低温余热(温度范围30℃-200℃)作为工业生产中未被充分开发的“隐形能源”,广泛存在于钢铁、化工、电力、建材等高耗能行业,长期被视为"废热"而直接排放。据国际能源署统计,全球工业领域约50%的能耗以余热形式散失,其中低温余热占比超60%。在我国“双碳”战略驱动下,低温余热回收技术正从辅助节能手段升级为工业绿色转型的核心支撑,以低温蒸汽、烟气、热水为代表的余热资源正成为节能降耗的关键突破口。
低温余热载体主要包括三类:
低温蒸汽(80-150℃):常见于蒸馏塔尾气、闪蒸蒸汽等场景,具有显热与潜热双重利用价值;
低温烟气(90-200℃):锅炉及炉窑排烟、烘干尾气等,含尘量高且大多含有腐蚀性;
低温热水(30-90℃):冷却循环水、冷凝水等,热品位低但总量巨大,占工业余热总量40%以上。
针对不同的余热载体和热源特性,我们将采用不同的技术方案: 低温余热发电:采用高转速、高效率蒸汽透平发电系统,回收各行业生产中的工业尾气或饱和、过热蒸汽,发电效率远高于有机朗肯循环(ORC)发电系统。根据不同工艺需求,蒸汽型透平发电机组有背压式、凝汽式、抽凝式、抽背式、补气式等机型;有发电、驱动、汽电双驱等多应用方式。
低温余热制冷:将中低温余热用于吸收式制冷,为生产工艺或生产环境提供冷源。
烟气余热深度回收:通过高效换热器将90-150℃烟气降温至露点以下,回收的热量用于加热工艺用水或空气。
低品位热水提质利用:采用高温热泵(COP可达4-6)将30-60℃废水升温至80-90℃或更高温度的热水或蒸汽,用于工艺加热或区域供热。
低温蒸汽发电技术:发电效率高,适应性强,蒸汽压力从0.1MPa(a)-10MPa(a),流量波动范围为30%--110%;
高效换热技术:换热效率高、输入阻力损失小、防尘、防腐能力强;
高温热泵技术:采用复叠式循环架构和两级压缩(如R134a+R245fa工质组合),通过低温级与高温级耦合,输入少量电能,将低品位热能(如工业余热、环境热源等)提升至80~150℃高品位的高温热水或蒸汽;可达到高能效比,在输出100℃热水时,COP(制热性能系数)仍可达2.5~4.5,较电加热节能60%~75%,较燃气锅炉减排CO₂50%以上。可替代燃煤/燃气锅炉,用于电镀槽加热(90~110℃)、纺织印染(80~130℃)、食品工艺(80~120℃)、木材干燥(100~120℃)等。
锅炉烟气余热回收系统图
烟化炉烟气余热回收系统图