深度丨关于火电厂等余热余能与能源的合理利用-第2页-北极星火力发电网

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以上看法可以由以下的例子说明：

1)高炉生产过程中，产生了大量的烟气，这种烟气中含有大量的可燃CO等。由于CO有害人们的健康，在上世纪70年代以前，我国大部分钢铁企业几乎都将该部分余能排放至大气或在大气中燃烧。以后人们利用其在锅炉中燃烧产生蒸汽，但火用效率较低。现在随着技术的提高，人们又将其应用到了燃气蒸汽轮机发电系统中，采用了热电联产系统，取得了相对较高的效率。

由于人们对这部分余热余能的不断优化利用，使高炉的能源利用率提高了9%以上。炼钢过程也有类似高炉的情况，可以达到负能炼钢，没有炼钢过程中余热余能的合理利用是不可能的。没有类似高炉、转炉烟气的合理利用，钢铁企业的电能供应是很难达到目前的利用水平的。另外，内燃机为了充分利用其排出烟气的余热余能，添置了增压器系统，不仅使其热效率大幅度提高，同时还大大地改善了内燃机的性能。

2)利用下水道水的显热(低位余热)，通过水源热泵使其温度提升，替代锅炉供热，从而以极少的电能取得较多的热能供人们取暖。

总之，这样的例子不胜枚举，这些都说明：余热余能的利用，不仅可以使能源得到充分、合理地利用，还可以改善工艺过程及其产品的性能。余热余能的利用是能源利用及工艺改进不可缺少的重要环节及内容。余热余能的利用不仅要重视正常产生的余热余能的利用，更要重视存在大量火用损失场合的余热余能的合理利用。

三余热余能的潜力分析

余热余能潜力分析的目的主要是为了更好地利用它，并引起人们的重视。由于提高余热余能的利用水平，使更多的、原来无用的余热余能得到了合理利用，变废为宝。为了正确地提高余热余能的利用水平，更好地挖掘其潜力，必须有一个合理的分析方法及原则。

过去，人们多以热力学第一定律来考虑能量的平衡与利用，通过建立热平衡关系来分析问题。这样在实际工作中虽然也取得了大量的成绩，但却忽略了很重要的问题：不仅该有的潜力未能发现，也不能在某些情况下正确地选用余热余能的利用措施。例如用天然气锅炉烧蒸汽与美宝炉烘干物料等的高位低用，浪费了大量的火用，使燃料的高位能白白浪费，变成了相应的低位热。

从第一定律的热平衡看，系统已无利用的潜力，但从火用平衡角度而言，其回收的潜力则很大。所以，目前应同时考虑热力学第一、第二定律，不仅要考虑热平衡，更要考虑火用平衡。即不仅要考虑能源量的大小，同时还要考虑能源质的差异。为此，要求我们在余热余能的利用过程中，充分地考虑能的梯级利用，实现“温度对口、梯级利用”及“品位对口、梯级利用”。这样不仅可以全面地看到其可利用潜力，还可以为其合理利用指出正确的方法、措施。

现结合能源利用数量比较多的行业进行分析说明如下：

1、电力行业

目前，我国的能源有30%左右被电力行业利用了，其中主要为煤炭。上世纪末，发电系统的热效率为35%左右，经过十余年的大力发展，我国发电的总装机容量为12.5亿千瓦左右。大型火电厂以60万千瓦的、高参数的大机组为主力军，其中火电占了8.5亿千瓦左右。系统热效率达到了40%左右，最高达到了44%左右。而发达国家已经将火力发电系统的热效率提升至60～70%左右，并且CO2达到零排放。

为什么我们国家过去和现在的系统热效率低于发达国家20%左右?这里的主要问题是我们缺乏从火用平衡及其相关原则的角度去考察问题，当然也与我国的能源结构以煤为主有关。要想解决问题，必须从新的理念出发。从热平衡来看，火力发电的损失大部分是锅炉的排烟损失及汽轮机冷凝损失的余热给带至大气，我国火电效率再提高已十分困难;但如果从火用平衡的角度思考问题，只要设法降低锅炉的燃烧火用损失及其相关的传热火用损失，在系统中充分地注意高位高用，合理集成，这样一来火用(热)效率也会大大提升。因为火用损失部分被利用，发电后的热损失也相应地下降，满足了热平衡的要求，所以相关的热损失也会相应地降低。

发达国家煤电系统发电效率达到60%左右，这个过程即是一项合理利用余热余能的典型。也就是说，如果我们改变理念，以创新的视角来改造我们的发电系统，我国发电系统尚有20%以上的利用潜力。也就是说目前从热平衡角度而言，余热损失可降低20%以上。火电发电过程的发电效率的提高，表现为降低了的余热余能，而上述目标实际上是将高位火用损失在改善过程中正确、合理利用的结果。

原标题：行业观察|关于余热余能与能源的合理利用

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