區(qū)域供熱/供冷系統(tǒng)中余熱回收應(yīng)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(yùn)行的過程中具有能耗大、污染嚴(yán)重的問題，余熱回收技術(shù)在區(qū)域供熱、供冷系統(tǒng)中的應(yīng)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(shí)際情況就余熱回收技術(shù)在區(qū)域供熱、供冷系統(tǒng)中的應(yīng)用問題進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：余熱回收技術(shù);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?xì)庀到y(tǒng)、電力系統(tǒng)的第三大公益事業(yè)，在社會經(jīng)濟(jì)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(guān)注。節(jié)能、降耗、循環(huán)、高效成為當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)變的重要方式，各個地區(qū)也開始響應(yīng)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(shù)被推廣。文章在梳理供熱、供冷系統(tǒng)中余熱回收技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，以熱電聯(lián)供系統(tǒng)、余熱驅(qū)動溴化鋰機(jī)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?yàn)橄到y(tǒng)的長遠(yuǎn)、穩(wěn)定運(yùn)行提供重要支持。

一、余熱回收技術(shù)

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(dāng)前發(fā)展情況來看，工業(yè)余熱總量占據(jù)熱工設(shè)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(jì)收益。

（一）中高溫余熱回收技術(shù)

對于品位比較高的中高溫余熱回收來說，將其應(yīng)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(shù)發(fā)展日益成熟，且開始被人們廣泛應(yīng)用在鋼筋、水泥等行業(yè)。結(jié)合鋼鐵行業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)，一些學(xué)者提出了提升余熱回收技術(shù)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(shí)現(xiàn)對余熱蒸汽的循環(huán)利用。 還有學(xué)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(dá)到11.5MW。設(shè)定的功率推進(jìn)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(shí)際操作情況來看，針對特定技術(shù)分析所獲得的結(jié)論不具備指導(dǎo)意義，也很難適合應(yīng)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(xué)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(yùn)行7200小時計(jì)算，每年節(jié)省的電費(fèi)會達(dá)到112.32萬元。

（二）低溫余熱回收技術(shù)

低溫余熱回收技術(shù)包含熱泵技術(shù)、余熱發(fā)電技術(shù)、制冷技術(shù)，在這些技術(shù)使用的過程中，熱泵技術(shù)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(jī)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(shí)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(shù)形式。低溫余熱回收技術(shù)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(xué)者對不同低溫余熱回收技術(shù)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(guān)鍵是對蒸發(fā)器、吸收熱泵機(jī)發(fā)生器內(nèi)外部溫度變化進(jìn)行積極的調(diào)節(jié)。

二、余熱回收技術(shù)在供熱、供暖系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）余熱回收技術(shù)在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)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(yīng)的情況下會浪費(fèi)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(jì)九十年代末期的時候，鋼鐵工業(yè)低品位余熱開始被應(yīng)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(yùn)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(dá)到了189MW，余熱回收量達(dá)到了127MW、二氧化碳的碳排放量會達(dá)到10.13萬噸。受技術(shù)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(guān)人員能夠立足實(shí)際情況更進(jìn)一步的探尋新型余熱回收技術(shù)的應(yīng)用，旨在能夠在該技術(shù)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(yīng)用

在供冷系統(tǒng)中，可以利用高溫余熱回收機(jī)組的設(shè)備循環(huán)冷卻水的熱量，最終來實(shí)現(xiàn)對余熱的高效率利用。制冷機(jī)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(dǎo)致能量品質(zhì)較低，無法被有效回收利用。基于此，相關(guān)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(shí)現(xiàn)各個企業(yè)的節(jié)能減排發(fā)展。但是從當(dāng)前發(fā)展實(shí)際情況來看，我國低溫余熱技術(shù)利用不夠充分，導(dǎo)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(diǎn)工作：第一，為了能夠更好的開展節(jié)能減排工作，需要相關(guān)人員在工業(yè)領(lǐng)域積極推廣中高溫余熱技術(shù)，并在發(fā)展的過程中強(qiáng)化對低溫余熱技術(shù)的研究。第二，將現(xiàn)有的余熱回收技術(shù)來作為研究基礎(chǔ)，根據(jù)工業(yè)余熱的不穩(wěn)定性、低密度特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)對余熱回收技術(shù)的升級處理。第三，強(qiáng)化對供熱、供冷項(xiàng)目的深入研究，根據(jù)不同供熱和供冷區(qū)域來進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，促進(jìn)資源和能源之間的相互轉(zhuǎn)換。

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