯尾余熱鍋爐是低溫余熱發(fā)電技術(shù)所需要的基本設備，此外還需要一些輔助設備才能夠建立起低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。中國石油蘭州石化分公司應用純低溫余熱發(fā)電技術(shù)每年可回收并外供低溫熱超過1.5×104kcal/h，每年都能夠節(jié)省700萬以上的成本費用，還能夠得到超過400萬元的額外利潤。可見低溫余熱發(fā)電技術(shù)的運用對于企業(yè)的發(fā)展有著極大的推動作用，值得大力的在鋼鐵企業(yè)中推廣使用。

2.2 高溫煙氣余熱發(fā)電

高溫煙氣余熱發(fā)電指的是利用冶金、化工、建材等企業(yè)生產(chǎn)高溫作業(yè)中產(chǎn)生大量中等品位的高溫煙氣余熱為熱源進行發(fā)電的技術(shù)。這些單位在生產(chǎn)過程中不可避免的會產(chǎn)生大量的煙氣、廢氣、灰塵等有害物質(zhì)，能源利用率低，對于生態(tài)環(huán)境和大氣環(huán)境的污染嚴重。通過高溫煙氣余熱發(fā)電技術(shù)可以在發(fā)電的同時將這些有害物質(zhì)回收，緩解其碎玉大氣環(huán)境的污染程度，降低能源消耗、節(jié)約能源。

2.3 廢氣、廢液余熱發(fā)電

企業(yè)高溫生產(chǎn)過程之中常常會出現(xiàn)廢氣、廢液，這些廢棄物中會產(chǎn)生一定的熱量即是余熱，利用余熱進行發(fā)電可以有效的節(jié)能減排。在鋼鐵企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)過程中，一半的熱能都會隨著排出的廢氣流失掉，而且廢氣帶走的熱能占燒結(jié)總能耗的比重也很大。所以，相關(guān)的鋼鐵行業(yè)和企業(yè)要重視燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)，將燒結(jié)工序進行時產(chǎn)生的能耗降到最低，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。一般看來說，燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)的設備主要由廢氣回收輸送系統(tǒng)、廢氣鍋爐、凝汽式汽輪發(fā)電機、DCS集散控制系統(tǒng)及輔助設備等組成。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計運用這一技術(shù)以后的2010年我國鋼鐵行業(yè)在生產(chǎn)中就節(jié)省了40萬噸以上的煤炭資源。利用廢氣余熱發(fā)電技術(shù)進行工業(yè)生產(chǎn)，能夠有效的降低甲烷排放量，充分利用資源，降低生產(chǎn)成本，并通過甲烷燃燒產(chǎn)生大量的熱量壓縮活塞，驅(qū)動渦輪做功，將其由機械能轉(zhuǎn)化為電能。

2.4 多余壓差發(fā)電

所謂多余壓差發(fā)電及即是指將企業(yè)生產(chǎn)的時候所產(chǎn)生的多余壓差轉(zhuǎn)化為機械能后進行發(fā)電的技術(shù)。在我國的重工業(yè)企業(yè)中這一技術(shù)的應用較為廣泛，可以通過高爐冶煉過程中產(chǎn)生的大量壓力煤氣來獲得多余壓差，在通過煤氣透平機組將煤氣的壓力轉(zhuǎn)化為機械能后發(fā)電，這樣既可以降低企業(yè)的成本又可以快速的獲得收益。

總之，從我國余熱發(fā)電技術(shù)的實際應用情況可以看出，余熱發(fā)電技術(shù)不僅可以節(jié)約能源，而且能夠帶來豐厚的經(jīng)濟效益，對于保護環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展道路具有重要的意義。

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