工业企业余热、废热在集中供热中应用.pptx

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,工业企业余热、废热在集中供热中应用,山东建筑大学热能工程学院,主要内容,一、我国的能源基本现状二、集中供热存在的问题三、余热废热利用思路四、余热、废热低品位能源的开发利用五、扩大供回水管网温差、推广低温供热技术六、采用余热废热供热的方法,一、我国能源的基本现状,1）能源开采情况2005年：

商品能源总量22.25亿吨标准煤，增长15%，其中煤炭19.09亿吨，原油产量1.81亿吨，进口1.36亿吨，占总量的42.9%，天然气产量499.5亿m3。

2006年：

商品能源总量24.6亿吨标准煤，增长约10%，其中煤炭21.13亿吨，原油产量1.84亿吨，进口1.63亿吨，占总量的47%，天然气产量585.5亿m3。

2007年：

商品能源总量26.5亿吨标准煤，增长约8%，其中煤炭21.13亿吨，原油产量1.84亿吨，进口1.83亿吨，占总量的50%，天然气产量693.1亿m3。

2008年，中国一次能源消费总量28亿吨标准煤，比上年增长5.2%。

其中，原煤产量27.93亿吨，比上年增长4.1%；原油产量1.9亿吨，比上年增长2.2%；天然气产量760.8亿立方米，比上年增长9.9%；发电量34668.8亿千瓦小时，比上年增长5.6%。

2009年：

能源总量30亿吨标准煤，其中煤炭占68.7%，原油占总量的18%，天然气占3.4%。

2010年：

一次能源生产总量32.5亿吨标准煤，增长5.9%。

2）存在问题（）能源供应总量不足，人均占有量很低煤炭储量占世界储量量11，人均煤炭储量仅为世界平均量的42.5。

原油储量占世界储量的2.4，人均石油储量仅为世界平均量的17.1。

天然气储量占世界储量的1.2，人均天然气仅为世界平均量的13.2。

我国对进口石油的依存度不断加大；对外的依存度2003年为35%，2004年为45.2%石油领域的竞争已经大大超过了一般商业范畴,由此石油安全成为重大课题。

（）单位产品能耗水平高，浪费严重2009年全国单位GDP能耗为1.077吨标准煤/万元,（）石油供应紧缺和能源安全问题突出,我国的能源消费中70多是原煤直接燃烧,由此造成的环境污染问题，已经影响到国民经济的可持续发展和人民群众的身体健康。

中国的烟尘和二氧化硫的排放量其中70和90是由燃煤产生的。

从我国面前的煤炭生产和消费来看，均难以适应环境保护和可持续发展的要求，这是一个很大的矛盾。

（）能源发展与环境保护的矛盾更加突出,二集中供热存在的问题,目前我国集中供热的突出问题是：

高能耗、高成本、高污染、低效率，严重影响着供热行业的可持续发展。

主要表现在：

随我国建筑业的快速发展，需要集中供热的建筑数量大幅增加，尽管采取各种建筑节能技术，但集中采暖能耗每年大幅增长。

传统燃煤直接供热的热效率偏低，综合效率一般在60%75%，长期以来没有得到应用方式的突破。

高品质热能得不到梯级利用，集中供热转换过程中的不可逆损失增大。

实际供热中，仅考虑供热的量，没有考虑供热的质，没有体现能量的梯级利用，造成高电耗、高能耗，供热可用较低品质的热。

换热站采用间接换热，换热效果差，存在较大换热温差，换热器流动阻力大，占地面积大，降低一次网热量输送能力，也就降低了供热能力。

同时，间接换热站水力调节相对困难，对推广热计量后的变流量调节适应性差。

供热系统庞大，采用人工调节方式效率低，准确度差，水力失调严重，造成局部过热，导致巨大浪费，不能满足供热调节的要求。

目前，国内外虽然对这一系列问题进行了一定的研究，并取得一些成果，在一定范围内应用，但系统性差，效果一般。

集中供热是大系统工程，供热企业往往对某个环节进行改造，不能很好解决供热系统存在的问题。

我国2010年总能耗折合32.5亿吨标准煤，其中50%多的用于冶金、机械、水泥等建材生产、发电等行业，这些行业的能源综合利用效率不足50%，产生大量废热，这些废热用于集中供热，将替代大量的燃煤，节能效果显著。

目前采用余热废热集中供热存在的瓶颈问题主要有：

如何提取工业企业废热余热；一次网回水温度高，热能输送能力低，不利于废热余热的直接利用；换热站换热温差大，不利于废热供热；建筑采用暖气片采暖，供回水温度高，阻碍余热、废热利用。

三、余热废热利用思路,余热废热直接换热用于集中供热，要求回水温度较低，直接换热。

利用蒸汽、高温热水驱动吸收式热泵或电驱动压缩式热泵技术提取不同品位的余热废热技术余热、废热与常规能源的复合利用，提高余热废热在区域供热系统的的利用率，降低锅炉和热电联产集中供热的燃煤量。

采用有效可行技术方案，充分利用已有设备和管网，降低投资，节省运行成本；,四、余热、废热低品位能源在供热中的利用,冶金、机械、化工、水泥等建材生产、发电等行业有大量的余热、废热，广泛存在于废气、废水（循环水）和废渣中。

废渣、物料、工件余热废热的提取，干法提取或湿法提取。

废气的余热废热提取，废热锅炉生产热水或蒸汽，水气预热。

循环水的余热废热，直接利用，或作为低温热源，采用热泵提取。

注意问题：

1、腐蚀性2、杂质对换热器的堵塞3、供应的不稳定性和不连续性,例如济钢余热、废热量巨大，可用于采暖的废热见下表。

供热潜力见下表,五扩大供回水管网温差、推广低温供热技术,对居民建筑末端推广采用地板辐射采暖，供水温度可降至35，对公共建筑推广地板辐射采暖或风机换热器，供水温度可降至35或45。

将采用暖气片采暖建筑的回水作为地板辐射采暖建筑的供水，降低回水温度，拉大供回水温差扩大供回水温差，较低温度的回水可以直接与废热换热，提高废热利用率。

同时扩大供回水温差提高管网输送能力，降低供热成本，扩大供热面积。

换热站推广混水换热站，降低换热温差，提高一次网供回水温差，降低循环泵消耗。

推广地板辐射采暖该技术采暖地面温度高，上部温度低，与散热器采暖温度分布相反，舒适，可节能2030；可采用一次网回水供热，进一步提高一次网的能力，降低热损和动力消耗，降低供热成本。

技术成熟，造价与散热器方式相差不多，不占空间，减少装修费。

推广多热源环网供热技术可提高供热系统的可靠性实现就近供热，降低动力消耗在低负荷时，优先运行热效率高，成本低的热源降低设备备用率，降低初投资提高管网调节能力,优化水泵选择与运行选择合适的流量与扬程泵的Q和H满足要求,有10-15的富裕量，严禁富余量过大；宜与管网联合计算，正确确定工作点，使工作点处于较高效率值范围内；Q较大，宜并联,并联台数不宜多，尽量用同型号泵并联。

水泵的调节注意多台并联时的调节，能较为合理的实现分阶段调节；对变流量系统，宜设一台变频泵，实现定速水泵与变速水泵并联运行管网；在首站的循环泵，宜采用蒸汽驱动水泵，不仅可能高能源利用效率，还可以方便调节。

推广混水换热技术优化换热站的规模与运行参数规模控制在520万m2。

选择阻力小的换热器。

以换热站为调节单位。

建有完备的测量与控制系统。

对不同性质得用户采用不同的回路供热，例如学校和公共建筑。

推广混水换热技术混水化热技术节省动力消耗，降低换热站水泵扬程，有些取消水泵，节能60以上。

降低混热温差，提高一次网供回水温差，扩大供热能力，提高20以上。

便于水温调节，减少热力失调，易实现变流量调节。

设备可撬装整体生产，安装方便，占地面积小。

控制水温可靠，不会出现末端不热现象。

缺点：

增大一次水漏水量和水污染对自控要求水平高各个换热站水泵扬程不统一,混水换热方式喷射泵引射回水，只能在资用压头高的换热站用，现在很少采用，但节能；设单回水泵方式，一次水压满足混水要求；设一次混水泵和回水泵双泵方式，一次水压不满足混水要求，一次混水泵可设为分布式变频泵，这样减少动力消耗可高达80以上。

1.1混水换热供热原理及组成采用一次供水和部分二次网回水掺混达到二次网供热温度。

混水换热系统主要由变频混水泵、混水器、流量控制器、电动控制阀和自动控制系统组成。

1、混水换热技术,混水换热站,2、混水换热技术,1,3.1技术特点无换热温差，换热量大，减少换热站占地面积和投资；拉大一次,网供回水温差，提高供热能力，降低一次管网的投资，对于已有供热管网的老区，在旧建筑进行改造后，采暖面积大幅增加，采用本技术后不用新建一次网，可解决供热能力不足的问题。

2,采用变频泵、流量调节阀、电控阀和智能控制系统结合，可实时调节流量与热量，满足不同热用户对供水温度、供水量和供水压力的不同需求，易与热计量供热系统结合，为推广热计量技术提供了可靠的高效换热和调节技术。

3,降低换热器阻力造成的循环动力消耗，充分利用一次网的资用压头，大幅降低一次网和二次网的循环动力消耗。

3、混水换热技术,中小型热电联产的循环水供热1.2热电联产供热原理,高温水供热,回收利用机组通过冷却塔排入大气的乏汽废热；,对抽凝机组进行技术改造，降低机组真空度，提高凝汽器冷却循环水温度；,利用循环水供热可节能20以上。

1.2循环水供热原理,六采用余热废热供热的方法,采用低温采暖的末端形式采用混水换热站，温度最低可降低到30到35采用吸收式换热站，温度最低可降低到20到25,在热力站用吸收式换热机组替代换热器,吸收式换热机组,120,70,50,70,120,20,70,50,间接换热站,吸收式换热站,120,50,70,50,混水式换热站（暖气片）,120,30,70,30,吸收式换热站（地板辐射）,燃气末端调峰可以进一步增大吸收机的驱动力，使热网回水温度降至10等效于热网供水温度190（热化系数1/3）热网由190降至10，供回水温差180，使热网供热能力增加了2倍,能否进一步大幅度提高传统热电联产的效率？

对于燃煤热电厂,能耗评价,130,20,90,55,一次网温升,加热方式,温度,40,70,余热比例,凝气器,双效热泵,单效热泵,双级热泵,调峰加热,100%,55%,41%,26%,0%,高品质热与凝汽余热之比严寒期2：

1,初末寒3：

4,采暖季3：

2,整个采暖期供热量中余热占40%,降低供热能耗超过40%,可增加机组供热能力30%以上,汽轮机,凝汽器,抽汽2,凝汽1,废热直接利用,废热锅炉,供水,回水,热用户,余热废热,利用热泵提取,锅炉,吸收,热泵,供水,回水,热用户,余热废热,高温废热,吸收热泵,供水回水,热用户,低温废热,赤峰市示范工程,富龙热电厂75t/h蒸汽锅炉两台，90t/h蒸汽锅炉两台配汽机C12-4.9/0.98机组一台，C12-4.9/0.294机组两台29MW热水锅炉两台总供热面积16万平米实验目的：

检验吸收式换热循环工况是否能够真正实现吸收式循环需要的各类吸收式换热机组可靠性和稳定性,吸收式热水换热机组实测性能,工业企业余热废热集中供热方案,方案一对建筑末端采用低温供暖方式建设直接换热站和调峰热水锅炉，一般是区域的低温直供方案二对建筑末端采用低温供暖方式换热站采用混水或吸收热泵式换热站在余热废热热源建设换热站建设蒸汽锅炉，用蒸汽驱动吸收热泵提取余热废热制取高温水，COP=1.7。

建设高温水锅炉，用高温水驱动吸收热泵提取余热废热制取高温水,COP=1.3到1.4。

谢谢！

请大家指正,