能源是人類賴以生存和發展的基礎，能源的利用程度是反映人類進步的一個重要標志。所有工礦企業都有工業余熱，余熱屬于二次能源。工業余熱是指在生產過程中產生的，本來可以利用，但實際上被廢棄不用而排放至周圍環境的那部分熱量。

各行業的余熱總資源約占其燃料消耗總量為17%—80%，其中容易回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%，也就是說，易回收利用的余熱資源約為燃料消耗總量的10.2%—48%。工礦企業余熱主要集中在鋼鐵、石油、化工、建材、食品、電子等領域，回收余熱節能的潛力是非常大的。

1、中低溫煙氣余熱回收

工礦企業余熱中，煙氣的余熱占相當大的比例。煙氣余熱按溫度可分為：高溫煙氣余熱（溫度高于650℃），中溫煙氣余熱（溫度在200℃—650℃），低溫煙氣余熱（200℃以下）。

高溫煙氣由于熱品位比較高，利用難度相對較小，所以這部分余熱基本都得到了利用。而中低溫煙氣特別是低溫煙氣由于余熱量不穩定、煙氣中含塵量較大、煙氣中含有腐蝕性物質、煙氣的品味較低等特點，對余熱的回收和利用產生了很大的影響，使得很多工礦企業直接排放了較難利用的余熱。由于中低溫余熱資源數量非常巨大，而且分布范圍極其廣泛，所以解決好上述問題，合理回收中低溫煙氣余熱，對于企業的節能降耗有很重要的意義。

2、軋鋼加熱爐中低溫煙氣余熱回收

從能耗的構成上看，要降低軋鋼系統的能耗，一方面應通過技術進步降低能源消耗，另一方面，應利用先進的能量回收技術，合理有效地對軋鋼系統中的余熱能源進行回收利用。

目前軋鋼加熱爐余熱回收最常見得一種方式是：通過對加熱爐進行局部改造，增加余熱回收設備—熱管蒸發器，以充分利用加熱爐尾氣余熱，產生飽和蒸汽并網。這樣既降低了煙氣排放造成的環境污染，同時又可以回收大量的熱能，提高企業的經濟效益、社會效益和環保效益。

下面就以某鋼廠230t/h寬厚板加熱爐余熱回收案例來說明熱管蒸發器在加熱爐煙氣余熱回收中的應用。

2.1、加熱爐參數概述（見表1）


2.2、余熱回收初步設計思路

2.2.1、煙氣計算

計算依據的是企業提供的煤氣成分及加熱爐加熱工藝。加熱爐煙氣計算數據匯總如表2所示：


根據以上計算，得出：

1）該加熱爐使用煤氣燃燒生成煙氣系數為3.01。

2）生成煙氣密度為1.27kg/m3。

3）生成煙氣平均比熱容為1.68kJ/（m3.℃）。

4）生成煙氣中SO2/SO3含量高達263×10-6.

經進一步計算求得煙氣酸露點為171℃。

2.2.2、余熱回收計算（見表3）


根據以上計算，得出結論：

1）煙氣余熱回收系統如果安裝熱管蒸發器及過熱器，煙囪底部排煙溫度按照高于煙氣酸露點30℃考慮，即200℃，余熱回收系統可產生壓力1.27MPa，溫度300℃的過熱蒸汽7.2t/h。同時。可以將加熱爐原有汽化冷卻系統產生的10t/h蒸汽一起過熱到300℃。

2）煙氣余熱回收系統如果只安裝熱管蒸發器，可以產生壓力1.27MPa，溫度190℃飽和蒸汽9t。

3）煙氣余熱回收系統如果只安裝過熱器，可以將汽化冷卻系統產生的10t/h蒸汽過熱到300℃，煙氣溫度可以下降23℃。

考慮到余熱回收系統產生的蒸汽將來會用于并網發電，選取表3中第二種方式，即熱管蒸發器及過熱器一起安裝比較合理。

2.3、余熱回收經濟技術指標（見表4）


2.4、余熱回收系統設備組成

余熱回收設備總體系統包括熱管蒸發器本體及本體范圍內的配套設備和系統設計，管閥系統、鋼架和平臺等。

1）設備本體包括熱管蒸發器、熱管省煤器、過熱器。

2）本體范圍內的配套設備包括：定、連排擴容器，汽水取樣裝置，加藥裝置，給水泵，除氧器水泵，儀表閥門及管件，除氧器，軟水箱。

3）鋼架及平臺。

4）旁通煙道強制排煙系統。

2.5、余熱回收設備投資概算及經濟社會效益

2.5.1、投資估算

工程投資額計熱管蒸發器、熱管省煤器、汽水系統、循環水系統、閥門輔機等，包括所含電氣、熱工、水路等費用。

2.5.2、工程投資概算

加熱爐煙氣余熱回收工程投資額如表5所示。


2.5.3、工程投資效益（見表6）


按上述效益分析有：

該工程靜態投資約為560萬元。本期工程建成后，年節約費用（扣除運行成本）702萬元，10個月即可收回全部建設投資。

2.5.4、社會效益

加熱爐原燃燒廢氣（65000m3/h、450℃）直接排入大氣，造成大量浪費，而且污染環境。本工程上馬后，廢煙氣經過余熱回收系統，排煙溫度由450℃降至200℃左右，實現節能減排。

該工程熱管蒸發器額定產蒸汽量7.2t/h，每年可節約標煤量約為1.335t，減少CO2排放26000t，具有突出的環保節能效益。

3、總結

中低溫余熱回收潛力巨大，通過分析行業余熱回收形勢引出軋鋼加熱爐中低溫余熱回收項目實施。經計算分析，論述了加熱爐余熱回收方案設計思路。并且就完成后的余熱回收方案做了投資概算預估及經濟社會效益分析。