余热回收介绍

余热回收介绍目录122334156余热回收基本概念余热回收相关技术及产品简介热管技术介绍热泵技术介绍余热回收应用案例余热回收成功案例什么是余热？—1—A

以环境温度为基准，被考察体系排出的热载体可释放的热称为余（GB1028-2000）。B

生产过程中由各种热能转换设备、用能设备、化学反应设备及生产工艺中产生而未被利用的热能。C

余热资源是指在目前条件下有可能回收和重复利用而尚未回收利用的那部分能量。固态

固态载体余热：包括固态产品和固态中间产品的余热资源、排渣的余热资源及可燃性固态废料。液态

液态载体余热：包括液态产品和液态中间产品的余热资源、冷凝水和冷却水的余热资源、可燃性废液。气态

气态载体余热：包括烟气的余热资源、放散蒸汽的余热资源及可燃性废气。余热分类（按形态）—2—

余热分类（按温度）高温余热中温余热低温余热温度高于500℃

温度200～500℃

温度低于200℃的烟气及低于100℃

的液体属于低温余热资源。—3—相关的技术及产品

热管技术

热泵技术

蓄热器

余热锅炉余热回收利用技术及产品简介相变换热器板式换热器—4—

余热回收的两项关键技术热管热泵

热管～封闭的管壳中充以工作介质并利用介质的相变吸热和放热进行热交换的高效换热元件。由热管组成的换热器具有体积小、重量轻、传热功率大、流阻低等优点，在余热回收利用中得到越来越广泛的应用。

热泵～技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术，其能量转换过程是利用压缩机的作用，通过消耗一定的辅助能量（如电能），在压缩机和换热系统内循环的制冷剂的共同作用下，由环境热源（如水、空气）中吸取较低温热能，然后转换为较高温热能释放至循环介质（如水、空气）中成为高温热源输出。—5—8

热管的工作过程

在这一热量转移的过程中，具体包含了以下六个相互关联的过程：（1）热量从热源通过热管管壁和充满工作液的吸液芯传递到液-气分界面；（2）液体在蒸发段的液-气分界面上蒸发；（3）蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流向冷凝段；（4）蒸汽在冷凝段内的液-气分界面上凝结；（5）热量从液-气分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源；（6）在吸液芯内由于毛细作用（或重力等）是冷凝后的工作液回流到蒸发段。当热管的一端受热时毛细芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体在沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环往复，热量便从一端传到了另一端。—6—

很高的导热性：热管内部主要靠工作液体的气、液相变传热、热阻很小，具有很高的导热性。

优良的等温性：热管内腔的蒸汽是处于饱和状态的，饱和蒸汽的压力决定于饱和温度，饱和蒸汽从蒸发阶段流向冷凝阶段所产生的压降很小，温降很很小，因而热管具有优良的等温性。

热流密度可变性：热管可以独立改变蒸发段或冷却段的加热面积，即以较小的加热面积输入热量，而以较大的冷却面积输出热量，或者热管可以较大的传热面积输入热量，而以较小的冷却面积输出热量，这样即可以改变热流密度，解决一些其他方法难以解决的传热难题。

热流方向的可逆性：一根水平放置的有芯热管，由于内部循环动力是毛细力，因此任意一端受热就可作为蒸发段，而另一端向外散热就成为冷凝段。

热二极管与热开关性能：热管可做成热二极管或热开关，所谓热二极管就是只允许热流向一个方向流动，而不允许向相反的方向流动；热开关则是当热源温度高于某一温度时，热管开始工作，当热源温度低于这一温度时，热管就不传热。

恒温特性：普通热管的各部分热阻基本上不随加热量的变化而变，因此当加热量变化时，热管各部分温度亦随之变化。但人们发展了另一种热管——可变导热管，使得冷凝段的热阻随加热量的增加而降低、随加热量的减少而增加，这样可使热管在加热量大幅变化的情况下，蒸汽温度变化极小，实现温度的控制，这就是热管的等温特性。热管的特点—7—

热管换热设备较常规设备更安全、可靠，可长期连续运行这一特点对连续性生产的工程，如化工、冶金、动力等部门具有特别重要的意义。常规换热设备一般都是间壁换热，冷热流体分别在器壁的两侧流过，如管壁或器壁有泄漏，则将造成停产损失。由热管组成的换热设备，则是二次间壁换热，即热流要通过热管的蒸发段管壁和冷凝段管壁才能传到冷流体，而热管一般不可能在蒸发段和冷凝段同时破坏，所以大大增强了设备运行的可靠性。

热管管壁的温度可调性热管管壁的温度可以调节，在低温余热回收或热交换中是相当重要的，因为可以通过适当的热流变换把热管管壁温度调整在低温流体的露点以上，从而可防止露点腐蚀，保证设备的长期运行。这在电站锅炉尾部的空气预热方面应用得特别成功，设置在锅炉尾部的热管空气预热器，由于能调整管壁温度不仅能防止烟气结露，而且也避免了烟灰在管壁上的粘结，保证锅炉长期运行，并提高了锅炉效率。

冷、热段结构和位置布置灵活由热管组成的换热设备的受热部分和放热部分结构设计和位置布置非常灵活，可适应于各种复杂的场合。由于结构紧凑占地空间小，因此特别适合于工程改造及地面空间狭小和设备拥挤的场合，且维修工作量。

热管换热设备效率高，节能效果显著。热管的优点—8—

热管换热器属于热流体与冷流体互不接触的表面式换热器。典型的热管换热器如下图所示。热管换热器的最大特点是：结构简单，换热效率高，在传递相同热量的条件下，热管换热器的金属耗量少于其他类型的换热器；换热流体通过换热器时的压力损失比其他换热器小，因而动力消耗也小。由于冷、热流体是通过热管换热器不同部位换热的，而热管元件相互又是独立的，因此即使有某根热管失效、穿孔也不会对冷、热流体间的隔离与换热有多少影响。此外，热管换热器可以方便地调整冷热侧换热面积比，从而可有效地避免有腐蚀性气体的露点腐蚀。正是热管换热器的这些特点正越来越受到人们的重视，其用途亦日趋广泛。热管换热器—9—空调余热回收化肥厂余热回收窑炉余热回收窑炉余热发电加热炉余热回收烧结炉余热回收热管换热器

在各行各业余热回收项目中的广泛应用—10—热泵的定义

热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的装置。

热泵在工作时，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，通过传热工质循环系统提高温度进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为输出功中的一小部分，因此，采用热泵技术可以节约大量高品位能源。

—11—热泵的分类水源热泵

以空气作为“源体”，空气能热泵，通过冷媒作用，进行能量转移。

地源热泵是以大地为热源对建筑进行空调的技术，冬季通过热泵将大地中的低位热能提高对建筑供暖；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温。空气能热泵

以地下水作为冷热“源体”，在冬季利用热泵吸收其热量向建筑物供暖，在夏季热泵将吸收到的热量向其排放、实现对建筑物供冷。地源热泵

为了弥补单一热源热泵存在的局限性和充分利用低位能量，运用了各种复合热泵。空气-水热泵机组、水-空气热泵机组、土壤-水源热泵系统等。

复合热泵—12—热泵机组热泵显著的节能效果

充分利用可重复使用的免费热能资源，而其消耗的电能仅占机组产生热量的1/4左右。

热泵的效率可以通过机组制热量与其所消耗能量之间的比值COP值来确定。

地源热泵的COP值在3至4之间，即输入1kW的电能，机组就可以产生3至4kW的热量。—13—维护费用低：地源热泵系统运动部件要比常规系统少，因而减少维护，系统安装在室内，不暴露在风雨中，也可免遭损坏，更加可靠，延长寿命。

一机两用：热泵能满足建筑空调冬季供热和夏季供冷。环保：削减燃煤锅炉，减少CO2排放。节能：效率高，运行费用低可持续发展：利用的低温热能属于可再生的能源。均衡用电负荷：冬夏两季使用，有利于电网削峰填谷。热泵工作原理示意图使用寿命长：地源热泵的地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管，寿命可达50年。要比普通空调高35年使用寿命。热泵特点及工作原理—14—热管技术在定型机余热回收应用

定型机是纺织印染后整理的关键设备，热定型机是利用热空气对纺织物进行干燥和整理并使之定型的装置。定型机烘箱工作温度在200°C左右,废气总排量约为：15000~23000m3/每小时,排出废气温度为170°C左右，使用热管式定型机余热回收装置后，补入的热风温度约为120℃，补风量约5000-8000m3/小时,通过余热回收的热量约为181,524大卡/每小时，按照每公斤煤含5000大卡热量计算，年节约煤215吨，按照每吨煤600元计算，直接产生节能效益129,000元，该技术改造能为企业带来丰厚的回报。定型机余热原理回收示意图定型机余热原理回收现场—15—热泵技术在印染余热回收应用印染厂在其生产工艺过程中要消耗大量的热能、电能，尤以热能的用量最大，由于染整工艺需将大量的工业用水，加热到90~130℃，用于洗涤、漂白、染色等工序的热能消耗约占整个工艺过程中热能用量的80%，还有20%用于烘干及热定型工序。经过印染工艺后排出的废水温度达80℃以上。如果能把这部分热能加以回收，将带来可观的经济效益。只需用几个简单数据就可说明。假如一印染厂日排出温度为80℃废水100吨，若进行热能回收，将其处理到40℃以下，一天至少可以“回收”相当于一台2吨的锅炉。

—16—热泵技术在印染余热回收应用

生产时废水循环泵把处理过的余热废水送到初级防腐热回收换热器，把部分热量传给低温冷水，使冷水温度升高到25℃左右，余热废水温度下降到3O℃左右之后到蒸发器中继续释放热量，出水温度降到15℃左右排放掉，释放的热量被制冷剂吸收，制冷剂通过压缩机做功。在冷凝器中把热量再传给已经升温后的冷水。

冷水被加热到60℃左右后即可生产使用。因为印染过程中使用的水量比较大，在经过各种处理之后排出的废水温度一年四季基本相同或相差不大，所以该种热回收系统运行比较稳定，回收效率也比较高，整个系统的热回收能效比达6以上。水源热泵印染余热回收流程图—17—玻璃窑炉余热回收

对窑炉余热回收的途径主要有余热发电、余热锅炉和余热预热玻璃配合料等几种途经。本案例将高温窑炉烟气余热充分利用，采用复合相变换热技术，由余热锅炉产出蒸气，用于生产和生活。不仅大大提高全厂的能源利用率，降低了单位玻璃生产成本的能耗，还减少了大气污染物的排放，减少温室效应。安徽凤阳金星实业公司是专业生产保温瓶企业，拥有2套42M2玻璃窑炉，燃烧煤气融化玻璃溶液，在生产过程中有大量余热产生。经测算窑炉占全厂总能耗的80～85％左右，即使国内比较先进的燃油玻璃窑炉经热测试的结论：全窑热效率也仅有38.％左右。在没有改造之前，产生的废热通过烟囱直接排出，不仅对环境造成污染，也造成了极大的能源浪费。—18—酒店锅炉余热回收上海皇廷大酒店是一家五星级宾馆，拥有7台1吨天然气炉。锅炉的热效率约为60～70%