工业余热余压利用的思考与探讨

兰文龙 中节能科技投资有限公司 郭云高 中国循环经济协会发电分会 汪俊贤 海螺水泥股份有限责任公司

工业余热余压利用的思考与探讨

兰文龙 中节能科技投资有限公司 郭云高 中国循环经济协会发电分会 汪俊贤 海螺水泥股份有限责任公司

1 工业余能是第五大能源且兼有环保功能

中国生物质工程战略发起人、中国科学院院士、中国工程院院士石元春教授认为∶从总量角度看，生物质能源已经成为排位仅次于煤炭、石油和天然气的世界第四大能源和首屈一指的可再生能源。同样，从广义能源的概念看，工业余能也是一种能源资源，是伴随其它源发性能源的生产、输配、使用等过程而产生的能量。

根据国家能源局官方发布的数据，2013年全国能源消费总量37.6亿吨标准煤，相当于25.5亿吨石油。以我国综合能源效率最高的广州大学城分布式能源站为例，其效率可以达78%，结合最高效率火电机组效率为45%左右，可以看出通过能源梯级综合利用，大幅度提高能源利用效率是可行的。即使高温高压的热电机组的能源利用效率也能轻易地比超临界机组能源效率高出10个百分点（供热也可视为余热梯级综合利用），工作到位提高30个百分点也是可能的。这相当于3～9亿吨标准煤，这个规模也许并不比生物质能源的规模小，排在第五位是没有问题的。当然，工业余能的规模会随着能源利用效率的整体提高而逐渐减小，这正是余能利用工作开展的目的。

余热余压是工业余能的重要组成部分，占余能份额的90%以上，不利用就会排放和浪费，影响和污染环境，所以余能利用的紧迫性和重要性更甚于绿色能源的开发利用，更应优先考虑。

2 余能的种类及特点

余能是指生产过程中释放出来而未被利用的能源，余热、余压和余气等是常见的余能。其基本特点可归纳如下：

⑴ 伴生特性，没有对应的生产过程就没有余能。

⑵ 暂态特性，难以储藏和运输，不用就废。

⑶ 废弃特性，生产过程释放物的惯常处理手段是废弃。

⑷ 品相特性，载热介质、温度水平等差异很大，存在利用对象、处理手段的匹配性问题。

业内流传着这样一句话：“一江春水向东流，流的都是煤和油。”这句话既形象地描述了我国水能蕴藏丰富，也生动地说明了水能稍纵即逝、不用既弃的特性。这也是余能丰富及余能利用紧迫性的形象写照。

3 不断发展的余能认识与余能利用

随着认识的深入和技术的发展，对余能的认识和利用也在不断发展变化，更多的低品相余能逐步被利用，并呈现出从利用过渡到高效利用的趋势。

我们对余能的认识规律是化害为利、由高到低、不断拓展。就在20多年前，大量的高温蒸汽、可燃尾气及工作过程中的压差被作为废弃物或有害物质释放。如水泥企业大量高温蒸汽的排空，炼化企业燃烧毒害尾气形成的长明灯及许多工业企业利用挡板进行调压等；现在许多企业不仅已经将这些余能进行了利用，并且正在寻求高效利用，同时还将余能利用的视野和应用扩展到了更广、更深的领域。利用余能已经不再是产业关注的重点，如何把利用范围扩展到更低品相的余能，如何提高余能的回收利用效率，如何高效利用余能才是当今产业的热点和趋势。

随着余能回收和利用的技术进步，余能利用逐步从高能高用（高温烟气发电等）、高能低用（高温烟气供暖等）拓展到低能低用（中低温烟气/低温余热水等供暖），乃至进一步发展到低能高用（低温余热发电、热泵余热回收供热等）。

4 余能利用原则

一些人认为几千千瓦的小容量、低参数的余热发电机组，效率太低且不经济，不应该发展，甚至要将其归入小火电，应该淘汰。但相较于将余热视为废弃物大量直接排放而言，余能利用的经济效益、社会效益和环保效益都是巨大的。

也有人认为应该放弃将热转换成电，直接利用热能，保证高效利用。但是，由于我国园区和城市热负荷规划的不足，大规模的余热难以直接以热能的形式被高效利用；又由于余热具有伴生、暂态和废弃特性，不用就废并污染环境的客观实际，把余能利用起来是首先要考虑的，在充分利用的基础上，再考虑高效利用和梯级利用。

5 余能利用存在的问题

利用余能已成共识。经过20多年的政府引导与产业发展，大量企业不同程度地开展了余能利用工作并从中获益，利用余能已经成为企业节能降耗，提升竞争力的重要手段，也已成为广泛共识。在确保余能利用的共识下，余能利用工作仍存在如下问题：

⑴ 大量低品位余能如何用起来。

⑵ 不同品位的余能如何区别利用，高效利用，也就是利用手段与品位匹配的问题。

⑶ 余能利用手段的选择策略和评价方法。

⑷ 国家政策配套和支持。

余能充分高效利用，还有很多工作要做，这正是我们联合行业力量，凝聚行业智慧，启动制定《工业余热余压梯级综合利用导则》国家标准的目的。