在余熱回收利用中，需特別考慮下述幾個方面。(1)為了利用余熱，不但要添加相應的回收裝置，需要支出一筆投資，而且還要加大占地面積，增加運行管理環節。因為，在能源管理中，企業的注意力首先要放在提高現有設備的效率上，盡量減少能量損失，絕不要把回收余熱建立在大量浪費能源的基礎之上。如果企業單位回收損失能量，而不去發揮現有設備的運用效率是無法長遠發展的。(2)余熱資源很多，不是全部都可以回收利用，余熱回收本身也還有個損失問題。在目前的技術和經濟條件下，一部分是應該而且可以利用的，另一部分目前還難以利用，或利用起來不合算。而且現在回收余熱還沒有一個標準，所以要完全實施是非常困難的。一般地說，可連續利用的高溫煙道氣，有燃燒價值的可燃氣體等可優先考慮回收的可能性。(3)余熱的用途從工藝角度來看基本上有兩類：一類是用于工藝設備本身；另一類是用于其他工藝設備。通常都是把余熱用于生產工藝本身。一方面回收措施往往比較簡單，投資較少；另一方面，在余熱供需之間便于協調和平衡，容易穩定運行。例如，鍋爐的高溫煙道氣要加熱鍋爐本身使用的燃料(煤、油、氣)，預熱燃燒用的空氣。或者加熱鍋爐給水時，只要鍋爐正常運行，余熱回收就不會停止，余熱利用就連續進行，鍋爐回收裝置都可穩定地工作；當鍋爐停止運行時，余熱的回收與利用也隨之停止了。這種方法被許多電站和企業都重用了。而如果把余熱回收用在其他工藝設備上，回收與利用一定要配合好，因為它不容易儲存，甚至不能儲存。這是因為，余熱的多少隨余能發生設備的運行條件而變化，余熱供應一般不太穩定；發生能量需求變化時，余熱發生設備不能隨之變化，即余熱回收與利用無法保持同步。例如，余熱鍋爐就是這樣，為了提高回收效果常采取兩種方法：一種是把余熱鍋爐作為輔助鍋爐來使用，用主鍋爐來進行調節；另一種是余熱發電，利用電網起調節作用，我國不少企業就是這樣做的。化肥生產余熱回收化肥企業“半水煤氣”溫度在350℃左右，余熱回收時使用普通廢熱鍋爐存在嚴重的堵、腐、漏、磨問題，設備壽命短，長的一年，短的幾個月，嚴重時甚至造成系統停車損失。熱管余熱鍋爐的應用，成功地解決了上述問題，用戶普遍反映阻力小、熱效率高、使用壽命長，運行穩定可靠，使化肥企業“兩煤變一煤”成為現實。化工生產余熱回收無機化工生產中，利用煤氣做干燥、鍛燒熱源生產工藝較多，如磷酸鹽中五鈉聚合工段、冰晶石煅燒、白炭黑干燥等，在這些工藝中，都要求氣源盡可能干凈。煤制氣傳統工藝是：煤、水、空氣反應生成煤氣，經雙束管洗滌、降溫，再經洗滌塔洗滌，然后除焦脫硫后，才可使用。此工藝中，不僅煤氣中的顯熱白白洗掉，還浪費了水電。江蘇某磷化工企業對一臺煤氣爐進行了余熱利用改造。改造中，只在雙束管前加一臺熱管余熱鍋爐，煤氣先回收余熱降溫后再進雙束管，其他不變。該煤氣爐直徑3000毫米，產氣量5000～6000牛頓立方米，煤氣溫度350～550℃，回收的熱量產生0.4兆帕的飽和蒸汽，用于干燥熱源。經實測產汽500～900千克，三四個月即可收回投資。工業窯爐余熱回收國內水玻璃傳統工藝是煤氣做熱源，純堿和石英砂為原料，煅燒后產生350℃左右尾氣直接排放。石家莊某廠制定了改造方案，在原煙道上加一閘板，增加一旁路煙道并安裝余熱鍋爐，回收的熱量供采暖和洗浴，取得了顯著效果。在無機化工生產中，還有很多可利用熱能白白耗掉，如鋇鍶鹽煅燒尾氣(溫度500℃～600℃)、石灰窯尾氣、五鈉聚合爐尾氣等，這些腐蝕性高灰尾氣均適合應用熱管技術，從而可實現節能降耗，減少污染。蒸汽的回收利用蒸汽是由鍋爐生產的，由水到蒸汽的過程可以近似地看成一個連續的定壓加熱過程。對于過熱蒸汽可分為三個階段：一是水的定壓預熱過程，不飽和水加熱到飽和水：二是水的定壓汽化過程，從飽和水加熱到完全飽和蒸汽；三是飽和蒸汽的定壓加熱過程，從飽和蒸汽加熱到更高溫度的過熱蒸汽。在一個標準大氣壓下，水被加熱到100℃時汽化，繼續加熱，水溫不再變化，此時加入的熱量全部轉化到蒸汽當中。在熱力學中把這兩部分熱量分別稱為顯熱和汽化潛熱。1千克水每升高1℃，需要加入的熱量大約是4.2千焦，這部分熱量叫顯熱。水從常溫20℃加熱到100℃，吸熱量大約是340千焦。水在100℃時沸騰，此時獲得的熱量使水轉變為蒸汽，1千克水轉化為蒸汽需要輸入的熱量是2257千焦。這部分熱量稱為汽化潛熱(或相變潛熱)。可見一個大氣壓條件下汽化潛熱比水的顯熱能量高得多。蒸汽所攜帶的總熱量遠大于同溫度下飽和水包含的熱量。若再繼續加熱，蒸汽溫度又會上升，飽和蒸汽變成了過熱蒸汽。從水蒸氣的生成過程可以看到：壓力越高，飽和蒸汽溫度也越高；過熱度越大，過熱蒸汽的溫度也越高。壓力和溫度是表征蒸汽特性的主要參數，參數越高，蒸汽的品位越高，做功能力越大。蒸汽還有這樣一個特性，就是用過以后還可繼續使用，用的次數越多，能量的利用就越充分。因此，使用蒸汽的熱力設備，要根據蒸汽的壓力和溫度合理使用。品位較高的蒸汽，盡量多次利用，以發揮蒸汽的效能。例如，把參數較高的蒸汽，先用來背壓發電，再去帶動工業汽輪機做功，然后再加熱產品或物料，最后用于蒸煮或供暖、供熱水等。高溫蒸汽只用于一般加熱過程，就大材小用了。所以，為了有效地利用蒸汽，要根據不同的需要選擇合適的蒸汽參數，用過的蒸汽不要輕易排掉，應想方設法繼續使用，最好直到無法利用為止，盡量做到一汽多用的目的。有的企業改革了動力工藝，分級使用蒸汽，使高壓蒸汽兩次通過背壓式汽輪機，再去用它加熱，最后用于蒸煮，一汽四用。我國引進的大型化肥設備能源利用率很高，除了設備先進，自動化管理水平高之外，還有一個重要原因，就是充分利用化學反應熱和蒸汽能量。利用化學反應熱生產的蒸汽先進入高壓工業汽輪機，接著帶動中壓工業汽輪機與背壓汽輪發電機，然后再用于各種加熱工藝，這套設備的噸氨能耗和電耗都比我國普遍設備節能得多。蒸汽回收設備選擇余熱的利用方式有兩種：一種是熱利用，即把余熱當做熱源來使用；另一種是動力利用，即把余熱通過動力機械轉換為機械能輸出對外做功。余熱與能量具有相同特性，可以相互轉換，取得機械能、電能、熱能、光能等，以滿足各種不同的用途。在動力利用方面，主要是通過蒸汽、燃氣、水力等設備帶動水泵。風機、壓縮機等直接對外做功，或帶動發電機轉換為電力。在熱利用方面，可通過燃燒器、換熱器、加熱器等設備去預熱燃料、空氣、物料，干燥物品，加熱給水，生產蒸汽，供應熱水等。但是余熱的動力回收和熱利用都離不開換熱設備。因此各種類型的熱交換器乃是余熱利用最主要和最基本的設備，按其用途來看，有余熱鍋爐、加熱器(水、油或其他介質)、冷卻器、冷凝器、空氣預熱器、蒸煮器、蒸發器、蒸餾器、干燥器等等。按其工作原理來看，最常用的是表面式(亦稱間壁式)換熱器、混合式(亦稱直接接觸式)換熱器，以及蓄熱器(亦稱再生式)換熱器，此外還有熱管式換熱器、熱泵系統等，這是近年來正在開發應用的一種新型高效換熱器，它具有很高的傳熱性能及其他一系列優點，是傳統換熱器的強大競爭對手，具有很大發展前途和生命力。

標簽：余熱有效利用