[發明專利]工業余熱資源綜合梯級利用方法

有效

• 申請號: 201410768644.5
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104457300A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 曹先常
• 申請（專利權）人: 上海寶鋼節能環保技術有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及能源高效利用領域，尤其涉及一種工業余熱資源綜合梯級利用方法。

背景技術

冶金、電力、化工、石油、水泥、輕工、制造工業等領域在生產同時伴生大量高、中、低溫余熱資源，除了部分回收外，大量未被回收的余熱資源放散到大氣或周邊環境中，導致能源浪費、環境污染、成本上升等不利因素。余熱資源回收與利用是工業節能領域長期研究熱點和關注方向，甚至是某些行業企業發展和生存的關鍵要素。

目前工業等領域力圖大力加強余熱資源的回收與利用，但余熱回收不徹底、利用效率低。具體問題包括：(1)高溫余熱資源回收低品位能源，導致能源“質”的損失；(2)沒有考慮余熱資源特點，利用單一技術僅“淺層”回收中高溫余熱，大量低溫余熱沒有“深度”回收，導致余熱回收效率低下；(3)缺乏系統優化，余熱回收后，沒有匹配用戶使用而放散，導致“高效”回收、低效利用；(4)沒有處理好不同利用方式對效率的影響，特別是熱交換與能源轉換之間效率差異，導致不必要的能源轉換損失。導致工業等領域余熱回收利用效率低下主要是因為能源梯級利用的基本理論與現場實踐存在巨大鴻溝，基層能源管理缺少可以實際操作的能源梯級利用方法所致。

發明內容

本發明要解決的技術問題是基層能源管理缺少可實際操作的余熱資源梯級利用方法，難以將能源梯級利用的基本理論應用到現場實踐，從而導致工業余熱回收利用率低。

為了解決這一技術問題，本發明提供了一種工業余熱資源綜合梯級利用方法，針對一工業區域中一工藝系統中的一設備，該方法包括：

S1：“回用”，該設備工業生產中伴生余熱資源優先被應用于該設備中；

S2：“替代”，經過步驟S1，若有富余熱能，則優先被應用到該設備所在工藝系統中，其次應用到所在工業區域內其它工藝系統中，最后應用到該工業區域外；

S3；“提質”，經過步驟S1和S2，若還有富余熱能未能被應用，則利用外部高品位能源提升富余熱能品位；

S4：“轉換”，經過步驟S1至S3后，若還有富余熱能未能被應用和提升，則將其轉化為其他形式的能源。

可選的，在所述步驟S1中，通過以下措施至少之一實現余熱資源的被應用：

熱設備狀態維護、高效燃燒、保溫管理、空燃比控制優化、空氣預熱、燃料預熱。

可選的，在所述步驟S2中，通過以下措施至少之一實現余熱資源的被應用：

替代燃料、替代蒸汽、替代電力。

可選的，在所述步驟S3中，通過以下措施實現富余熱能品位的提升：

熱泵技術、蒸汽噴射技術、低質高用技術、再燃加熱技術。

可選的，在所述步驟S4中，通過以下措施至少之一實現富余熱能的轉化：

余熱發電、余熱制冷。

可選的，在所述S1至S3三個步驟中，通過熱交換或熱量傳遞實現余熱被應用。

本發明還提供了一種鋼鐵工業余熱資源梯級利用方法，采用了本發明提供的余熱資源梯級利用方法。

所述工藝系統至少包括焦化系統、燒結系統、球團系統、高爐系統、轉爐煉鋼系統、電爐煉鋼系統、軋鋼系統以及公用系統。

本發明綜合考慮設備、系統、區域、社會四個不同范圍，以及熱量直接交換效率高、能源轉換利用效率低的因素，提出一套系統設計方法，從而為工業區域余熱資源綜合梯級利用提供了具體可行措施，從而解決如何實現能源梯級利用的問題，實現余熱資源綜合梯級利用和能源利用效率最大化。

附圖說明

圖1是本發明一實施例提供的工業余熱資源綜合梯級利用方法的流程示意圖；

圖2是本發明一實施例中鋼鐵工業余熱資源綜合梯級利用方法的具體實施系統的示意圖。

具體實施方式

以下將結合圖1和圖2對本發明提供的工業余熱資源綜合梯級利用方法進行詳細的描述，其為本發明一可選的實施例，可以認為，本領域的技術人員在不改變本發明精神和內容的范圍內能夠對其進行修改和潤色。

在引入具體的技術方案前，先介紹下本發明的思路源頭。

“因地制宜、分配得當、溫度對口、梯級利用”是工業園區區域余熱資源綜合梯級利用“一個中心”原則，其中“因地制宜”是首要原則。所有梯級利用解決方案要優先考慮現場實際情況，因地制宜，合理妥協。

明確余熱資源利用四個不同的范圍，即設備、系統、區域、社會四個不同范圍，為減少能源配置難度和運輸能源消耗，明確余熱資源利用按設備、系統、區域、社會的先后次序進行合理配置。