[发明专利]工业余热资源综合梯级利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及能源高效利用领域，尤其涉及一种工业余热资源综合梯级利用方法。

背景技术

冶金、电力、化工、石油、水泥、轻工、制造工业等领域在生产同时伴生大量高、中、低温余热资源，除了部分回收外，大量未被回收的余热资源放散到大气或周边环境中，导致能源浪费、环境污染、成本上升等不利因素。余热资源回收与利用是工业节能领域长期研究热点和关注方向，甚至是某些行业企业发展和生存的关键要素。

目前工业等领域力图大力加强余热资源的回收与利用，但余热回收不彻底、利用效率低。具体问题包括：(1)高温余热资源回收低品位能源，导致能源“质”的损失；(2)没有考虑余热资源特点，利用单一技术仅“浅层”回收中高温余热，大量低温余热没有“深度”回收，导致余热回收效率低下；(3)缺乏系统优化，余热回收后，没有匹配用户使用而放散，导致“高效”回收、低效利用；(4)没有处理好不同利用方式对效率的影响，特别是热交换与能源转换之间效率差异，导致不必要的能源转换损失。导致工业等领域余热回收利用效率低下主要是因为能源梯级利用的基本理论与现场实践存在巨大鸿沟，基层能源管理缺少可以实际操作的能源梯级利用方法所致。

发明内容

本发明要解决的技术问题是基层能源管理缺少可实际操作的余热资源梯级利用方法，难以将能源梯级利用的基本理论应用到现场实践，从而导致工业余热回收利用率低。

为了解决这一技术问题，本发明提供了一种工业余热资源综合梯级利用方法，针对一工业区域中一工艺系统中的一设备，该方法包括：

S1：“回用”，该设备工业生产中伴生余热资源优先被应用于该设备中；

S2：“替代”，经过步骤S1，若有富余热能，则优先被应用到该设备所在工艺系统中，其次应用到所在工业区域内其它工艺系统中，最后应用到该工业区域外；

S3；“提质”，经过步骤S1和S2，若还有富余热能未能被应用，则利用外部高品位能源提升富余热能品位；

S4：“转换”，经过步骤S1至S3后，若还有富余热能未能被应用和提升，则将其转化为其他形式的能源。

可选的，在所述步骤S1中，通过以下措施至少之一实现余热资源的被应用：

热设备状态维护、高效燃烧、保温管理、空燃比控制优化、空气预热、燃料预热。

可选的，在所述步骤S2中，通过以下措施至少之一实现余热资源的被应用：

替代燃料、替代蒸汽、替代电力。

可选的，在所述步骤S3中，通过以下措施实现富余热能品位的提升：

热泵技术、蒸汽喷射技术、低质高用技术、再燃加热技术。

可选的，在所述步骤S4中，通过以下措施至少之一实现富余热能的转化：

余热发电、余热制冷。

可选的，在所述S1至S3三个步骤中，通过热交换或热量传递实现余热被应用。

本发明还提供了一种钢铁工业余热资源梯级利用方法，采用了本发明提供的余热资源梯级利用方法。

所述工艺系统至少包括焦化系统、烧结系统、球团系统、高炉系统、转炉炼钢系统、电炉炼钢系统、轧钢系统以及公用系统。

本发明综合考虑设备、系统、区域、社会四个不同范围，以及热量直接交换效率高、能源转换利用效率低的因素，提出一套系统设计方法，从而为工业区域余热资源综合梯级利用提供了具体可行措施，从而解决如何实现能源梯级利用的问题，实现余热资源综合梯级利用和能源利用效率最大化。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的工业余热资源综合梯级利用方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例中钢铁工业余热资源综合梯级利用方法的具体实施系统的示意图。

具体实施方式

以下将结合图1和图2对本发明提供的工业余热资源综合梯级利用方法进行详细的描述，其为本发明一可选的实施例，可以认为，本领域的技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内能够对其进行修改和润色。

在引入具体的技术方案前，先介绍下本发明的思路源头。

“因地制宜、分配得当、温度对口、梯级利用”是工业园区区域余热资源综合梯级利用“一个中心”原则，其中“因地制宜”是首要原则。所有梯级利用解决方案要优先考虑现场实际情况，因地制宜，合理妥协。

明确余热资源利用四个不同的范围，即设备、系统、区域、社会四个不同范围，为减少能源配置难度和运输能源消耗，明确余热资源利用按设备、系统、区域、社会的先后次序进行合理配置。