如何充分合理利用企业的余热余能资源

所谓余热余能：即为了满足工艺过程、生产某种产品，或为了满足人们生活、工作的需求，需要消耗一定数量的能源。除了为满足这种需求理论上所需消耗的能源以外的、认为无用的、剩余的热与能即为相关过程和需求的余热余能。余热余能的利用水平与相关时代的科技水平、生活、工作方式密切相关。

能的利用水平的提高是与余热余能的合理利用密切相关的。今天被认为是余热余能，明天即成了有效能或者减少了的余热余能。例如，在炼钢过程中，过去将钢水变成产品，要求先浇铸→冷却→变成钢锭→加热→满足轧钢工艺→产品，这样在冷却过程中会产生余热，在加热过程中又要增加能的消耗。再如，过去火力发电系统，由于燃烧与传热火用损失和其它原因，使发电过程产生了大量烟气余热及冷凝余热，并散失至大气之中，系统效率很低。

随着发电方式的改变，充分利用了以火用损失表现的高位余能，达到了能的合理利用，获得了系统发电效率的提高。一般情况下，余热余能既可能是由高位火用损失引起，也可能是由低位的热损失引起。余热余能虽然均属于低位能，但是它们的来历却大不相同。在考虑它们的回收利用时，即可能产生不同的方法与措施。总之，余热余能的概念是相对的，是随时变化的。它的研究、利用与能源的合理利用、发展是密切相关的。火力发电今天能取得40~70%的发电效率，仅仅按照热平衡来研究是难以达到的。所以，我们在考察研究余热余能的潜力及措施时，也务必按此方法及理念来分析问题，并制定相应地措施，才会取得理想的效益。

随着社会的发展，人们对能源的依赖程度在加强。人们成倍增加对能源的需求，造成了地球化石能源的储量在迅速减少，形成了难以持续发展的格局。同时人们大量地利用能源，也造成了严重的环境污染与生态恶化。所以，在没有出现合理的利用方式或可持续发展的新能源、可再生能源或实现经济、安全利用的技术之前，人们依然还要依靠化石能源。在这种现实的情况下，节能减排或能的合理利用则具有重大意义。在化石能源的利用过程中，实践证明只能有效地利用一部分，另一部分则以不同形式变成了余热余能。在能源利用的过程中，人们通常将变成余热余能的过程称为损失的过程，例如摩擦损失、节流损失、散热损失、燃烧损失、传热损失等。余热余能的有效利用，又能促进能源的合理利用。余热余能的利用不仅包括高位火用部分，也包括低位火用的部分。余热余能的合理利用，乃是能源合理利用的重要组成部分。

总之，余热余能的研究及完善程度乃是能源合理利用的不可缺少的极其重要组成部分。余热余能的优化利用，是解决目前能源紧张、环境污染、生态恶化的重要组成部分。余热余能的利用目的在于提高系统能源利用率，千万不能过多的去干涉其范围大小及措施来源。余热余能潜力分析的目的主要是为了更好地利用它，并引起人们的重视。由于提高余热余能的利用水平，使更多的、原来无用的余热余能得到了合理利用，变废为宝。为了正确地提高余热余能的利用水平，更好地挖掘其潜力，必须有一个合理的分析方法及原则。从火用平衡角度而言，其回收的潜力则很大。为此，要求我们在余热余能的利用过程中，充分地考虑能的梯级利用，实现“温度对口、梯级利用”及“品位对口、梯级利用”。这样不仅可以全面地看到其可利用潜力，还可以为其合理利用指出正确的方法、措施。

目前，我国的能源有30%左右被电力行业利用了，其中主要为煤炭。为什么我们国家过去和现在的系统热效率低于发达国家20%左右?这里的主要问题是我们缺乏从火用平衡及其相关原则的角度去考察问题，当然也与我国的能源结构以煤为主有关。要想解决问题，必须从新的理念出发。从热平衡来看，火力发电的损失大部分是锅炉的排烟损失及汽轮机冷凝损失的余热给带至大气，我国火电效率再提高已十分困难;但如果从火用平衡的角度思考问题，只要设法降低锅炉的燃烧火用损失及其相关的传热火用损失，在系统中充分地注意高位高用，合理集成，这样一来火用(热)效率也会大大提升。因为火用损失部分被利用，发电后的热损失也相应地下降，满足了热平衡的要求，所以相关的热损失也会相应地降低。在分析余热余能的利用问题期间，必须明确以下的认识与原理：余热余能与生产工艺、能源利用过程的关系十分密切，它们伴生于生产工艺、能源利用过程之中。因而，它们的来源品位有高低之分，不能简单地认为只包括低位余热余能。它们的产生是由工艺及能源转换过程进行的不完善而产生的各种损失(这里包括燃烧损失、传热损失、传递损失、化学不完善损失、散热损伤、摩擦损失、漏失损失等)所造成。所以为了合理利用这部分余热余能，则要与上述原因相结合的系统及过程特点相联系。

余热余能的利用与治理，也与工艺、能源转化过程密切相关。它们利用的好坏直接影响着、标志着能源利用的好坏。如果对已经表现出的余热余能仅采用简单的方法来治理、利用，对能源合理利用的收益并不大。只有按照相关系统火用损失的特点，去系统地考虑其利用的方法及措施，方能取得喜人的成就。例如，用天然气来烧热水或蒸汽，仅仅利用了转换过程的余热，仅能回收的热效率为10%左右，火用效率仅1~2%。在这个过程中，出现了能量的高位低用，系统火用损失很大。如果采用天然气蒸汽联合电热系统，系统的火用效率即可提高30%以上。余热余能利用的目的在于提高总系统的能源利用率，所以这种比较一目了然!对于煤烧热水或蒸汽的系统，则要考虑利用IGCC系统进行回收。这里也要注意，在考虑余热余能的利用时，不仅要考虑系统能源利用的优劣程度，同时也要考虑投入产出的合理性以及难易程度。对不同条件及大小的项目可以采用不同的方法处理，不能一概而论。