GB／T 39091-2020标准规范下载简介

GB／T 39091-2020 工业余热梯级综合利用导则.pdf

适用于各类冷却、加热场合 流体的性质、温度、压力及允许压降的 范围、清洗维修的要求、设备结构、木 更用安全性和寿命等

按照结构分类：螺旋式、百叶式、分仓式、分层式、蜂窝式、复合式。 按照运动形式分类：固定型、移动型等。 按照用途分类：冷却器、热回收装置等

分粒体换热器特指通过气体或液体等换热介质直接或间接地加热或冷却固体颗粒的装置， 适用于各类粉粒体物料冷却或干燥等。例如：干熄焦炉、窑炉物料冷却、烧结矿、锅炉等各类炒

等。考虑因素：物料特性、物料出力、进料温度、出料温度、换热介质进出温度、布置空间等。

汽化冷却技术主要用于轧钢加热炉、炼钢转炉、球团竖炉、焦炉上升管等工业设备中，以汽化冷却技 术回收蒸汽替代原有的水冷系统DB37／T 3366-2018 山东省涉路工程技术规范，最终提高系统能源利用效率，主要包括： ·轧钢加热炉应优先采用汽化冷却系统替代炉内主要水冷部件； ·炼钢转炉应优先采用汽化冷却烟道代替原有水冷烟道； ·球团竖炉应优先采用汽化冷却系统代替原有水冷梁； 焦炉应优先采用上升管高效换热器代替原有上升管

接温度分类：可分为低温储热设备（100℃以下）；中温储热设备（100℃～400℃之间）；高温储热设 备（400℃以上）三类。 按照储热原理分类：显热储热设备、相变储热设备、热化学储热设备三类。显热储热设备是指通过 诸热材料温度升高（降低）来实现储（放）热的设备，主要包括液体显热储热（熔盐、水、导热油等）、固体显 热储热设备（金属氧化物、混凝土、陶瓷、岩石、金属等）等；相变储热设备是指通过储热材料的相变而实 现储放热的设备，主要包括液气相变储热设备（蒸汽）、液固相变储热设备（石蜡、无机盐、冰、有机物等） 等；热化学储热设备是指利用物质在可逆化学反应中的吸热和放热过程达到储、放热的目的，主要包括 氢氧化物化学储热、结晶水合物化学储热、金属氧（氢）化物等

储热设备主要用于不连续、不稳定或富余的热能存储，或者用以满足热用户的波动及经济性等不 ，最终实现系统经济高效

根据热电转换原理可分为：水蒸气朗肯循环发电、有机工质朗肯循环发电、卡琳娜循环发电、烟气 电、热电材料发电等

水蒸气汽朗肯循坏发电主要适用于中高温稳定连续的余热资源；有机工质朗肯循环发电和卡琳 发电主要适用于中低温余热资源；烟气轮机发电主要用于石化余热；热电材料直接发电主要适用

空间要求极高的特定场合。

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根据原理可分为：吸收式余热制冷、吸附式余热制冷、喷射式制冷等

吸收式余热制冷一般适用于90° 以上热水或余热资源；吸附式余热制冷适用于65℃以上热水或 余热资源：喷射式制冷一般适用于具有低压蒸汽资源的场合等

根据原理，用于工业余热回收的热泵可分为蒸汽压缩式热泵（包括螺杆式、离心式、涡旋式、活塞式 等）、吸收式热泵（包括第一类吸收式热泵、第二类吸收式热泵）、吸附式热泵、化学热泵、蒸汽喷射式热 泵等。

热泵主要适用于建筑供暖和工业用热等

工业企业系统余热梯级利

附录B （资料性附录） 通用工业企业系统余热梯级利用基本方法

工业企业系统余热资源可分为高、中、低三种品位，并根据用能终端的需求，采用相应的余热回收技 术加以利用。图B.1表示了一种通用工业企业系统余热资源梯级利用的典型方案，适用于工业企业动 力等能源公辅系统，本方案主要涉及回收与利用两大环节，充分体现了余热资源特性、回收高效性、利用 匹配性、用能终端经济性，体现了工业余热梯级利用的系统设计思路，实现能源利用效率最大化，

图B.1通用工业企业系统余热梯级利用方案

通用工业企业系统余热梯级利用主要共性技术包括但不限于： 高效换热技术（扰流子等强化换热技术、大温差换热技术、相变换热等）； 烟气余热深度利用技术（工艺物流加热、空气预热、除盐水预热、余热发电、余热制冷和余热供 暖等）； ·热泵技术； ·乏汽余热回收（汽轮机排汽余热、除氧器乏汽、定排乏汽）技术； 低温余热发电技术（有机工质朗肯循环发电技术、卡琳娜循环发电技术等）； ·余热制冷技术

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附 录 C （资料性附录） 典型钢铁企业余热梯级利用总体思路与案例

典型钢铁企业余热资源梯级利用应遵循以下基本原则 接照“温度对口、梯级利用”余热梯级规划方法，结合钢铁生产特点，冶炼（炼焦、烧结、高炉、炼钢）区 域以“主体设备”为中心，研究主体设备的热能梯级利用系统，促进工序能耗降低。轧钢及公辅区域以 “区域用能”为中心，研究区域热能梯级利用系统，实现区域能源利用效率最大化。

C.2主要余热资源概况

典型钢铁企业主要余热资源包括但不限于： 炼焦：主要包括炼焦过程中产生的高温焦炉荒煤气、红焦、焦炉烟气等余热资源； 烧结：主要包括烧结机烟气余热、烧结矿冷却废气余热等； 高炉：主要包括高温熔融渣（冲渣水）显热、热风炉烟气余热、高温铁水散热、炉体冷却水显热 高炉煤气显热等； 炼钢：主要包括烟气显热、转炉煤气显热、冷却水显热、钢坏显热等； 轧钢：主要包加热炉烟气显热、热处理炉烟气显热、冷却水显热、钢坏显热等

典型钢铁企业余热梯级利用常用单项技术示例如下 焦化：干熄焦余热发电技术、荒煤气显热回收、煤调湿技术、烟气余热锅炉技术等； 烧结：烧结机烟气余热锅炉、烧结机废气点火技术、烧结机废气热风烧结技术、烧结矿冷却废气 余热回收（发电）技术等； 高炉：高炉冲渣水显热回收技术、热风炉烟气双预热技术、热风炉烟气煤粉干燥技术、铁水保温 技术等； · 炼钢：蓄热式烘烤技术、转炉汽化冷却技术、电炉烟气余热回收技术、钢坏辐射热回收技术、钢 包加盖技术等； 轧钢：高效燃烧技术（蓄热式燃烧技术等）、空煤气预热技术、工艺用能源替代技术、烟气余热锅 炉技术、汽化冷却技术等

典型钢铁企业余热梯级利用主要综合集成技术包括但不限于： 炼焦：综合焦炉系统红焦、烟气、荒煤气、冷凝水等不同余热资源，考虑余热资源种类、品位、环 境等要素，结合焦炉系统所需煤气预热、空气预热、入炉煤干燥、给水加热、除氧用汽、焦化用 汽、区域制冷、熄焦装置等不同需求，采用“回用、替代、提质、转换”等不同技术措施，按焦炉系 统能源利用最大化原则进行焦炉能源转换功能整合，实现焦炉工序能耗最低：

典型钢铁企业余热梯级利用主要综合集成技术包括但不限于： 炼焦：综合焦炉系统红焦、烟气、荒煤气、冷凝水等不同余热资源，考虑余热资源种类、品位、环 境等要素，结合焦炉系统所需煤气预热、空气预热、入炉煤干燥、给水加热、除氧用汽、焦化用 汽、区域制冷、熄焦装置等不同需求，采用“回用、替代、提质、转换”等不同技术措施，按焦炉系 统能源利用最大化原则进行焦炉能源转换功能整合，实现焦炉工序能耗最低；

·烧结：考虑烧结系统烧结机烟气和冷却机（烧结矿）废气量天余热资源梯度特点，结合烧结点 火、烧结保温、混匀、区域制冷等不同的能源需求，整合烧结烟气循环、中温双压余热锅炉、低温 余热利用等技术，按照“温度对口、梯级利用”的原则实现烧结余热“热、电、冷”梯级利用方案； ·高炉：将低品位的冲渣水余热及炉体冷却水余热由高效换热器，通过能量“替代、提质”将热量 输送给用户预热、采暖及生活热水使用，或者经过“转换”输出冷量给用户使用，实现余热利用； 热风炉低温烟气余热经烟气双预热技术“回用”替代热风炉用燃气，“回用”后烟气余热进行煤 粉干燥、或提升部分热水温度供更高热用户使用；在熔渣沟内设置蓄热体及换热原件吸收高温 熔融渣显热回收高品位热源，实现高炉区域能源利用最大化； ·炼钢：综合转炉（电炉）、精炼、连铸系统中波动、分散的不同余热资源特点，考虑转炉汽化冷却 电炉烟气余热锅炉、蓄热式烘烤、钢包加盖等技术，结合炼钢系统所需钢包烘烤、冶炼与处理 真空精炼、区域制冷等不同需求，采用“回用、替代、提质、转换”等不同技术措施，实现炼钢系统 能源利用最大化； ·轧钢：综合轧钢区域加热炉、热处理炉、冷凝水等余热资源分散、量小特点，结合空煤气预热、给 水预热、保温、十燥、碱液预热、空调制冷等需求，从区域角度考虑“回用、替代、提质、转换”等不 同层级技术措施，实现区域能源利用最大化

C.5余热梯级利用方法示例

以钢铁企业烧结工序的环冷机余热资源为研究对象，常规环冷机废气去向分烧结点火、余热锅炉产 蒸汽、外排三部分组成，如图C.1所示。从环冷机中温段（1号、2号排气筒）废气综合温度约350℃，利 用双压余热锅炉技术回收蒸汽直接使用或发电使用，废气热量回收后返回环冷机重新对烧结矿进行冷 却；同时300℃以下中低温废气（3号、4号、5号排气筒）因为温度低全部排空，导致能源浪费

图C.1烧结环冷机废气余热利用现状

针对以上问题，采用余热梯级利用规划方法，形成烧结环冷机废气余热梯级利用方案，如图C.2所 示。环冷机中温段（1号、2号排气筒）废气余热的利用方式与常规方式一样，不同的是充分利用了环冷 机的低温段余热资源，环冷机低温段（3号排气筒）可利用的废气温度约150℃～220℃，其通过高压热 水交换器，回收低温废气热能与前段余热锅炉产生的次低压蒸汽一起用于有机工质朗背循环低温发电， 以提高余热资源利用效率，余热回收后的废气汇合环冷机低温段（4号排气简）烟气通过风机送到烧结

机台车面上的烟气罩内，坏冷 4号、5号排气筒低温余热的回收与利用。烧结环冷机废气余热梯级利用方案受热源、用户、环境等因素 影响而不尽相同，最终以“效率”“效益”双优作为最后评价的基准

图C.2烧结环冷机废气余热资源梯级利用系统

附 录 D （资料性附录） 典型石化企业余热梯级利用总体思路与案例

石化企业余热资源梯级利用应遵循以下基本原则： ·生产装置和系统单元优先选用低能耗的工艺技术，并选择高效率的设备和设施，实现节能。在 联合装置范围内或全厂范围内优化换热网络流程，力争减少或不产生低温余热。 ·余热资源利用不影响装置正常生产，保证装置操作安全平稳，在热源、热阱变化以及生产方案 切换时装置安全生产不受影响， ·根据余热资源的品位和特性，通过系统优化实现余热的梯级有效利用，提高余热资源的回收利 用效率；高温位余热优先用于高温位的热用户，低温位的余热优先用于低温位的热用户 ·优先考虑连续、稳定、同级利用，在同级利用的基础上再考虑余热发电和余热制冷等升级利用 技术。优先采用以低温热量代替原工艺生产消耗的蒸汽等二次能源：如利用余热加热除盐水、 以热水作为气分等装置重沸器热源、以热水作为储运系统油罐加热和维温热源等， ·余热利用要先热联合后回收，先工业后生活，先厂内后厂外（园区）。一

D.2主要余热资源概况

典型石化企业主要余热资源包括但不限于： 工艺物流：在分离、转化、精制、改质、聚合、氧化等各种工艺加工过程中工艺物流的余热： 工艺装置：加热炉和余热锅炉的烟气余热； 公用工程和辅助设施：热电动力锅炉烟气余热、凝结水余热、蒸汽发生设备排污水余热、循环冷 却水余热、蒸汽透平、除氧器和排污扩容器等设备产生的乏汽余热

典型石化企业余热梯级利用常用单项技术示例如下： ·装置间的热进料/热出料：通过上游装置提高出料温度，将输出的物料直接供给下游装置加工 处理，以避免物料的冷却和再加热，节约上游装置的冷却以及下游装置的加热用能消耗。 ·装置间的热联合：热联合是指将一个装置产生的多余的热量输送至另外一个装置作为加热工 艺介质的热源，以充分利用高温位热量达到降低能耗的目的。如催化裂化装置与气体分留装 置之间的热联合、催化裂化装置与常减压蒸馏装置之间的热联合等。热联合包括直接热联合 和间接热联合两种方式，直接热联合是指用一个装置的热物料直接加热另外一个或几个装置 的物料，间接热联合就是用一个或多个装置的热物料先加热某一热载体，然后再用此热载体去 给一个或多个需要供热点供热，一般情况下，热载体是循环使用的 ·芳烃装置：芳烃装置能量深度集成技术、低温余热发电成套技术。 ? 催化汽油脱硫装置：低温余热发电成套技术。 柴油加氢、航煤加氢、催化裂化、加氢裂化等装置：工艺物流余热发电成套技术、大温差换热技 术等

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常减压、催化裂化和焦化等装置：余热制冷技术、余热制冷代替循环水冷却用于吸收稳定系统， 在节能的同时提高产品收率的技术等， 重整装置和饱和气回收等装置：余热制冷代替氨冷/电冷机组技术。 加热炉：利用加热炉烟气余热的耐腐蚀高效空气预热器技术等

芳烃装置能量梯级利用技术：综合考芳烃联合装置工艺流程长，循环物料多，分离过程复杂， 分馏塔数目多，塔顶冷凝低温热量多，余热热源温位低，难以在联合装置内部得到利用等要素， 采用芳烃装置能量深度集成与低温余热发电技术回收利用芳装置天量余热，实现芳烃装置 能量梯级利用。对二甲苯产量为60万吨/年的芳烃联合装置，其余热量大于 100MW，通过芳 烃装置能量梯级利用技术，实现装置由受电15MW～16MW到外送电3MW，装置能耗降低 28%。芳烃装置能量梯级利用技术包括低压蒸汽发电部分和热水发电两部分，对于抽余液塔 和抽出液塔，通过提高塔的操作压力，使塔顶温度升高发生0.1MPa～0.5MPa低压蒸汽，用这 部分低压蒸汽做动力源发电或驱动重整、异构化、歧化装置的压缩机透平。同时，对于芳烃联 合装置中其余温位更低的余热资源，因温度低、难以用来发生蒸汽，则采用热媒水系统与各个 工艺物料分别进行串联/并联换热，回收的低温热集中送到热水发电机组发电。热水发电部分 可根据热源温位和热源大小比选采用卡琳娜循环发电技术或有机工质朗背循环发电技术。 范围内低温热源、和热阱的热量、温位及平 面布置位置等具体条件建立全厂性低温热系统，接照“温度对口，梯级利用”的原则，把分散在 各个工艺装置的热源集中起来，再供给分散在不同地方、不同温位的热阱，在全局范围内实现 低温热的充分及合理利用。通过采用有机朗背循环发电技术回收利用装置内温位相对较高， 热源相对集中的余热资源；通过采用余热制冷技术将低温热能转化成冷能，利用热水型溴化锂 制冷机组产生冷水代替循环水，用于催化、焦化、气分等工艺装置，冷却塔顶油气等工艺介质提 高产品收率；利用热媒水系统回收过剩低温余热用于厂区建筑物和生活区供暖，替代“高能低 用”的供暖蒸汽，降低采暖成本。通过余热发电、制冷、供暖等综合利用技术做到全厂余热“高 能高用、低能低用”，使能量利用达到最优配置

D.5余热资源梯级利用方法示例

以某石化企业为例，催化裂化、焦化、加氢裂化、柴油加氢、航煤加氢、催化汽油脱硫等装置存在大量 低温余热资源，这些余热没有充分利用，还需要额外消耗天量电能和循环水采用空冷器和水冷器进行冷 卸，额外消耗大量电能和循环水。同时，气分等装置的低温加热负荷仍在采用1.0MPa蒸汽，厂区建筑 物和生活区供暖也消耗大量的1.0MPa蒸汽。此外，重整装置和饱和气回收装置仍在采用高耗能的电 制冷/氨制冷机组提供冷水。全厂能耗高、存在“高能低用”现象、能量利用不合理。综合考虑全厂范围 内低温热源和热的热量、温位及总平面布置位置情况以及区域内工艺装置低温热的产生和消耗特点， 主工艺装置内热量优化利用的基础上，将全厂低温热的回收利用划分为若十个区域，拓展同级利用、升 级利用方式，形成全厂低温余热梯级综合利用系统。在装置间直接热联合的基础上，优化各个区域低温 热系统的设置，设计适宜的热媒水流量和温差，接照“温度对口，梯级利用”的原则，通过热媒水的串联， 并联换热，把分散在各个装置和单元的余热资源集中起来，再供给分散在不同地方、不同温位的热阱，实 现冷热物流的匹配优化以及热量回收与利用的最大化。区域热媒水系统示意流程如图D.1

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图D.1某石化企业区域热媒水系统示意流程图

在被动利用装置余热基础上，进一步结合余热发电、余热制冷、热泵、余热供暖等各种低温余热利用 技术的特点，针对不同余热利用技术途径→反馈提出各个装置的余热取热优化方向和要求， 通过方案优化，该企业的余热梯级综合利用项目设置为三个区域子系统： a）第一余热综合利用区域（包括焦化、高压加氢裂化和柴油加氢等装置）：取出焦化、高压加氢裂 化和柴油加氢等装置的低温热，通过采用预热热力锅炉的除盐水、余热发电、余热制冷、热泵等 综合利用技术的应用，节省了用于除盐水加热的热电锅炉除氧蒸汽，替代了饱和气回收装置的 电制冷机组，制冷水用于焦化装置替代循环水，优化了操作条件，增产液化气。 b） 第二余热综合利用区域（包括3号催化裂化、气分和重整装置）：利用催化裂化装置顶循、塔顶 油气和轻柴油的余热产生70℃～90℃热媒水，供给气分装置分馏塔的重沸器使用，替代气分 装置存在高能低用的1.0MPa蒸汽，解决高能低用的问题。根据新建重整装置用冷负荷、需 求，结合吸收稳定部分各种优化操作方案的冷水负荷要求，反馈提出采用重整装置的余热优先 制冷以满足冷量需求、剩余余热发电的方式，取热优化方向，实现了重整装置余热资源的余热 发电和余热制冷优化组合利用。 c）第三余热综合利用区域（包括2号催化裂化、气分、催化汽油脱硫和航煤加氢等装置）：根据该 区域气体分馏等装置热阱负荷以及生活区冬季供暖负荷需求，结合余热发电、制冷、热泵、供暖 等各种低温余热利用技术特点，反馈提出各个装置的余热取热利用优化要求，实现该区域各个 装置余热资源的集成优化利用。根据“高能高用、低能低用”以及余热发电机组配置以“以热定 电”的原则，将区域内催化汽油脱硫、航煤加氢等装置内温度相对较高的余热资源用于余热发 电，其他装置内温位较低的余热资源优先用于冬季供暖和非采暖季余热制冷。通过以上集成 低温热回收、热量集成利用和热量梯度利用的节能措施，实现全厂余热资源综合有效利用

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附 录E （资料性附录） 典型建材企业余热梯级利用总体思路与案例

典型建材工业余热利用根据余热特性、余热品位、余热分布和用能需求确定余热利用具体方案，基 本原则是： 确保余热利用不影响现有生产线的正常运行，不增加现有生产线的能耗和污染物排放量： 生产线提高用能效率、增强余热回收效果，尽可能回收高品位的余热； “高能高用、低能低用”，实现余热梯级利用，高效利用余热； 余热回收设备适应余热特性，能够可靠、高效、稳定运转； 采取必要措施减少系统散热、漏风，不降低余热品位

E.2主要余热资源概况

典型建材企业主要余热资源包括但不限于： 炉窑的烟气排放热：水泥窑、玻璃窑以及其他各类隧道窑、轮窑、辊道窑、烘干机等设备排放烟 气携带的热量； ·炉窑表面散热：水泥窑、玻璃窑以及其他各类隧道窑、轮窑、辊道窑、烘干机等设备的本体散热； 产品和中间产物携带的热量：水泥熟料、砖瓦、玻璃、陶瓷等产品携带的热量，十燥、烘十、烧成 等工序原料及中间产物坏体携带的热量； · 冷却空气吸收的热量：冷却空气在篦式冷却机、筒式冷却机、退火炉等设备中从高温物料吸收 的热量； 冷却水吸收的热量：工业设备冷却水吸收的热量

典型建材企业余热梯级利用常用单项技术示例如下： ·水泥窑、玻璃窑烟气排放热：水泥窑和玻璃窑烟气余热经回收用于供暖、拖动、发电等 隧道窑和辊道窑烧结产品显热和窑内高温烟气余热：烧结产品显热和窑内高温烟气余热经回 收用于供暖、拖动、发电等； ·水泥窑躺体表面散热：水泥窑躺体散热经回收用于锅炉给水预热、供暖等； 水泥熟料显热：在冷机、筒式冷却机内通过冷却空气回收热量，除满足水泥生产需求外，剩余 部分作为余热经回收用于供暖、拖动、发电等； ·冷却空气带走的热量：使用冷却空气在篦冷机、简式冷却机、退火炉等设备内回收余热用于供 暖、拖动、发电等； ·冷却水带走的热量.冷却水余热经回收用干供暖等

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典型建材企业余热梯级利用主要综合集成技术包括但不限于： ·水泥生产线：水泥生产线余热主要来自篦冷机和预热器废气以及回转窑体热辐射，其余热特 性、余热品位和余热分布有所不同。考虑余热发电以及水泥生产过程中物料烘干、供热制冷等 对热源的不同需求，采用“回用、替代、提质、转换”等措施合理分配热能，将高品位的热量用于 生产蒸汽发电或拖动设备，低品位的热量用于物料烘干和采暖，实现余热的“梯级利用”，降低 水泥生产的综合能耗。 ·玻璃窑：玻璃生产主要余热来自熔窑废气余热和窑炉本体散热。考虑余热特性和余热品位等 要素，结合玻璃生产系统切裁和装箱工段的热风供暖、供热制冷、用电等不同需求，通常回收熔 窑废气余热用于发电、回收窑炉本体散热用于供暖制冷，实现玻璃生产线余热梯级综合利用。 隧道窑、辊道窑：隧道窑、辊道窑内的制品烧结后在冷却过程中释放的热量被冷却空气吸收产 生热风，急冷段和缓冷段热风品位高，快冷段热风品位低。接照余热“梯级利用”的原则，将冷 却带快冷段250℃以下的低品位热风用于生坏干燥，将冷却带急冷段、缓冷段的高品位热风用 于助燃或加热助燃空气。在满足生坏十燥和助燃以外，多余的热量采用辐射式余热锅炉产生 蒸汽，便能量得到高效利用

E.5余热资源梯级利用方法示例

E.5.1水泥生产线余热梯级利用示例

窑尾收尘器或部分用于原、燃料烘干。原料粉磨、烘干系统多采用立磨或辊压机终粉磨工艺，系统要求 的废气温度小于250℃，废气入磨前往往需要掺入空气进一步降温。窑头篦冷机通过冷却空气冷却熟 科，分为高温热回收区、中温冷却区、低温冷却区，高温热回收区热风人窑系统助燃，中温冷却区热风除 少量煤粉烘干，大部分与低温冷却区热风混合，经空气冷却器或掺入冷风、喷水降温后引人窑头收尘器。 上述情况导致能源浪费，天量烟气余热未得利用就被排放，即使用于原、燃料烘十，也要降低热风品位以 适应设备要求。 针对以上问题，为降低水泥生产的能耗，有必要调整水泥线热能的使用方式，实现余热资源的梯级 利用，如图E.1所示。窑头、窑尾设余热锅炉生产蒸汽用于发电或设备拖动：窑尾废气先经窑尾余热锅 降温再引入窑尾收尘器或用于原、燃料烘干，无需喷水、掺冷风降温；窑头篦冷机中温冷却区热风先经 窑头余热锅炉降温，再与低温冷却区热风混合后引入窑头收尘器或回送至篦冷机再循环，也无需风冷、 喷水、掺冷风降温。回转窑体辐射热也可回收利用，设置集热罩生产热水用于厂区供暖。通过上述措 施，余热资源得到充分、高效利用，经济效益、社会效益显著。

E.5.2隧道式炉余热梯级利用示例

图E.1水泥生产线余热梯级利用系统图

采用隧道窑生产砖瓦、陶瓷的过程中，坏体经过烧成带后温度达到1000℃左右，进人冷却带由冷 卸空气回收大部分热量并产生热风，少量未释放出来的低品位热量随坏体送至窑体外自然散发。隧道 窑冷却带分为急冷段、缓冷段和快冷段：急冷段冷却速度快、热风品位高；缓冷段为防止坏体开裂，冷却 速度慢、热风品位较低；快冷段冷却速度快、热风品位低。 根据隧道窑冷却带的特性，按照余热“梯级利用”的原则，热风按品位进行高效利用：将冷却带 250℃以上的中、高温风，部分用作助燃风或加热助燃空气，部分用于余热锅炉生产蒸汽和热水，将 250℃以下的热风送入干燥窑用于干燥生坏。余热梯级利用方案如图E.2所示。根据实际需求，余热 涡炉产生的水蒸气优先选择供暖、制冷或洗浴等生活用热，然后再选择热电联供或其他用途；年产量在 亿块（折标）以上规模的砖瓦企业和日产量在3万m²以上的建筑陶瓷生产企业宜选择热电联供的余 热利用方案 不论是在隧道式窑炉的高温带还是冷却带布置余热锅炉的换热装置，必须与硅酸盐制品对高温带 烧成温度的严格要求和冷却过程再结晶的特性结合，否则会影响产品的质量

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图E.2隧道式窑炉余热梯级利用系统图

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附录 F （资料性附录） 典型火电企业余热梯级利用总体思路与案例

典型火力发电行业的余热利用根据余热资源的品质来确定使用的回收设备及用途，基本原则是： 余热资源的回收利用不能降低电厂供电效率 根据余热资源的特点及品质来确定余热资源的回收方式及用途； 余热资源优先用于本企业的生产过程； 余热资源的回收利用需综合考虑其经济性

F.2主要余热资源概况

锅炉烟气余热：锅炉或余热锅炉排烟中所携带的热量； 锅炉排渣余热：锅炉燃煤过程中所产生灰渣携带的热量 汽轮机排汽余热：汽轮机排汽所携带的热量

GB/T 41066.2-2022 石油天然气钻采设备 海洋石油半潜式钻井平台 第2部分：建造安装和调试验收典型火电企业余热梯级利用常用单项技术示例如下： 锅炉烟气余热：锅炉烟气余热回收可用于加热凝结水、供暖、制冷、海水淡化以及物料干燥等； 锅炉排渣余热：锅炉排渣余热回收可用于加热凝结水、供暖、制冷等； 汽轮机排汽余热：汽轮机排汽余热回收可用于供暖、保温等

综合火力发电过程中的锅炉送风流量、烟气流量、排烟温度、排渣量、排渣温度，汽轮机抽汽温度、排 汽温度以及各级凝结水加热器的进出口水温，同时根据电厂供热或制冷负荷需求，或者是否有海水淡 化、物料干燥等特殊需求，按照温度匹配原则选择合理的余热回收及利用方式，做到余热资源最大程度 的利用

F.5余热资源梯级利用方法示例

对于燃气电站，需尽可能的降低排烟温度以回收烟气余热，甚至回收烟气中部分水蒸气的冷凝潜 热，这样可减少汽轮机的供热抽汽流量，在保持供暖负荷不变的情况下多发电量，减少热能浪费，增加电 效益。 对于燃煤火电机组，可能需要利用的余热资源有锅炉排烟、排渣余热以及汽轮机排汽余热。 锅炉排烟温度的选取需要综合考虑了烟气低温腐蚀、换热温差以及系统的经济性等因素后确定 但在某些情况下，比如燃煤含水量较高（燃用褐煤或煤泥）或者因为其他原因造成烟气流量过大，就会出

现排烟温度过高的现象，此时即使进一步增加空预器的受热面，也不能有效的降低锅炉排烟温度，那么 降低锅炉的排烟热损失，就需要对锅炉的烟气余热进行利用；同时，如果锅炉排渣量大且温度较高，灰渣 的余热资源也必须回收利用，如图F.1所示。 在图F.1中，根据温度匹配原则，从锅炉省煤器出来的烟气大部分流经空预器加热锅炉送风，同时 分出一小部分热烟气经过高温换热器和中温换热器加热凝结水，高温换热器的凝结水取自给水泵出口， 加热后与高压加热器出口给水混合后进入省煤器，中温换热器的凝结水根据烟气酸露点的高低取自某 级低压加热器出口，加热后进人除氧器。如果排烟温度还不能降至合理温度，需要在后面增加一个低温 换热器，回收的热量用于供暖或制冷等。如果发电过程中需要干燥煤泥或褐煤等湿粘物料，可以从低温 换热器进口处或其他部位抽取部分温度合适的烟气。对于大部分循环流化床锅炉机组，因底渣的总量 较大且温度很高，所以需要利用冷渣机回收其携带的热量，该部分热量可以用来加热凝结水，也可以用 于供暖或制冷等

GB/T 390912020

采用压缩式热泵或吸收式热泵利用汽轮机排汽余热进行供暖，如图F.2与图F.3所示。 在图F.2中，由凝汽器出来的循环水一部分进入凉水塔，另一部分则进入供热管网。供热管网将循 环水输送到各个热用户后，作为压缩式热泵的低温热源，由大型高效的压缩式热泵为热用户提供采暖热 水，这样就可以替代汽轮机的采暖抽汽。循环水热量释放给压缩式热泵后输送回电厂，直接进人凝汽器 或与凉水塔底部的冷水混合后进入凝汽器。由于循环水的温度较低，相同情况下，管网热损失大大减 经；当采用高效压缩式热泵时，热泵的耗电量总量将小于汽轮机增加的发电量，从而增加了整个系统的 效能。该种采暖方式不影响汽轮机的调峰能力，同时汽轮机排汽的一部分热量用于采暖，所以凉水塔的 教热负荷也显著降低，减少了冬季发电过程中的水资源消耗， 在图F.3中，汽轮机的抽汽作为吸收式热泵的驱动热源，从汽轮机排汽中吸收部分余热资源，供暖 回水被吸收式热泵加热后，如果温度不足，可以利用汽轮机抽汽进一步加热后提供给热用户。这样可以

GB/T 39091—2020

GTCC-062-2018 电动转辙机（ZD6系列）-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则图F.3热力发电厂汽轮机排汽余热资源利用