工业余热收回再利用的发展前景解析

　　一、工业余热可收回率高，方针支撑余热运用
　　1、工业余热可收回运用率达60%，节能潜力大
　　我国工业余热资源丰富，余热资源约占其燃料耗费总量的17%~67%，其间可收回率达60%。余热资源十分丰富，特别是在钢铁、有色、化工、水泥、建材、石油与石化、轻工、煤炭等职业，余热资源约占其燃料耗费总量的17%~67%，其间可收回运用的余热资源约占余热总资源的60%。现在我国余热资源运用份额低，大型钢铁企业余热运用率约为30%～50%，其他职业则更低，余热运用进步潜力大。余热资源是指在现有条件下有或许收回运用而没有收回运用的能量。余热资源从其来历可分高温烟气余热和冷却介质余热等六类，其间高温烟气余热和冷却介质余热占比高，别离到达余热总资源的50%和20%左右，是余热收回运用的首要来历。图1：余热资源散布状况，高温烟气余热约占50%表1：余热资源及其特色
　　2、国家方针大力支撑余热收回运用
　　我国政府方案到2020年将碳排放量削减40%-45%，现在面临着巨大的减排压力。
　　政府正在推行各项有利于节能减排的方针，其间余热收回运用作为进步动力运用功率的有用途径，国家出台多项方针鼓舞企业进行余热收回运用。
　　(1)2009年12月29日工信部推出《钢铁企业烧结余热发电技能推行施行方案》，方案用3年时刻即2010-2012年，出资超越50亿元，在全国37家要点钢铁企业，对82台烧结机推行施行烧结余热发电技能，以下降钢铁企业的能耗水平。本年3月国务院常务会议提出，要求树立钢铁职业碳排放查核体系，估量余热收回运用将取得进一步推动。
　　(2)2010年4月2日国务院下发《关于加快推行合同动力管理促进节能服务工业开展的定见》，要求加快推行合同动力管理，活跃开展节能服务工业，一起加大资金支撑力度和施行税收扶持方针。
　　(3)在《当时国家鼓舞开展的环保工业设备(产品)目录》中，鼓舞开展用于电力、石化、冶金、钢铁、水泥建材、印染、造纸、地热、糖酒工业等废热、余热收回运用发电设备。
　　(4)《节能中期专项规划》中清晰将“余热余压运用工程”列为要点工程之一。2006年，发改委在《节能中期专项规划》中清晰将“余热余压运用工程”列为要点工程，提出“十一五”期间在钢铁联合企业施行干法熄焦、高炉炉顶压差发电、全高炉煤气发电改造以及转炉煤气收回运用。
　　(5)《“十一五”要点节能工程施行定见》要求研讨拟定鼓舞运用余热余压发电、供热和制冷的优惠方针，并在钢铁、水泥职业推行运用。国家发改委2006年7月发布的《“十一五”要点节能工程施行定见》的第三项为“余热余压运用工程”，要求在钢铁职业推行干法熄焦技能、高炉炉顶压差发电技能；在水泥职业推行纯低温余热发电技能，建造水泥余热发电设备，研讨拟定鼓舞运用余热余压发电、供热和制冷的优惠方针。表2：与余热收回运用相关的各项方针内容
　　3、余热运用三大首要途径
　　现在余热运用的途径首要有三种：
　　第一种是热交换；是收回工业余热直接、功率较高的经济办法，该类途径不改动余热能量的办法，仅仅通过换热设备将余热能量直接传递给本身工艺的耗能流程，下降一次动力耗费。首要运用办法有间壁式换热、余热锅炉、蓄热式热交换、热管的换热等。
　　第二种是热工转化；运用热功转化可进步余热的档次。首要选用余热锅炉发电，是工业余热运用的首要办法；
　　第三种是选用热泵(溴冷机)体系收回余热，适用于工业和民用的低温余热收回。
　　1)工业余热运用首要办法：余热锅炉发电
　　余热锅炉是余热发电体系中的重要设备。依据用处不同，余热锅炉可细分为电站余热锅炉和工业余热锅炉。相对电站余热锅炉，工业余热锅炉运转环境恶劣，规划、制作工艺较为杂乱，多为非标产品。表3：电站余热锅炉和工业余热锅炉特色
　　余热资源的运用功率和余热资源的温度有关，一般状况温度越高，运用功率越高。依据余热资源温度的凹凸可分为高温余热(高于500℃)，中温余热(200~500℃)和低温余热(低于200℃)。余热锅炉发电一般适用于高温余热，而热泵收回体系则适用于低温余热。
　　2)低温余热运用首选设备：溴冷机和热泵
　　溴化锂吸收式机组是运用余热资源作为机组的动力，通过驱动机组到达制冷或供热的意图；而热泵机组收回余热则是运用热泵体系提取低温余热资源，以到达充分运用余热的意图。
　　溴化锂吸收式机组作业原理：溴化锂制冷机是以热能为动力源，以水为制冷剂，以溴化锂溶液为吸收剂，制取冷源水。其热源首要有蒸汽、热水、燃气和燃油等，可分为直燃型、蒸汽型和热水型。蒸汽型机组可运用蒸汽余热，如城市集中供热热网、热电冷联供体系、纺织、化工、冶金等职业；热水型机组，可运用65℃以上的热水，如工业范畴工艺进程发生的余热热水制取冷水。由所以“以热制冷”，溴化锂制冷机能够运用工业废余热为工业供给工艺所需冷水或空调。
　　紧缩式热泵作业原理：热泵体系是通过换热介质，从低温热源汲取热量，然后在高温处开释出热量；热泵体系一般由蒸腾器、紧缩机、冷凝器和胀大阀四大部件组成。低佛点换热工质流经蒸腾器时蒸腾，从低温位处吸收热量，通过紧缩机紧缩后升温升压；然后流经冷凝器，在冷凝器冷凝中，将从蒸腾器中汲取的热量和紧缩机耗功所适当的那部分热量开释；开释出的热量就传递给高温热源，使其温度进步。蒸汽冷凝降温后变成液相，流经节流阀胀大后，低压液相工质流入蒸腾器，如此不断往复循环，热泵体系就能使低温热量接连不断地传递到高温热源处。
　　二、余热运用设备商场容量大，步入黄金开展期
　　1、余热锅炉运用范畴广，未来五年商场规划将达680亿元
　　余热锅炉商场规划加快增加，按蒸吨核算08年增速达30%。据我国工业年鉴的核算，2008年出产各类余热锅炉1146台，算计29865t(蒸汽)，与2007年的余热锅炉722台，算计23124t(蒸汽)比较，台数增加58.7%，蒸汽吨数增加29.2%；一起完成产值34亿元，较07年24.8亿元同比增加37%。图8：余热锅炉产值加快增加(按蒸吨核算)，08年增加率达30%图9：08年国内余热锅炉产值大幅增加(台数)
　　余热锅炉属节能环保产品，跟着国家节能减排作业的活跃推动，特别是钢铁、焦化、水泥等重要职业节能减排作业的推动，估量余热锅炉商场将加快开展。依据预算未来5年国内余热锅炉商场容量估量到达680亿元。表4：余热锅炉设备商场容量预算，未来5年将到达680亿元
　　1)钢铁职业：烧结余热发电将大面积推行
　　(1)钢铁职业余热资源约占37%，余热运用率低，进步空间大
　　钢铁职业能耗约占全国工业总能耗的15%，其间余热资源约占37%，节能空间大。据核算，05年我国大中型企业吨钢发生的余热总量为8.44GJ，约占吨钢能耗的37%，其间终产品或中心产品所带着的显热约占余热总量的39%，各种熔渣的显热约占9%，各种废(烟)气占37%，冷却水带着的物理热约占15%，余热资源丰富。图10：钢铁职业余热资源丰富，产品显热占比高达39%
　　我国大型钢铁企业余热运用率约为30%～50%，国外先进企业余热运用率达90%，未来进步空间大。我国大中型钢铁企业余热资源的运用率大约为30%～50%，2010年4月假如加上其他中小型钢铁厂，全国均匀水平则更低；而国外先进钢铁企业余热余能的收回运用率均匀达80%，有的在90%以上，如日本新日铁高达92%。
　　(2)氧气转炉余热发电运用广泛，烧结余热发电刚刚推行，未来增加空间大
　　在钢铁职业中，余热收回运用部分首要有氧气转炉余热发电和烧结余热发电。现在氧气转炉余热锅炉在钢铁职业现已得到广泛的运用，而烧结余热发电在国内钢铁企业才刚刚发动，将在钢铁大面积推行。
　　烧结工序能耗占比高，收回运用可节省能耗10kg标煤/吨烧结矿。在钢铁企业烧结工序能耗仅次于高炉炼铁工序，占总能耗的9%-12%。热烧结矿出炉温度约700~800℃，选用烧结余热发电能够收回烧结矿显热约24kg标煤/吨，扣除设备运转能耗，能够下降烧结工序能耗约10kg标煤/吨。
　　现在国内烧结余热收回运用率缺乏4%，运用份额低。现在我国已建成约10套烧结余热发电机组共触及19台烧结机，烧结机面积4849平米，发电机组总装机容量13.7万千瓦，但烧结余热发电技能推行份额不及4%，未来进步空间大。
　　工信部推出了《钢铁企业烧结余热发电技能推行施行方案》大力推行烧结余热发电。2009年12月29日工信部推出了《钢铁企业烧结余热发电技能推行施行方案》，方案方案用3年时刻2010-2012年，出资超越50亿元，在全国37家要点钢铁企业，对82台烧结机推行施行烧结余热发电技能，以下降职业能耗水平。在2010年第一批推行该技能的将有首钢、承钢、安钢、本钢、鞍钢、济钢、莱钢等7家公司的18台烧结机，估量可构成大约40万吨规范煤节能才能。现在烧结余热发电技能在国内运用现已老练，全套设备都可国产化，具有全面推行条件，估量将取得大面积推行。
　　(3)钢铁职业余热锅炉商场容量测算
　　氧气转炉余热锅炉：依据国家核算局核算数据，2009年我国粗钢和钢材产值别离为56803.3万吨和69626.3万吨，同比别离增加12.9%和15.2%。氧气转炉余热锅炉的运转环境较恶劣，运用寿命较短，均匀3-5年就需求更新。现在国内有1000多家钢铁厂，依据预算氧气转炉余热锅炉的国内需求量每年约350台/套，近6000蒸吨；依照每套250万元的价格测算，每年约8.75亿元，未来5年国内商场容量约44亿。烧结余热锅炉：工信部方案用3年时刻，出资超越50亿元，在全国37家要点钢铁企业对82台烧结机推行施行烧结余热发电技能，加上其他钢铁企业需求，估量烧结余热锅炉需求量每年约50台/套，按每套800万测算，未来5年烧结余热锅炉商场容量约20亿元。
　　2)焦化职业：干熄焦余热发电现在装备份额低
　　(1)干熄焦余热收回功率高，本钱收回期短
　　干熄焦余热收回体系可收回红焦显热83%左右，使炼焦进程的热功率进步10%以上。干熄焦余热收回体系均匀每熄1吨红焦可收回3.9MPa、450℃蒸汽0.45～0.58吨，收回红焦显热83%左右，使炼焦进程的热功率进步10%以上；与湿法熄焦比较，可下降由每吨红焦发生的约0.5吨含有酚、氰化物和硫化物等有害物质的废蒸汽，一起还可改进焦炭质量、下降高炉焦比、进步产值。
　　余热发电下降本钱，出资收回期短。以年产60万吨的焦化企业为例，其可配套建造2×12MW余热锅炉，每年可节省4000万元，工程出资约为1.2~1.3亿元人民币，出资收回期约为3年。
　　现在我国干熄焦装备份额较低，开展空间大。现在国内只要71套干熄焦在运用，装备份额约20%左右，份额较低，因而干熄焦设备在国内现有焦化厂的改造中将有很了干熄焦技能，按焦炭产值核算，其普及率已到达90%。现在干熄焦技能已完成国产化，运用规划将持续扩展，干熄焦余热锅炉需求将增加。
　　(2)干熄焦余热锅炉商场容量测算
　　依据国家核算局对2009年全国规划以上企业累计共出产焦炭34502万吨，同比增加10.5%，约占焦炭总量的60%。全国焦化企业数量在1000家左右，截止2009年6月，我国干熄焦设备已投产71套，在建约52套，现在干熄焦锅炉装备份额约20%，未来进步空间大；估量未来5年我国干熄焦余热锅炉的总需求量约为200台，依照1300万元/台的价格测算，未来5年商场容量约26亿元。
　　3)水泥职业：低温余热发电技能和设备国产化
　　(1)水泥低温余热发电技能老练，节能作用显著选用新式干法水泥产值占比逐步进步，余热发电规划比率将上升。截止2008年末，我国水泥总产值约14亿吨，其间先进的新式干法水泥量约8.4亿吨，占总量的60%，其他为落后出产工艺产值。跟着职业结构调整和筛选落后水泥产能方针的推动，估量新式干法水泥产值的比重将占到总量的90%以上。表5：2008年我国新式干法水泥熟料出产线状况
　　低温余热发电技能水平先进，现在技能和国产设备现已老练。新式干法水泥出产线窑头、窑尾排放的350度以下的低温废气余热可进行余热发电，将水泥出产归纳热运用率从60%左右进步到90%以上。现在我国水泥窑余热低温发电技能和自主开发的设备现已老练牢靠，尤其是补汽式汽轮机技能研制取得打破。
　　现在纯中低温余热发电量已到达30～40kWh/t熟料，使得水泥出产线的自供电量到达1/3以上，经济效益显着，一起窑头、窑尾废气温度进一步下降，对环境的热污染程度下降。
　　水泥余热发电节能作用显着，出资报答期大约3.5年。以单条5000t/d水泥熟料出产线为例：年规划水泥熟料产能150万吨，以现有均匀吨熟料发电34kWh核算，年发电5100多万kWh。扣除体系自耗电7%，年可供电4700万kWh，适当于节省标煤1.9万吨(按供电煤耗404g标煤/kWh核算)。按电网电价0.55元/kWh，余热发电本钱约0.15元/kWh计，单条出产线年电价差1880万元，以项目出资6500万元核算，出资收回期约3.5年。表6：水泥职业余热发电出资报答测算
　　(2)国内水泥职业商场容量预算
　　截止08年，我国有日产2000吨以上新式干法窑水泥出产线594条，现已配套建造各种类型的纯低温余热电站约186座(包含现已投产运转和正在建造的余热电站)，依照到2015年国内1200条新式干法水泥出产线中有70%的新式干法水泥出产线配套建造纯低温余热电站的方针，未来5年水泥职业需余热锅炉约500套，即均匀每年100套，按每套800万核算，估量未来5年商场容量约40亿元左右。
　　4)废物发电：未来或将出现爆发式增加
　　现在全世界每年发生约4.9亿吨废物，仅我国每年就发生近1.5亿吨城市废物。依据国家环保总局猜测，2010年我国城市废物年产值将为1.52亿吨，估量2020年将到达2.1亿吨。我国固废网发布的《2010我国城市生活废物职业出资剖析陈述》猜测，未来10年，我国废物焚烧处理总量份额将由现在的2%～3%上升到10%～20%。城市生活废物焚烧发电技能首要有机械炉排炉和流化床废物焚烧技能。在发达国家，废物处理和资源化运用已成为老练工业，废物焚烧发电技能正在向大型化、高效化开展。欧洲各国拟定了严厉的废物焚烧规范；英国在其非化石燃料条约、德国在其新动力法中都规则：废物直接焚烧发电的电力电量强制上网，并施行电价补助或绿色电价。至2008年末，国内已建成56座废物电站。依据《2010年我国动力严峻新开工施工项目纵览表》，2010年国内拟建造的废物电站项目到达41个。现在存在着对排放有害气体二恶英的忧虑，但废物好的处理办法仍是焚烧，估量问题一旦处理后，未来废物发电或许会出现爆发式的增加。咱们估量未来5年废物焚烧电站建站超越200座，其间废物焚烧发电余热锅炉将到30亿元。
　　5)其他职业：商场涣散，容量不小
　　除了运用在钢铁、焦化、水泥职业的余热锅炉种类，还有运用在有色、化工、造纸等职业的余热锅炉等。
　　有色冶金余热锅炉商场容量：2007年我国铜、铅产值别离为344万吨、272万吨，估量未来5年有色金属冶炼炉改造仅铜、铅两项对余热锅炉的需求将到达2700蒸吨，约300台/套，均匀每年60台/套，依照每台750万的价格测算，未来5年国内铜铅有色冶金余热锅炉的商场容量约25亿元。化工职业余热锅炉商场容量：化工职业的余热资源大约占整个职业燃料耗费量的15%，余热资源丰富，余热锅炉的运用远景宽广。现在需求量大的为小化肥余热锅炉和硫磺制酸余热锅炉，2008年的产值别离为1907蒸吨和521蒸吨，算计近2500蒸吨。估量整个化工职业余热锅炉的商场容量在15亿元左右。
　　造纸职业余热锅炉商场容量：造纸工艺进程中会发生很多的造纸黑液，造纸黑液直接排放将严峻污染水资源。将造纸黑液经蒸腾浓缩后，喷入碱收回余热锅炉进行焚烧，既可收回其间的碱，又可运用焚烧发生的蒸气发电。现在，全国造纸企业约有6000多家，估量碱收回余热锅炉的商场容量约为15亿元。燃气轮机电站锅炉商场容量：我国燃气轮机发电装机容量占比低，约占3.7%。到2009年末，全国发电设备容量87407万千瓦，燃气轮机(包含联合循环)发电机组总装机容量约为3300万千瓦，约占3.7%。在国外发达国家，如美国燃气轮机占总装机容量的10%以上，约占火电新增发电容量的40%～50%。为了适度开展天然气发电，结合西气东输和引入国外液化天然气、管道天然气等工程的建造，近年来我国正在建造一批燃气轮机循环发电机组。余热锅炉是燃气轮机循环发电的重要设备，燃气轮机发电的高速开展必定带动燃气轮机余热锅炉的高速开展；08年燃气轮机余热锅炉产值15台，算计3175蒸吨，估量未来5年燃气轮机电站余热锅炉商场容量约30亿元。
　　余热锅炉的运用广泛，但凡有很多余热的当地，都能够余热锅炉收回运用，估量其他职业未来5年余热锅炉商场规划约达35亿元。
　　余热锅炉商场容量：余热锅炉工业归于技能和劳动密集型工业，跟着工业的分工搬运，估量有更多国外企业将余热锅炉的出产搬运到我国或直接在我国收购，现在国内产家现已进入商场，余热锅炉产品出口到美国、德国、奥地利、印度、尼日利亚、非洲等国家和地区。估量商场余热锅炉商场约是国内商场的1.5倍左右，未来5年余热锅炉商场容量大约400亿元，国内商场算计约680亿元，余热锅炉商场远景十分宽广。
　　2、热泵(溴冷机)工民业两用，商场运用空间广
　　热泵和溴冷机体系既可用于工业，收回工业低温余热；也可民用，运用低温余热为民用修建供给制冷或供热。工业客户首要包含电厂、冶金、医药、纺织、石油化工等，收回工业的低温余热；民用客户首要为修建用户，为修建物供给制冷或供热。其间水源热泵技能现已被广泛运用于各类修建中需求供暖供冷的中央空调体系，一起运用于工业范畴的冷冻、冷藏等工艺体系。
　　水源热泵机组收回工业电厂低温余热：热泵机组可从电厂循环冷却水中提取低位热能，然后进步为能够运用的高温热能，然后进步电厂的动力运用率。如一座300MW的凝汽式发电机组，其循环冷却水放余热热量假如收回可供约600万平方米修建物采暖，低温余热资源运用节能作用显着。
　　水源热泵商场容量：因为水源热泵可有用运用低温余热，作为节能减排的重要手法，估量将取得进一步的开展。现在水源热泵体系商场容量约18亿元，职业增速约达20%-30%，估量有望持续坚持20%以上职业增速。图16：估量2010年水地源热泵商场容量到达20亿元
　　原标题：工业余热收回再运用的开展远景解析