能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎，能源的利用程度是反映人類進步的一個重要標志。所有工礦企業(yè)都有工業(yè)余熱，余熱屬于二次能源。工業(yè)余熱是指在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，本來可以利用，但實際上被廢棄不用而排放至周圍環(huán)境的那部分熱量。

各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量為17%—80%，其中容易回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%，也就是說，易回收利用的余熱資源約為燃料消耗總量的10.2%—48%。工礦企業(yè)余熱主要集中在鋼鐵、石油、化工、建材、食品、電子等領域，回收余熱節(jié)能的潛力是非常大的。

1、中低溫煙氣余熱回收

工礦企業(yè)余熱中，煙氣的余熱占相當大的比例。煙氣余熱按溫度可分為：高溫煙氣余熱（溫度高于650℃），中溫煙氣余熱（溫度在200℃—650℃），低溫煙氣余熱（200℃以下）。

高溫煙氣由于熱品位比較高，利用難度相對較小，所以這部分余熱基本都得到了利用。而中低溫煙氣特別是低溫煙氣由于余熱量不穩(wěn)定、煙氣中含塵量較大、煙氣中含有腐蝕性物質、煙氣的品味較低等特點，對余熱的回收和利用產(chǎn)生了很大的影響，使得很多工礦企業(yè)直接排放了較難利用的余熱。由于中低溫余熱資源數(shù)量非常巨大，而且分布范圍極其廣泛，所以解決好上述問題，合理回收中低溫煙氣余熱，對于企業(yè)的節(jié)能降耗有很重要的意義。

2、軋鋼加熱爐中低溫煙氣余熱回收

從能耗的構成上看，要降低軋鋼系統(tǒng)的能耗，一方面應通過技術進步降低能源消耗，另一方面，應利用先進的能量回收技術，合理有效地對軋鋼系統(tǒng)中的余熱能源進行回收利用。

目前軋鋼加熱爐余熱回收最常見得一種方式是：通過對加熱爐進行局部改造，增加余熱回收設備—熱管蒸發(fā)器，以充分利用加熱爐尾氣余熱，產(chǎn)生飽和蒸汽并網(wǎng)。這樣既降低了煙氣排放造成的環(huán)境污染，同時又可以回收大量的熱能，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)保效益。

下面就以某鋼廠230t/h寬厚板加熱爐余熱回收案例來說明熱管蒸發(fā)器在加熱爐煙氣余熱回收中的應用。

2.1、加熱爐參數(shù)概述（見表1）


2.2、余熱回收初步設計思路

2.2.1、煙氣計算

計算依據(jù)的是企業(yè)提供的煤氣成分及加熱爐加熱工藝。加熱爐煙氣計算數(shù)據(jù)匯總如表2所示：


根據(jù)以上計算，得出：

1）該加熱爐使用煤氣燃燒生成煙氣系數(shù)為3.01。

2）生成煙氣密度為1.27kg/m3。

3）生成煙氣平均比熱容為1.68kJ/（m3.℃）。

4）生成煙氣中SO2/SO3含量高達263×10-6.

經(jīng)進一步計算求得煙氣酸露點為171℃。

2.2.2、余熱回收計算（見表3）


根據(jù)以上計算，得出結論：

1）煙氣余熱回收系統(tǒng)如果安裝熱管蒸發(fā)器及過熱器，煙囪底部排煙溫度按照高于煙氣酸露點30℃考慮，即200℃，余熱回收系統(tǒng)可產(chǎn)生壓力1.27MPa，溫度300℃的過熱蒸汽7.2t/h。同時。可以將加熱爐原有汽化冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的10t/h蒸汽一起過熱到300℃。

2）煙氣余熱回收系統(tǒng)如果只安裝熱管蒸發(fā)器，可以產(chǎn)生壓力1.27MPa，溫度190℃飽和蒸汽9t。

3）煙氣余熱回收系統(tǒng)如果只安裝過熱器，可以將汽化冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的10t/h蒸汽過熱到300℃，煙氣溫度可以下降23℃。

考慮到余熱回收系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽將來會用于并網(wǎng)發(fā)電，選取表3中第二種方式，即熱管蒸發(fā)器及過熱器一起安裝比較合理。

2.3、余熱回收經(jīng)濟技術指標（見表4）


2.4、余熱回收系統(tǒng)設備組成

余熱回收設備總體系統(tǒng)包括熱管蒸發(fā)器本體及本體范圍內(nèi)的配套設備和系統(tǒng)設計，管閥系統(tǒng)、鋼架和平臺等。

1）設備本體包括熱管蒸發(fā)器、熱管省煤器、過熱器。

2）本體范圍內(nèi)的配套設備包括：定、連排擴容器，汽水取樣裝置，加藥裝置，給水泵，除氧器水泵，儀表閥門及管件，除氧器，軟水箱。

3）鋼架及平臺。

4）旁通煙道強制排煙系統(tǒng)。

2.5、余熱回收設備投資概算及經(jīng)濟社會效益

2.5.1、投資估算

工程投資額計熱管蒸發(fā)器、熱管省煤器、汽水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、閥門輔機等，包括所含電氣、熱工、水路等費用。

2.5.2、工程投資概算

加熱爐煙氣余熱回收工程投資額如表5所示。


2.5.3、工程投資效益（見表6）


按上述效益分析有：

該工程靜態(tài)投資約為560萬元。本期工程建成后，年節(jié)約費用（扣除運行成本）702萬元，10個月即可收回全部建設投資。

2.5.4、社會效益

加熱爐原燃燒廢氣（65000m3/h、450℃）直接排入大氣，造成大量浪費，而且污染環(huán)境。本工程上馬后，廢煙氣經(jīng)過余熱回收系統(tǒng)，排煙溫度由450℃降至200℃左右，實現(xiàn)節(jié)能減排。

該工程熱管蒸發(fā)器額定產(chǎn)蒸汽量7.2t/h，每年可節(jié)約標煤量約為1.335t，減少CO2排放26000t，具有突出的環(huán)保節(jié)能效益。

3、總結

中低溫余熱回收潛力巨大，通過分析行業(yè)余熱回收形勢引出軋鋼加熱爐中低溫余熱回收項目實施。經(jīng)計算分析，論述了加熱爐余熱回收方案設計思路。并且就完成后的余熱回收方案做了投資概算預估及經(jīng)濟社會效益分析。