廢熱利用在化工行業(yè)的應(yīng)用

I目錄

■CONTENTS

第一部分廢熱種類及回收潛能................................................2

第二部分廢熱利用技術(shù)概述..................................................5

第三部分化工行業(yè)廢熱利用途徑..............................................7

第四部分0RC技術(shù)在化工廢熱利用中的應(yīng)用...................................10

第五部分余熱鍋爐系統(tǒng)余熱回收..............................................13

第六部分蒸汽壓縮式熱泵余熱利用...........................................17

第七部分電子式膨張閥控制節(jié)能.............................................19

第八部分廢熱利用的經(jīng)濟效益評估...........................................22

第一部分廢熱種類及回收潛能

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點

主題名稱：廢熱種類

1.煙氣廢熱：燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣中含有大量熱量，可

通過煙氣余熱鍋爐或熱交換器回收。

2.工藝廢熱：化學(xué)反應(yīng)或工藝過程釋放的熱量，如反應(yīng)熱、

蒸汽放熱等C

3.機械廢熱：機械設(shè)備交行產(chǎn)生的熱量，如壓縮機廢熱、

泵浦廢熱等。

主題名稱：廢熱回收潛能

廢熱種類及回攻潛能

化工行業(yè)產(chǎn)生大量的廢熱，主要有以下幾種類型：

*熱煙氣：鍋爐、窯爐等設(shè)備排放的廢煙氣中含有大量熱量。由于煙

氣溫度較高，熱回攻潛能可達1096?30%。

*熱廢水：工藝過程中的反應(yīng)器、冷凝器等設(shè)備排出的大量熱廢水。

廢水溫度一般在50?10(TC,熱回收潛能可達5%?15沆

*熱蒸汽：化工過程中產(chǎn)生的蒸汽，壓力和溫度較高，可以進行熱回

收。熱回收潛能可達10%?30機

*熱表面：反應(yīng)器、管道等生產(chǎn)設(shè)備的外部表面，由于生產(chǎn)過程中產(chǎn)

生熱量而導(dǎo)致表面溫度升高。這些熱表面可以通過熱交換器或換熱器

回收熱量。熱回收潛能因工藝條件而異，一般在5%?20虬

廢熱回收的潛能取決于工藝條件、設(shè)備類型和回收方式等因素。以下

是一些行業(yè)典型案例：

*氨合成工藝：反應(yīng)器出口的廢氣溫度高達500?60CTC,熱回收潛

能可達20%?30機

*乙烯裂解工藝：裂解爐排放的廢氣溫度高達800?9009，熱回收

潛能可達15%?25%。

*石油精煉工藝：煉油爐排放的廢氣溫度高達400?50（TC,熱回收

潛能可達10%?20%。

廢熱回收技術(shù)

廢熱回收通常采用以下幾種技術(shù)：

*換熱器：一種熱交換設(shè)備，利用溫差進行熱傳遞。廢熱流體作為熱

源，通過換熱器將熱量傳遞給低溫流體。

*熱泵：一種能量轉(zhuǎn)換裝置，通過蒸發(fā)和冷凝循環(huán)，將低溫?zé)嵩吹臒?/p>

量轉(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩础?/p>

*蒸汽透平：一種旋轉(zhuǎn)機械，利用廢蒸汽的壓力能轉(zhuǎn)化為機械能。廢

蒸汽通過蒸汽透平膨脹做功，帶動發(fā)電機發(fā)電。

根據(jù)廢熱來源和回收方式，廢熱回收系統(tǒng)可以分為以下幾種類型：

*余熱鍋爐：利用廢煙氣或廢蒸汽加熱鍋爐水，產(chǎn)生蒸汽供廠區(qū)使用。

*蒸汽換熱器：利用廢蒸汽加熱需要升溫的工藝介質(zhì)。

*熱風(fēng)換熱器：利用廢熱煙氣加熱需要升溫的空氣。

*熱泵系統(tǒng)：利用低品位廢熱驅(qū)動熱泵，向工藝介質(zhì)提供高溫?zé)崃俊?/p>

廢熱回收的經(jīng)濟效益

廢熱回收可以降低化工企業(yè)的能耗，提高能源利用效率。通過回收廢

熱，企業(yè)可以減少燃料消耗，降低生產(chǎn)成本。同時，廢熱回收也可以

減少溫室氣體排放，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

根據(jù)國際能源署（IEA）的統(tǒng)計，化工行業(yè)廢熱回收的經(jīng)濟效益可觀。

在發(fā)達國家，化工行業(yè)廢熱回收的普及率已達30%?40機在美國，化

工行業(yè)的廢熱回收率達到了50%以上。

廢熱回收可以為企業(yè)帶來以下經(jīng)濟效益：

*降低燃料成本

*提高能源利用效率

*減少溫室氣體排放

*提高生產(chǎn)效率

*增強企業(yè)競爭力

廢熱回收的挑戰(zhàn)

雖然廢熱回收具有明顯的經(jīng)濟效益，但在實際應(yīng)用中也面臨著一些挑

戰(zhàn)：

*初期投資高：廢熱回收系統(tǒng)需要大量的資金投入。

*技術(shù)復(fù)雜性：廢熱回收系統(tǒng)涉及熱力學(xué)、流體力學(xué)等專業(yè)知識，設(shè)

計和運行難度較大。

*腐蝕問題：廢熱流體中往往含有腐蝕性物質(zhì)，對設(shè)備的材料和維護

提出了較高的要求C

*空間限制：化工企業(yè)廠區(qū)空間有限，廢熱回收系統(tǒng)往往需要占用較

大的空間。

發(fā)展趨勢

隨著能源危機和環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，廢熱回收在化工行業(yè)中的應(yīng)用

將得到進一步的發(fā)展。以下是一些未來的發(fā)展趨勢：

*技術(shù)創(chuàng)新：研發(fā)高效、低成本的廢熱回收技術(shù)，提高廢熱回收率。

*政策支持：政府出臺政策法規(guī)，鼓勵和支持企業(yè)開展廢熱回收。

*示范工程：建設(shè)示范工程，展示廢熱回收的經(jīng)濟和環(huán)境效益。

*國際合作：加強與國外先進國家的合作，引進先進的廢熱回收技術(shù)

和經(jīng)驗。

總之，廢熱回收在化工行業(yè)具有廣闊的發(fā)展空間。通過不斷創(chuàng)新技術(shù)、

完善政策、建設(shè)示范工程和加強國際合作，可以進一步提高化工行業(yè)

的能源利用效率，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

第二部分廢熱利用技術(shù)概述

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點

【廢熱源形式】

1.化工生產(chǎn)過程中的余熱，如反應(yīng)熱、廢氣熱、冷卻水熱

等。

2.蒸汽輪機、燃氣輪機、柴油機等動力設(shè)備排出的廢熱。

3.工藝流體（如高溫熔擾、熱油）的余熱。

【廢熱回收技術(shù)】

廢熱利用技術(shù)概述

廢熱概念及類型

廢熱是指工業(yè)生產(chǎn)過程中釋放、未被有效利用的熱量，主要包括工藝

廢熱、設(shè)備廢熱和燃料燃燒廢熱。

*工藝廢熱：指生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的未被有效利用的高溫介質(zhì)（如高溫

氣體、蒸汽、液體，

*設(shè)備廢熱：指設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中的摩擦、機械損耗等產(chǎn)生的熱量。

*燃料燃燒廢熱：指燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣、鍋爐余熱等熱損失。

廢熱利用意義

廢熱利用是一項節(jié)能降耗、保護環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)。其主要意義體現(xiàn)在

以下方面：

*節(jié)約能源：有效利用廢熱，減少對化石燃料的依賴，降低能源消耗。

*降低成本：廢熱利用可以降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競爭力。

*保護環(huán)境：廢熱排放會產(chǎn)生環(huán)境污染，利用廢熱可減少溫室氣體排

放，保護生態(tài)環(huán)境。

廢熱利用技術(shù)

廢熱利用技術(shù)主要分為以下幾類：

*直接利用：將廢熱直接用于其他生產(chǎn)或供暖等用途，如高溫?zé)煔庥?/p>

于預(yù)熱原料等。

*熱力發(fā)電：將廢熱轉(zhuǎn)化為電能，如利用燃氣輪機或奧托循環(huán)發(fā)電系

統(tǒng)。

*熱泵技術(shù)：利用熱泵將低溫?zé)嵩礋崃刻嵘粮邷責(zé)嵩矗糜陔姀S供

熱、工業(yè)烘干等用途。

*熱管技術(shù)：利用熱管傳遞熱量，將廢熱導(dǎo)出至其他區(qū)域利用。

*有機朗肯循環(huán)（ORC）系統(tǒng)：利用低溫?zé)嵩矗ǖ陀?50C）驅(qū)動有機

工質(zhì)循環(huán)發(fā)電。

*燃料電池技術(shù)：利用廢熱和燃料反應(yīng)產(chǎn)生電能，如固體氧化物燃料

電池（SOFC）o

廢熱利用工程設(shè)計

廢熱利用工程設(shè)計需考慮以下主要因素：

*熱源特性：包括廢熱溫度、熱量流量、熱源穩(wěn)定性等。

*利用方式：根據(jù)廢熱特性和利用需求選擇合適的技術(shù)方案。

*設(shè)備選型：選擇能高效利用廢熱的設(shè)備，如熱交換器、熱泵、燃氣

輪機等。

*能源集成：將廢熱利用與其他能源系統(tǒng)相集成，實現(xiàn)綜合節(jié)能。

*經(jīng)濟性評價：評估廢熱利用項目的投資、收益和經(jīng)濟效益。

廢熱利用應(yīng)用實例

*水泥行業(yè)：利用窯尾煙氣余熱發(fā)電、為窯預(yù)熱器提供熱源。

*化肥行業(yè)：利用合成氨制程中的高溫合成氨分離冷凝液余熱發(fā)電。

*鋼鐵行業(yè)：利用熱軋帶鋼熱軋機冷軋水中余熱供暖。

*石油化工行業(yè)：利用乙烯裂解爐尾氣余熱發(fā)電、為煉油廠供熱等。

廢熱利用發(fā)展趨勢

未來，廢熱利用技術(shù)將朝著以下方向發(fā)展：

*集成化：將廢熱利用與其他能源系統(tǒng)集成，實現(xiàn)綜合節(jié)能。

*多級利用：分級利用不同溫度的廢熱，提高廢熱利用率。

*大型化：建設(shè)大型廢熱利用項目，提升能源利用效率。

*低溫廢熱利用：發(fā)展低溫?zé)嵩蠢眉夹g(shù)，如ORC系統(tǒng)、熱泵技術(shù)等。

*數(shù)字化：利用數(shù)字化技術(shù)優(yōu)化廢熱利用系統(tǒng)，提高系統(tǒng)效率和經(jīng)濟

性。

第三部分化工行業(yè)廢熱利用途徑

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點

廢熱鍋爐回收

1.利用廢熱鍋爐將廢熱轉(zhuǎn)化為蒸汽，供熱或發(fā)電。

2.采用高效換熱技術(shù)，提高廢熱利用率。

3.優(yōu)化鍋爐設(shè)計，減少熱損失，提高系統(tǒng)效率。

有機朗肯循環(huán)（ORC）技術(shù)

1.利用有機工質(zhì)低溫沸騰的特性，將低溫廢熱轉(zhuǎn)化為電

能。

2.優(yōu)化循環(huán)參數(shù)和工質(zhì)選擇，提高能量轉(zhuǎn)換效率。

3.結(jié)合余熱鍋爐回收利用，實現(xiàn)廢熱綜合利用。

熱泵技術(shù)

1.將廢熱作為熱源，利用熱泵將低品位熱能提升到較高品

位，供熱或制冷。

2.采用先進熱泵技術(shù)和優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，提高熱泵效率c

3.結(jié)合儲能技術(shù)，實現(xiàn)廢熱利用的靈活性和可靠性。

吸收式制冷技術(shù)

1.利用廢熱驅(qū)動吸收式制冷機組，提供制冷或空調(diào)。

2.采用高效吸附劑和優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，提高制冷效率。

3.探索新型吸附劑材料和工藝，提升系統(tǒng)性能。

熱管技術(shù)

1.利用熱管的導(dǎo)熱性能，將廢熱高效地傳輸?shù)叫枰獰崮艿?/p>

地方。

2.優(yōu)化熱管設(shè)計和布局.提高廢熱回收利用率。

3.結(jié)合其他熱利用技術(shù)，實現(xiàn)廢熱綜合利用。

除氧和預(yù)熱

1.利用廢熱進行鍋爐給水除氧，降低鍋爐腐蝕，延長鍋爐

壽命。

2.利用廢熱預(yù)熱工藝用空氣或水，提高工藝效率，減少能

源消耗。

3.結(jié)合熱交換器和先進控制技術(shù)，優(yōu)化除氧和預(yù)熱過程，

提高能源利用率。

化工行業(yè)廢熱利用途徑

1.余熱回收

余熱回收是通過熱交換器將工藝過程中產(chǎn)生的廢熱傳遞到其他工藝

流程或加熱用水。常見的方法包括：

*空氣預(yù)熱器：回攻煙氣余熱，用于預(yù)熱然燒空氣。

*余熱鍋爐：利用高溫廢氣或蒸汽產(chǎn)生蒸汽。

*熱管換熱器：利用熱管將高溫廢熱傳遞到低溫流體。

*間接蒸發(fā)器：利用廢熱蒸發(fā)溶劑或其他流體。

2.蒸汽透平發(fā)電

蒸汽透平發(fā)電利用高溫高壓蒸汽廢熱驅(qū)動透平發(fā)電機組發(fā)電。這是一

種能效高、經(jīng)濟效益好的廢熱利用方式，尤其適用于石油化工、煤化

工等產(chǎn)生高壓蒸汽的行業(yè)。

3.有機朗肯循環(huán)(ORC)發(fā)電

ORC發(fā)電利用低溫廢熱驅(qū)動有機流體循環(huán)，產(chǎn)生蒸汽并驅(qū)動透平發(fā)電

機組發(fā)電。這種技術(shù)適用于利用較低溫度廢熱的場合，如工業(yè)窯爐廢

熱、地?zé)崮艿取?/p>

4.余溫?zé)岜?/p>

余溫?zé)岜美脧U熱作為熱源，將低溫流體加熱到較高溫度，供給其他

工藝流程或供暖制冷系統(tǒng)。這是一種節(jié)能環(huán)保的空調(diào)系統(tǒng)。

5.吸收式制冷

吸收式制冷利用廢熱作為熱源，將溶液蒸發(fā)，吸收低溫流體的熱量,

實現(xiàn)制冷。這種技術(shù)適用于利用中等溫度廢熱的場合，如工業(yè)制程廢

水余熱等。

6.直接接觸式冷卻

直接接觸式冷卻將熱流體直接噴淋到冷流體中，進行熱交換。這種方

法適用于廢熱流體與冷流體均為氣體或液體的場合。

7.熱儲能

熱儲能系統(tǒng)將廢熱儲存起來，并在需要時釋放出來。常見的熱儲能介

質(zhì)包括熱油、相變材料、固體顆粒等。這種技術(shù)適用于間歇性廢熱利

用的場合，如工業(yè)窯爐廢熱等。

8.集中供熱

集中供熱系統(tǒng)將廢熱集中收集，通過管道輸送到多個用戶進行供暖或

其他熱能利用。這種技術(shù)適用于工業(yè)園區(qū)或城市建筑群等集中供熱需

求大的場合。

9.廢熱綜合

廢熱綜合是通過對工藝流程優(yōu)化和熱交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，最大限度地利用

廢熱。這種技術(shù)要求詳細的熱力學(xué)分析和優(yōu)化設(shè)計，但可以顯著提高

廢熱利用效率，節(jié)省能源成本。

第四部分ORC技術(shù)在化工廢熱利用中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點

ORC技術(shù)在化工廢熱利用

中的應(yīng)用1.有機朗肯循環(huán)(ORC)是一種熱力循環(huán)，利用低溫(通

主題名稱：ORC技術(shù)的原理常低于120℃)的熱源產(chǎn)生電力。

2.ORC系統(tǒng)使用低沸點有機工質(zhì)作為工作流體，通過蒸發(fā)、

膨脹和冷凝的循環(huán)過程產(chǎn)生電力。

3.ORC系統(tǒng)具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率，即使是低溫廢熱也

能得到有效利用。

主題名稱：ORC技術(shù)在化工廢熱的應(yīng)用

有機朗肯循環(huán)(ORC)技術(shù)在化工廢熱利用中的應(yīng)用

有機朗肯循環(huán)(ORC)技術(shù)是一種將低溫廢熱轉(zhuǎn)化為有用功的熱力循

環(huán)技術(shù)，在化工行業(yè)廢熱利用中具有廣泛的應(yīng)用前景。

#ORC系統(tǒng)原理

ORC系統(tǒng)主要由蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器、再生器等部件組成。工作

流體在蒸發(fā)器中吸攻廢熱蒸發(fā)，高壓蒸汽進入膨脹機膨脹做功，低壓

蒸汽在冷凝器中冷凝為液體，并通過再生器與蒸發(fā)器出來的蒸汽進行

熱交換，提高蒸發(fā)器入口溫度，提高系統(tǒng)效率。

#ORC技術(shù)的優(yōu)勢

*高效率：ORC技術(shù)可以將低溫廢熱高效轉(zhuǎn)化為有用功，能量轉(zhuǎn)換效

率一般在15%?25%左右。

*廣闊的適用范圍：ORC技術(shù)對廢熱溫度要求低，可適用于不同溫度

范圍的化工廢熱，如30?350C的排煙廢熱、工藝流程中的中低溫廢熱

等。

*可再生性和環(huán)保性：ORC技術(shù)利用廢熱，屬于可再生能源利用方式，

不產(chǎn)生污染，符合綠色低碳發(fā)展理念。

#ORC技術(shù)在化工廢熱利用的應(yīng)用

1.排煙廢熱回收

化工行業(yè)的煙氣余熱溫度一般在120~25(TC,是ORC技術(shù)應(yīng)用的理想

對象。通過安裝ORC系統(tǒng)，可以有效回收排煙廢熱，降低能耗，減少

污染物排放。

2.工藝流程中低溫廢熱回收

化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量中低溫廢熱，如精餡、反應(yīng)等過程中的廢

蒸汽、廢水等，溫度一般在5(T15(TC之間。利用ORC技術(shù)，可以回收

這些廢熱，提高熱能利用率。

3.熱泵系統(tǒng)

ORC技術(shù)還可以與熱泵系統(tǒng)聯(lián)合應(yīng)用，提高廢熱利用效率。ORC系統(tǒng)

作為熱源，熱泵系統(tǒng)作為熱sink,將ORC系統(tǒng)產(chǎn)生的熱能用于廠區(qū)

供熱、空調(diào)等用途，實現(xiàn)廢熱梯級利用。

#ORC技術(shù)在化工廢熱利用中的應(yīng)用案例

案例1：中國石化揚子石化股份有限公司2.5MWORC發(fā)電項目

該項目利用化工廠煙氣余熱作為ORC系統(tǒng)的熱源，裝機容量為2.5M肌

年發(fā)電量約1800萬千瓦時，可節(jié)約標(biāo)煤約8000噸，減少二氧化碳排

放約2.1萬噸。

案例2：湖北興發(fā)化工集團股份有限公司2.8MWORC發(fā)電項目

該項目利用化工廠工藝廢熱作為ORC系統(tǒng)的熱源，裝機容量為2.8MW,

年發(fā)電量約2000萬千瓦時，可節(jié)約標(biāo)煤約9000噸，減少二氧化碳排

放約2.3萬噸。

#發(fā)展趨勢

隨著化工行業(yè)對節(jié)能減排要求的不斷提高，ORC技術(shù)在化工廢熱利用

中的應(yīng)用將得到進一步推廣。未來的發(fā)展趨勢主要包括：

*技術(shù)優(yōu)化：提高0RC系統(tǒng)的效率和可靠性，降低投資成本。

*系統(tǒng)集成：與其他熱能利用技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)廢熱梯級利用，提高

綜合利用效率。

*標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化：推進ORC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計，降低前期投

資和工程建設(shè)周期。

*政策支持：政府出臺相關(guān)政策措施，鼓勵和支持ORC技術(shù)在化工行

業(yè)的應(yīng)用。

綜上所述，ORC技術(shù)在化工廢熱利用中具有廣闊的應(yīng)用前景，可有效

提高熱能利用率，降低能耗，減少污染物排放，助力化工行業(yè)綠色低

碳發(fā)展。

第五部分余熱鍋爐系統(tǒng)余熱回收

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點

【余熱鍋爐系統(tǒng)余熱回收】

1.余熱鍋爐系統(tǒng)優(yōu)勢

-充分利用廢氣、廢水中的余熱，節(jié)約能源成本。

-提高生產(chǎn)效率，減少設(shè)備能耗。

-降低環(huán)境污染，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)。

2.余熱鍋爐系統(tǒng)組成

-余熱回收設(shè)備：換熱器、省煤器等。

-鍋爐：利用回收的余熱產(chǎn)生蒸汽。

-管路和閥門：連接余熱設(shè)備和鍋爐。

3.余熱鍋爐系統(tǒng)類型

-煙氣余熱鍋爐：回收煙氣中的余熱。

-工藝流體余熱鍋爐：回收工藝流體中的余熱。

-廢水余熱鍋爐：回收廢水中的余熱。

【余熱鍋爐系統(tǒng)設(shè)計】

余熱鍋爐系統(tǒng)余熱回收

余熱鍋爐系統(tǒng)是一種高效的余熱回收裝置，通過回收工業(yè)過程中產(chǎn)生

的廢熱蒸汽，將其轉(zhuǎn)換為高壓蒸汽或熱水C在化工行業(yè)中，余熱鍋爐

系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

1.蒸汽流程系統(tǒng)

化工工藝中普遍使用蒸汽進行加熱、蒸儲和反應(yīng)。通過使用余熱鍋爐

系統(tǒng)，可以回收廢蒸汽并轉(zhuǎn)化為高壓蒸汽，滿足工藝蒸汽需求。例如，

在氨合成工藝中，可以回收合成塔頂端的廢蒸汽，將其轉(zhuǎn)化為高壓蒸

汽，用于工藝加熱和發(fā)電。

2.熱油系統(tǒng)

化工行業(yè)中廣泛使用熱油進行高溫加熱。余熱鍋爐系統(tǒng)可以回收廢熱

油，將其轉(zhuǎn)化為高溫?zé)崴蛘羝?，用于工藝加熱。例如，在石油精?/p>

廠的催化裂化裝置中，可以回收裂解爐尾氣余熱，將其轉(zhuǎn)換為高溫?zé)?/p>

水，用于原料預(yù)熱c

3.燃氣輪機余熱回收

在化工聯(lián)合裝置中，燃氣輪機廣泛用于發(fā)電和驅(qū)動壓縮機。余熱鍋爐

系統(tǒng)可以回收燃氣輪機的廢熱排氣，將其轉(zhuǎn)化為高壓蒸汽或熱水，用

于工藝加熱和發(fā)電C例如，在化工園區(qū)的聯(lián)合供熱系統(tǒng)中，可以回收

多臺燃氣輪機的廢熱，將其轉(zhuǎn)化為高溫?zé)崴?，滿足區(qū)域供熱需求。

4.窯爐廢熱回收

化工行業(yè)中使用的窯爐，如裂解爐、反應(yīng)爐和焚燒爐，會產(chǎn)生大量廢

熱。余熱鍋爐系統(tǒng)可以通過在窯爐尾部安裝余熱回收器，回收廢熱蒸

汽或煙道氣，將其轉(zhuǎn)化為高壓蒸汽或熱水c例如，在水泥廠的預(yù)熱窯

中，可以利用余熱鍋爐系統(tǒng)回收預(yù)熱塔尾氣余熱，將其轉(zhuǎn)化為高壓蒸

汽，用于發(fā)電和工藝加熱。

余熱鍋爐系統(tǒng)設(shè)計

余熱鍋爐系統(tǒng)的合理設(shè)計至關(guān)重要，以確保廢熱回收的效率和安全性。

設(shè)計時應(yīng)考慮以下因素：

*廢熱源特性：包括廢熱蒸汽或煙道氣的溫度、壓力、流量和流速。

*工藝蒸汽或熱水需求：包括蒸汽或熱水的壓力、溫度和流量。

*鍋爐類型：根據(jù)廢熱源特性和工藝需求選擇合適的鍋爐類型，如水

管鍋爐、火管鍋爐或余熱鍋爐。

*傳熱面積：根據(jù)廢熱源特性和工藝需求計算所需的傳熱面積，以確

保充分的熱量回收C

*熱交換器類型：根據(jù)廢熱源和工藝流體的特性選擇合適的熱交換器

類型，如管殼式熱交換器、板式熱交換器或翅片管熱交換器。

*控制系統(tǒng)：采用先進的控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)廢熱回收的自動控制和優(yōu)

化。

余熱鍋爐系統(tǒng)運行

余熱鍋爐系統(tǒng)投入運行后，需要進行規(guī)范的運行和維護。日常運行過

程中，應(yīng)重點關(guān)注以下方面：

*設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測：定期檢查鍋爐、熱交換器和相關(guān)設(shè)備的運行狀況,

及時發(fā)現(xiàn)異常情況并采取措施。

*蒸汽或熱水參數(shù)控制：實時監(jiān)測蒸汽或熱水的壓力、溫度和流量,

根據(jù)工藝需求進行調(diào)節(jié)。

*系統(tǒng)優(yōu)化：通過調(diào)整傳熱面積、熱交換器排列和控制參數(shù)，優(yōu)化余

熱回收效率。

*定期維護：根據(jù)設(shè)備的運行情況，制定并實施定期維護計劃，包括

鍋爐清洗、熱交換器清洗和系統(tǒng)檢修。

余熱鍋爐系統(tǒng)經(jīng)濟效益

余熱鍋爐系統(tǒng)通過回收工業(yè)廢熱，可以帶來顯著的經(jīng)濟效益：

*節(jié)約能源成本：回收廢熱蒸汽或煙道氣，轉(zhuǎn)換為高壓蒸汽或熱水,

減少鍋爐或燃氣輪機的燃料消耗。

*增加產(chǎn)能：利用回收的蒸汽或熱水，可提高反應(yīng)速度、蒸惚效率和

加熱效率，從而提高工藝產(chǎn)量。

*減少環(huán)境污染：回收廢熱，減少廢熱排放，降低溫室氣體排放，提

高能源利用率。

案例分析

某化工園區(qū)聯(lián)合供熱系統(tǒng)采用余熱鍋爐系統(tǒng)，回收多臺燃氣輪機的廢

熱排氣，轉(zhuǎn)化為高溫?zé)崴?，滿足園區(qū)供熱需求。系統(tǒng)設(shè)計和運行如下：

*廢熱源特性：燃氣輪機排氣溫度約55CTC,流量約100t/h,排氣壓

力約1.5MPa0

*工藝熱水需求：園區(qū)供熱熱水溫度約8CTC,流量約300t/h。

*鍋爐類型：采用余熱鍋爐，傳熱面積約2000/2。

*熱交換器類型：采用管殼式熱交換器，管內(nèi)流體為燃氣輪機排氣,

管外流體為工藝熱水。

*控制系統(tǒng)：采用先進的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)熱水溫度和流量的自動控制。

系統(tǒng)投入運行后，廢熱回收率高達85%以上，年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約2萬

噸，同時減少溫空氣體排放約6萬噸。

結(jié)論

余熱鍋爐系統(tǒng)是化工行業(yè)實現(xiàn)廢熱利用，節(jié)約能源，增加產(chǎn)能，減少

環(huán)境污染的重要技術(shù)手段。通過合理的設(shè)計、規(guī)范的運行和維護，可

以充分發(fā)揮余熱鍋爐系統(tǒng)的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

第六部分蒸汽壓縮式熱泵余熱利用

蒸汽壓縮式熱泵余熱利用

蒸汽壓縮式熱泵（YCRHP）是一種高效的熱回收系統(tǒng)，用于利用化工

行業(yè)中產(chǎn)生的廢熱°它通過使用壓縮機將熱量從低溫廢熱流體轉(zhuǎn)移到

高溫流體，從而實現(xiàn)余熱利用。該系統(tǒng)由乂下關(guān)鍵部件組成：

*蒸發(fā)器：低溫廢熱流體在此處蒸發(fā)，吸收熱量。

*壓縮機：壓縮蒸氣，提高其溫度和壓力。

*冷凝器：壓縮后的蒸氣在此處冷凝，釋放熱量。

*膨脹閥：降低冷凝液的壓力，使其進入蒸發(fā)器。

#工作原理

VCRHP的工作原理與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)類似。廢熱流體流經(jīng)蒸發(fā)器，蒸發(fā)

并吸收熱量。蒸汽被壓縮機壓縮，這會提高其溫度和壓力。然后，高

溫蒸汽流入冷凝器，冷凝并釋放熱量給高溫流體。冷凝液通過膨脹閥

節(jié)流，降低壓力并返回蒸發(fā)器，從而完成循環(huán)。

#優(yōu)點

VCRHP在化工行業(yè)的余熱利用中具有以下優(yōu)點：

*高效率：VCRHP可以將廢熱流體的溫度提高到遠高于其初始溫度,

從而實現(xiàn)高的熱回收效率。

*廣泛的適用性：VCRHP適用于各種廢熱溫度和流量。

*可擴展性：系統(tǒng)可以根據(jù)廢熱可用性和需求進行擴展或縮小。

*環(huán)境效益:VCRHP通過減少對化石燃料的需求，降低溫室氣體排放。

#應(yīng)用實例

VCRHP在化工行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，包括：

*煉油廠：利用催化裂化裝置排出的廢氣余熱。

*石化廠：利用乙烯生產(chǎn)裝置排出的蒸汽余熱。

*精細化工：利用合成反應(yīng)釜排出的廢熱。

#性能數(shù)據(jù)

VCRHP的性能數(shù)據(jù)因應(yīng)用而異，但一般而言：

*熱回收效率：60%至80%

*冷凝器出口溫度：120°C至200°C

*投資回報率：2至5年

#設(shè)計考慮因素

設(shè)計VCRHP時需要考慮以下因素：

*廢熱流體的性質(zhì)：包括溫度、流量和污染物。

*目標(biāo)熱回收溫度：決定所需的壓縮機類型和冷凝器設(shè)計。

*可用空間和安裝限制：影響系統(tǒng)尺寸和布局。

*經(jīng)濟分析：包括投資成本、運營成本和能源節(jié)約效益。

力結(jié)論

蒸汽壓縮式熱泵余熱利用是一種高效且可持續(xù)的技術(shù)，可以幫助化工

行業(yè)減少能源消耗和溫室氣體排放。通過仔細設(shè)計和實施，VCRHP可

以提供顯著的經(jīng)濟和環(huán)境效益。

第七部分電子式膨脹閥控制節(jié)能

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點

電子式膨脹閥控制節(jié)能

1.傳統(tǒng)機械式膨脹閥控制，存在調(diào)節(jié)精度不足、穩(wěn)定性差

的問題，導(dǎo)致系統(tǒng)能耗高。

2.電子式膨脹閥采用電子傳感技術(shù)，可精確控制制冷劑流

量,實現(xiàn)高精度溫控,減少能耗C

3.電子式膨脹閥具有自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能，可根據(jù)系統(tǒng)負荷變

化，自動調(diào)整制冷劑流量，優(yōu)化系統(tǒng)性能，進一步提升能

效。

節(jié)能效果

1.電子式膨脹閥可有效降低制冷劑過冷度，減少壓縮機功

耗，節(jié)能率可達10%-20%0

2.通過精確控制制冷劑流量，避免系統(tǒng)過增容或不足容，

優(yōu)化換熱效果，提升系統(tǒng)效率。

3.電子式膨脹閥采用變頻調(diào)速技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)負荷變化，

調(diào)整壓縮機轉(zhuǎn)速，進一步降低能耗。

應(yīng)用范圍

1.電子式膨脹閥廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)的空調(diào)、制冷、冷凍

系統(tǒng)中。

2.適用于大型冷庫、冷藏車、化工工藝?yán)鋮s等對溫度控制

要求較高的場合。

3.特別適用于變頻多聯(lián)氏系統(tǒng)、磁懸浮離心機系統(tǒng)等對節(jié)

能要求較高的應(yīng)用場景。

前景展望

1.電子式膨脹閥技術(shù)不斷發(fā)展成熟，控制精度和穩(wěn)定性持

續(xù)提升，節(jié)能效果更加顯著。

2.智能控制和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融入，將實現(xiàn)電子式膨脹閥的

遠程監(jiān)控和優(yōu)化控制，進一步提升能效。

3.未來，電子式膨脹閥將成為化工行業(yè)節(jié)能改造的重要手

段，推動行業(yè)綠色發(fā)展。

相關(guān)研究

1.近年來，國內(nèi)外學(xué)者對電子式膨脹閥節(jié)能技術(shù)開展了廣

泛研究，取得了豐碩成果。

2.研究重點集中在控制算法優(yōu)化、節(jié)能模型建立、系統(tǒng)仿

真和實際應(yīng)用等方面。

3.相關(guān)研究為電子式膨脹閥在化工行業(yè)節(jié)能應(yīng)用提供了理

論支持和技術(shù)指導(dǎo)。

電子式膨脹閥控制節(jié)能

電子式膨脹閥（EEY）是化工行業(yè)廣泛應(yīng)用的一種流量控制裝置，通

過精確控制進入蒸發(fā)器的制冷劑流量，實現(xiàn)高效節(jié)能。EEV的工作原

理是通過控制閥門開度調(diào)節(jié)制冷劑流量，以滿足蒸發(fā)器所需的制冷量。

與傳統(tǒng)的機械式膨張閥相比，EEV具有以下優(yōu)勢：

1.精確流量控制

EEV采用步進電機驅(qū)動，可實現(xiàn)高精度流量控制。通過實時監(jiān)測蒸發(fā)

器出口溫度和壓力，EEV可以自動調(diào)整閥門開度，確保制冷劑流量與

蒸發(fā)器負荷相匹配。精確的流量控制可有效避免蒸發(fā)器結(jié)霜或過熱，

提高換熱效率。

2.高效節(jié)能

EEV的高精度流量控制可優(yōu)化蒸發(fā)器的制冷劑充注量，防止制冷劑供

應(yīng)不足或過剩。通過保持最佳充注量，EEV可以減少系統(tǒng)能耗，提高

蒸發(fā)器的冷卻能力°研究表明，使用EEV可節(jié)能10%"20%0

3.遠程監(jiān)控和控制

EEV通常配備遠程監(jiān)控和控制功能，可以通過PLC或DCS系統(tǒng)實

時監(jiān)控閥門開度、制冷劑流量和蒸發(fā)器出口溫度等參數(shù)。這種遠程控

制能力方便了操作人員對系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整，進一步提高節(jié)能效果。

4.適用范圍廣

EEV適用于各種制冷劑，包括HFC、HFO和天然制冷劑。廣泛的適用

性使其可以在化工行業(yè)的不同冷卻工藝中得到應(yīng)用，包括氨合成、乙

烯生產(chǎn)、聚合物合成和精細化工等。

5.經(jīng)濟性和可靠性

EEV具有較長的使用壽命，一般可使用10年以上。與傳統(tǒng)的機械式

膨脹閥相比，EEV的維護成本也更低。此外，EEV的電子控制系統(tǒng)具

有較高的可靠性，降低了系統(tǒng)故障的風(fēng)險。

EEV在化工行業(yè)的應(yīng)用

在化工行業(yè)，EEV被廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

1.氨合成

氨合成是化工行業(yè)中重要的工藝，EEV用于控制合成塔內(nèi)的制冷劑流

量，確保塔內(nèi)最佳溫度和壓力條件，提高氨合成的效率和產(chǎn)率。

2.乙烯生產(chǎn)

乙烯是重要的石化原料，EEV用于控制乙烯生產(chǎn)過程中分離器的制冷

劑流量，優(yōu)化分離效率，提高乙烯的純度和產(chǎn)率。

3.聚合物合成

聚合物合成反應(yīng)通常需要嚴(yán)格的溫度控制，EEV用于控制反應(yīng)釜內(nèi)的

制冷劑流量，確保反應(yīng)溫度穩(wěn)定，提高聚合物的質(zhì)量和產(chǎn)率。

4.精細化工

精細化工行業(yè)涉及大量的化學(xué)反應(yīng)，EEV用于控制反應(yīng)釜、蒸儲塔和

換熱器內(nèi)的制冷劑流量，優(yōu)化反應(yīng)條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率0

結(jié)語

電子式膨脹閥(EEV)是化工行業(yè)中一種重要的流量控制裝置，通過

精確控制制冷劑流量，實現(xiàn)高效節(jié)能。EEV具有高精度流量控制、高

效節(jié)能、遠程監(jiān)控和控制、適用范圍廣、經(jīng)濟性和可靠性等優(yōu)點c在

化工行業(yè)的氨合成、乙烯生產(chǎn)、聚合物合成和精細化工等領(lǐng)域，EEV

的應(yīng)用帶來了顯著的節(jié)能效果和工藝優(yōu)化。

第八部分廢熱利用的經(jīng)濟效益評估

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點

廢熱利用的投資回報率分析

1.項目成本評估：

-確定設(shè)備采購、安裝和運營費用。

-考慮折舊、維護和能源消耗成本。

2.能源收益評估：

-計算廢熱回收后的能源產(chǎn)量。

-考慮能源轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)可用性。

3.經(jīng)濟收益評估：

-計算節(jié)能帶來的成本節(jié)約。

-考慮能源價格波動和需求趨勢。

廢熱利用的現(xiàn)金流分析

1.投資現(xiàn)金流：

-確定設(shè)備采購、安裝和其他一次性投資的現(xiàn)金流出。

2.運營現(xiàn)金流：

-計算節(jié)能帶來的現(xiàn)金流入，包括能源成本節(jié)約和收

入增加。

3,凈現(xiàn)值(NPV)和內(nèi)部收益率(IRR)：

-使用貼現(xiàn)現(xiàn)金流通計算廢熱利用項目的凈現(xiàn)值和內(nèi)

部收益率，評估項目的長期財務(wù)可行性。

廢熱利用的風(fēng)險評估

1.技術(shù)風(fēng)險：

?廢熱回收系統(tǒng)可能存在技術(shù)故障或效率不佳的風(fēng)

險。

-必須考慮技術(shù)的可行性、可靠性和維護要求。

2.市場風(fēng)險：

-能源價格波動和需求變化可能會影響廢熱利用項目

的經(jīng)濟效益。

-必須監(jiān)測市場趨勢并制定應(yīng)對策略。

3.監(jiān)管風(fēng)險：

-廢熱利用可能會受到政府法規(guī)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的影響。

?必須了解并遵守相關(guān)法規(guī)，以避免處罰或運營中斷。

廢熱利用的趨勢和前沿

1.分布式廢熱利用：

-將廢熱利用技術(shù)應(yīng)用于分散式能源系統(tǒng)。

-提高廢熱利用的靈活性和成本效益。

2.熱泵技術(shù)進步：

-熱泵技術(shù)的效率和成本不斷提高。

-擴大廢熱利用的應(yīng)用范圍和經(jīng)濟效益。

3.廢熱與可再生能源協(xié)同利用：

-將廢熱利用系統(tǒng)與可再生能源系統(tǒng)相結(jié)合.

-提高能源系統(tǒng)的綜合效率和可靠性。

廢熱利用的政策支持

1.財稅優(yōu)惠：

-政府提供稅收減免或補貼，鼓勵企業(yè)實施廢熱利用

項目。

2.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范：

-制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保廢熱利用系統(tǒng)的安全性

和效率。

3.信息推廣和技術(shù)培訓(xùn)：

-政府和行業(yè)組織提供信息和技術(shù)培訓(xùn)，提高企業(yè)對

廢熱利用的認(rèn)識和重視。

廢熱利用的經(jīng)濟效益評估

廢熱利用涉及從工業(yè)過程或設(shè)備中回收利用廢棄熱能。在化工行業(yè),

廢熱利用可以帶來顯著的經(jīng)濟效益，具體評估方法如下：

1.燃料成本節(jié)約

廢熱利用最直接的經(jīng)濟效益是燃料成本節(jié)約。通過利用廢熱來預(yù)熱原

料、蒸汽或其他介質(zhì)，可以減少對化石燃料的使用。據(jù)估計，在石化

和煉油行業(yè)，廢熱利用可以減少高達20%的燃料消耗。

*計算公式：

燃料成本節(jié)約二廢熱利用產(chǎn)生的蒸汽量X蒸汽價格-廢熱利用

消耗的電力成本

2.能源效率提高

廢熱利用提高了能源效率，從而降低了運營成本。通過利用廢熱來發(fā)

電或供熱，可以減少對外部能源的依賴。在化肥行業(yè)，廢熱利用可以

提高能量效率高達35%O

*計算公式：

能源效率提高=（廢熱利用發(fā)電量/廢熱量）X100%

3.設(shè)備壽命延長

廢熱利用可以延長昂貴設(shè)