识别余热源
工厂中常见的余热源包括:
- 烟气(锅炉、窑炉、加热炉排气)
- 蒸汽凝结水和排污水
- 压缩空气系统余热(空压机运行产生的热量)
- 冷却水(工艺冷却、产品冷却)
- 废气和废液
第一步是列出工厂中所有排放热量的设备和工艺过程,记录排气/排液温度和估算流量。
温度品位决定回收方式
余热的温度品位直接决定回收的技术路线和经济性:
- 高温余热(>400°C):如烟气,可以产生蒸汽或发电,经济性通常较好
- 中温余热(100–400°C):如蒸汽凝结水、部分废气,可以预热助燃空气、加热工艺物料或供暖
- 低温余热(<100°C):如冷却水、空压机余热,可以用于预热生活用水、空间供暖或驱动吸收式制冷(但需要较大的换热面积)
温度越低,回收的技術难度越大、投资越高、经济性越差。低于 60°C 的余热回收需要特别谨慎地评估经济性。
评估回收的技术可行性
需要考虑的因素:
- 余热源的稳定性:连续稳定的余热源比间歇性的更容易回收
- 热侧和用侧的距离:距离越远,输送热损失和管道投资越大
- 时间匹配:余热产生时间和用热需求时间是否匹配,不匹配时需要储热
- 介质清洁度:含尘、含腐蚀性成分的烟气可能堵塞或腐蚀换热器
初步经济性估算
可回收热量估算:
Q = m × Cp × ΔT
其中 m 为介质质量流量,Cp 为比热容,ΔT 为可回收的温差(余热出口温度减去经济合理的最低排烟温度)。
年节能收益 = Q × 年运行小时数 × 能源单价
这些是估算值。实际回收量受换热器效率、结垢和运行维护影响。建议以保守估计为依据做投资决策。
常见误区
- 只看温度不看流量:温度高但流量很小的余热,总热量可能不大
- 忽视用热需求:回收的热量如果没有用处(没有热用户),投资就浪费了
- 高估回收效率:换热器不可能将余热冷却到环境温度,实际可回收量小于理论值
