區(qū)域供熱/供冷系統(tǒng)中余熱回收應用探討

王柳

摘要：區(qū)域供能系統(tǒng)以一次高品位能源作為基本動力，在系統(tǒng)運行的過程中具有能耗大、污染嚴重的問題，余熱回收技術在區(qū)域供熱、供冷系統(tǒng)中的應用能夠提升能源利用率，減少環(huán)境污染。為此，文章結(jié)合實際情況就余熱回收技術在區(qū)域供熱、供冷系統(tǒng)中的應用問題進行探究。

關鍵詞：余熱回收技術;區(qū)域供熱系統(tǒng)、區(qū)域供冷系統(tǒng);節(jié)能

區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)是我國僅次于燃氣系統(tǒng)、電力系統(tǒng)的第三大公益事業(yè)，在社會經(jīng)濟的快速發(fā)展下，社會范圍內(nèi)的資源和能源消耗增多，資源節(jié)約問題開始吸引了一些人員的關注。節(jié)能、降耗、循環(huán)、高效成為當前社會經(jīng)濟發(fā)展轉(zhuǎn)變的重要方式，各個地區(qū)也開始響應國家的號召來積極打造資源節(jié)約、環(huán)境友好社會。區(qū)域供熱系統(tǒng)在我國發(fā)展起步比較晚，其在國家的號召下，開始作為一種新型節(jié)能減排技術被推廣。文章在梳理供熱、供冷系統(tǒng)中余熱回收技術應用特點的基礎上，以熱電聯(lián)供系統(tǒng)、余熱驅(qū)動溴化鋰機組供冷系統(tǒng)為例，探討其能源系統(tǒng)的綜合利用率和節(jié)能率，旨在能夠為系統(tǒng)的長遠、穩(wěn)定運行提供重要支持。

一、余熱回收技術

工業(yè)余熱來自于工業(yè)生產(chǎn)過程中的各個爐子、窯子、化工過程。從當前發(fā)展情況來看，工業(yè)余熱總量占據(jù)熱工設備燃料總消耗的42%，可以回收利用的余熱資源占據(jù)總體余熱總量消耗的60%。結(jié)合不同的余熱溫度來采取不同的余熱回收處理方式能夠提升企業(yè)的經(jīng)濟收益。

（一）中高溫余熱回收技術

對于品位比較高的中高溫余熱回收來說，將其應用一定的手段轉(zhuǎn)化處理是余熱回收的重要途徑?，F(xiàn)階段，我國中高溫余熱回收技術發(fā)展日益成熟，且開始被人們廣泛應用在鋼筋、水泥等行業(yè)。結(jié)合鋼鐵行業(yè)的發(fā)展特點，一些學者提出了提升余熱回收技術回收率的主張，如對于馬鋼燒結(jié)余熱，可以通過提升蓄熱器蓄熱量、優(yōu)化蒸汽管網(wǎng)的方式來實現(xiàn)對余熱蒸汽的循環(huán)利用。 還有學者打造了適合燒結(jié)冷卻劑余熱發(fā)電的雙壓余熱發(fā)電系統(tǒng)，整個系統(tǒng)額定發(fā)電功率會達到11.5MW。設定的功率推進了燒結(jié)工序的節(jié)能降耗。

根據(jù)上文分析我們可以發(fā)現(xiàn)，在焦化、燒結(jié)、煉鋼、軋鋼等一系列操作中，每一個過程都會產(chǎn)生比較多的工業(yè)余熱，但是從實際操作情況來看，針對特定技術分析所獲得的結(jié)論不具備指導意義，也很難適合應用所有的工程案例匯總。

在冶金和水泥行業(yè)中同樣存在比較多的余熱資源，有學者通過水泥窯筒體外部的余熱來回收、加熱處理尿素溶液，這樣回收處理方式獲得的熱量類似電動率為312KW的電加熱器功率，按照每小時0.5元、每年運行7200小時計算，每年節(jié)省的電費會達到112.32萬元。

（二）低溫余熱回收技術

低溫余熱回收技術包含熱泵技術、余熱發(fā)電技術、制冷技術，在這些技術使用的過程中，熱泵技術作為一種高效能的轉(zhuǎn)換裝置，其在使用的過程中可以利用少量高品位電能、機械能、熱能來將熱量從低溫的一側(cè)轉(zhuǎn)移到高溫的一側(cè)。余熱發(fā)電在實施操作的時候是利用產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的多余熱能來將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募夹g形式。低溫余熱回收技術在使用的時候會利用密封管內(nèi)部的蒸發(fā)熱量、冷凝熱量來完成熱量的傳遞。

有學者對不同低溫余熱回收技術開展了一系列的研究，分析了熱泵系統(tǒng)余熱回收率、節(jié)能性和資源的利用情況，并根據(jù)分析結(jié)果提出提升能源利用水平的關鍵是對蒸發(fā)器、吸收熱泵機發(fā)生器內(nèi)外部溫度變化進行積極的調(diào)節(jié)。

二、余熱回收技術在供熱、供暖系統(tǒng)中的應用

（一）余熱回收技術在供熱系統(tǒng)中的應用

區(qū)域范圍內(nèi)的熱源過來自于燃煤鍋爐、熱電廠抽氣，在熱源和使用需求不對應的情況下會浪費比較多的資源、能源。鋼鐵工業(yè)低品位余熱資源和區(qū)域供熱系統(tǒng)所需要的能源品位類似，為了能夠解決供熱熱源缺乏的問題需要做好企業(yè)的低品位余熱處理工作。

在上個世紀九十年代末期的時候，鋼鐵工業(yè)低品位余熱開始被應用到供熱工程中，具體操作流程如圖一所示。整個系統(tǒng)在運作的時候能夠滿足周圍區(qū)域380萬平方米的供熱用電需求，供熱能力達到了189MW，余熱回收量達到了127MW、二氧化碳的碳排放量會達到10.13萬噸。受技術和環(huán)境的影響，鋼鐵廠余熱資源回收效果存在比較大的差距，在未來，需要相關人員能夠立足實際情況更進一步的探尋新型余熱回收技術的應用，旨在能夠在該技術的支持下來打造出新型供熱模式。

（二）余熱回收在供冷系統(tǒng)中的應用

在供冷系統(tǒng)中，可以利用高溫余熱回收機組的設備循環(huán)冷卻水的熱量，最終來實現(xiàn)對余熱的高效率利用。制冷機會通過蒸發(fā)器來獲取5攝氏度到30攝氏度冷水，目的是滿足整個系統(tǒng)的制冷需要。制冷系統(tǒng)在普通環(huán)境下的冷凝溫度在35攝氏度到60攝氏度，這部分的溫度不高，直接導致能量品質(zhì)較低，無法被有效回收利用。基于此，相關人員可以通過能量品質(zhì)來使其更好的被使用在一些工廠中，提升工廠的生產(chǎn)效益。

結(jié)束語

綜上所述，我國工業(yè)余熱資源眾多，通過對工業(yè)余熱的合理使用能夠提升區(qū)域范圍內(nèi)供熱、供冷能源利用率，實現(xiàn)各個企業(yè)的節(jié)能減排發(fā)展。但是從當前發(fā)展實際情況來看，我國低溫余熱技術利用不夠充分，導致余熱利用率較低。基于此，在未來，區(qū)域范圍內(nèi)供熱、供冷系統(tǒng)余熱回收問題的研究要著重做好以下三點工作：第一，為了能夠更好的開展節(jié)能減排工作，需要相關人員在工業(yè)領域積極推廣中高溫余熱技術，并在發(fā)展的過程中強化對低溫余熱技術的研究。第二，將現(xiàn)有的余熱回收技術來作為研究基礎，根據(jù)工業(yè)余熱的不穩(wěn)定性、低密度特點來實現(xiàn)對余熱回收技術的升級處理。第三，強化對供熱、供冷項目的深入研究，根據(jù)不同供熱和供冷區(qū)域來進行系統(tǒng)設計，促進資源和能源之間的相互轉(zhuǎn)換。

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