锅炉余热发电现状及对策

工业余热资源的等级划分

工业余热资源属于二次能源，按照温度品位一般分为：a)高温余热500℃以上；b)中温余热200～500℃；c)低温余热200℃以下。按照余热利用投资回收期划分余热资源等级，执行标准GB/T1028—2000《工业余热术语、分类、等级及余热资源量计算方法》，根据余热资源回收利用的可行性和紧迫性，余热资源分为3个等级，其中一等余热资源应优先回收，二等余热资源应尽快回收，三等余热资源可视情况回收。


锅炉余热发电现状及政策

近年来，环保问题、能源问题的日益严峻使得国家政策大力倡导能源梯级利用、循环利用和能源资源综合利用。余热发电就是一种能源循环利用方式，利用生产过程中多余的热能转换为电能。自2021年3月1日起，对余热、余压、余气自备电厂，继续减免系统备用费。系统备用费的减免使得余热发电企业的生产成本下降，提高了企业利用余热发电的积极性。

根据国家发改委能源研究所完成的我国首个《工业余热资源利用状况调查分析》报告，截至2010年，我国七个主要行业的余热发电装机已达1200万千瓦，截至2020年底，中国余热发电累积装机量约为4500万千瓦。

余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。

余热的回收利用途径很多。一般说来，综合利用余热最好；其次是直接利用；第三是间接利用（产生蒸汽用来发电）。如钢铁工业：钢铁厂中的焦炉。目前我国大中型钢铁企业具有各种不同规格的大小焦炉50多座，除了上海宝钢的工业化水平达到了国际水平，其余厂家能耗水平都很高，大有潜力可挖。炼钢厂中的转炉烟气发电，发电系统，可配置发电量为3000Kw的电站80座。炼钢厂中的电熔炉，现如今全国有20多座，其中65吨级可发电量在5000Kw/座以上。

中国水泥窑余热发电技术经过近十余年的发展有了长足的进步，现已接近国际先进水平。诞生了各种各样的并能满足不同窑型要求的发电系统。 在未来相当长的时期内， 中国水泥窑余热发电技术的发展趋势主要集中于以下几个方面：
采用立式余热锅炉和补汽式汽轮发电机组的二级余热发电系统。 立式余热锅炉彻底解决了卧式余热锅炉漏风及炉内温度场实际分布与锅炉设计时所假想的温度完全不相同的问题， 可以大大提高锅炉蒸汽产量；篦冷机 或立式余热锅炉排出的200℃左右废气余热可以充分回收并用以发电。这样可使吨熟料余热发电量在熟料热耗不变的前提下提高到195千瓦小时以上。

余热锅炉发电原理及过程

余热发电锅炉利用工业生产过程中的气体或废气、废液，以及某些动力机械排气的热量产生蒸汽或热水的锅炉。余热锅炉是重要的节能设备各种冶炼炉和焙烧窑的排烟温度为650～1250℃；燃气轮机和柴油机等动力机械的排气温度为370～540℃。安装余热锅炉吸收这些排烟中的部分热量，全系统的热能利用率可以显著提高。例如轧钢加热炉安装余热锅炉后，全系统热能利用率甚至可提高1倍左右。
锅炉余热发电

冷凝式余热回收发电锅炉

进入余热锅炉的烟气温度，是决定余热锅炉受热面布置形式的一个重要因素。如进口烟气温度为400～900℃时，锅炉内主要设置对流管束，不设置炉室；但烟尘熔化点低时也有例外，应设置冷却炉室以控制进入对流烟道的入口烟的温度，避免灰渣在对流管排间搭桥。在化工生产的裂解工艺中，为避免高温裂解气体的重新聚合，需要将高温裂解气体急速冷却到裂解反应停止的温度，这时余热锅炉就成为不可缺少的急冷工艺设备。

高温余热烟气经烟道输送至余热锅炉入口，再流经过热器、蒸发器和省煤器，最后经烟囱排入大气，排烟温度一般为150～180℃，烟气温度从高温降到排烟温度所释放出的热量用来使水变成过热蒸汽。

进入锅筒的水与锅筒内的饱和水混合后，沿锅筒下方的下降管进入蒸发器吸收热量开始产汽，通常是只有一部分水变成汽，所以在蒸发器内流动的是汽水混合物。汽水混合物离开蒸发器进入上部锅筒通过汽水分离设备分离，水落到锅筒内水空间进入下降管继续吸热产汽，而蒸汽从锅筒上部进入过热器，吸收热量使饱和蒸汽变成过热蒸汽。