1、低溫余熱發電焙燒爐煙氣潛熱回收前期研究1低溫余熱發電簡介余熱發電，是利用生產過程中多余的熱能轉換為電能的技術，是余熱的動力回 收途徑，也是余熱利用的一個重要發展方向。它不僅節能，還有利于環境保護。余 熱發電的重要設備它利用廢氣、廢液等工質中的熱或可燃質作熱源，生產蒸汽用于發電。由于工 是余熱鍋爐，質溫度不高，故鍋爐體積大，耗用金屬多。用于發電的余熱主要有：高溫煙氣余熱，化學反應余熱，廢氣、廢液余熱，低溫余熱等。止匕外，還有用多余壓差發電 的；例如，高爐煤氣在爐頂壓力較高，可先經膨脹汽輪發電機繼發電后再送煤氣用 戶使用。余熱發電的方式有許多種，如：利用余熱鍋爐首先產生蒸汽，再通過汽輪發電 機組，

2、按凝汽循環或背壓供熱循環發電。對于高溫余熱利用，采用余熱發電系統產 生電能更符合能級匹配的原則。對較低溫度的余熱，在沒有合適的熱用戶的情況 下，將余熱轉換成電能再加以利用，也是一種可以選擇的回收利用方案。如 ：采用 低沸點工質（氟里昂等）回收中低溫余熱，產生的氟里昂蒸汽按朗肯循環在透平中膨 脹作功，帶動發電機發電；或則采用加熱工質至中低參數，再采用閃蒸器閃蒸出蒸 汽，進入汽輪機中混汽做功。余熱發電技術與大中型火力發電不同，余熱發電是通過回收工業生產過程中排 放的廢煙氣、蒸汽所含的熱量來發電，是一項變廢為寶的高效節能技術。它的特點 是經濟效益高；余熱利用效率較高；系統簡單，便于管理，生產人員較少

3、；不增加大 氣污染物的排放，等效減少了二氧化碳及其它污染氣體的排放 ；不消耗燃料，經濟 效益不受燃料價格波動的影響。1.1國外余熱發電現狀國外從40年代就開始進行余熱利用的研究，美、蘇、日、法等國對余熱利用 給予重視，大量投資進行科研工作。而對于純中、低溫余熱發電技術，從上世紀六 十年代開始研究，到七十年代中期，該技術無論是從熱力系統還是相關發電設備都 進入實用階段，到80年代初期此項技術的應用達到了高潮，漸趨普及。日本對此 項技術的研究開發較早，也較為成熟，不但在本國二十幾條預分解窯水泥生產線上 應用了此項技術，并且出口到臺灣，韓國等國家和地區。他們開發研制的余熱鍋爐 及中、低品位蒸汽汽輪機

4、，經數十個工廠多年運轉試驗證明：技術成熟可靠并且有很大的靈活性。目前，國外水泥窯低溫余熱發電系統的比例是很高的。20世紀80年代以來，先進工業國家也正是一直這樣做的， 在日本，自1981年3月住友水泥公司蛙阜水 泥廠投運一套1320千瓦X 2的余熱發電系統后到現在，70,的水泥企業在新型干法 生產線上都設置有余熱發電系統，其余熱發電量占自身用電量的比例，在 1995年 就已經達到43%在發達國家，特別是在能源短缺地區，純低溫余熱發電已被廣泛應用。以色列 可利用90?左右的載熱體來發電。因此，無論從利用載熱體的溫度上，還是地熱廢 熱發電設備的可靠性和這些設備的自動控制水平上來講，以色列的廢熱地熱

5、發電技 術居世界領先地位。目前世界上許多國家和地區，如美國、日本、俄羅斯、新西 蘭、菲律賓、冰島等均引進了以色列的廢熱發電設備和技術。它使用的工質是碳氫 化合物，在中、低溫狀態下就可獲得高于水蒸汽循環的效率，詳見有機郎肯循環發 電系統的介紹。在美國，水泥工業節約能源首先從在燒窯后設置空氣預熱器降低能耗開始，采 用這種節5能措施可使水泥生產的平均能耗減少 22999X 10焦耳/噸水泥(即回收余熱的 節能達45.7,) o后來在改造工藝窯的同時，采用設置余熱鍋爐回收余熱進行發電 的方式。例如，美國國家石膏公司水泥部的愛爾派工廠，從 1973年后的5年時間 內，先后建成了五套余熱鍋爐一蒸汽輪機發電

6、機組，容量達 500A12500千瓦。美 國北美公司和波特蘭水泥廠所開發的有機工質朗肯循環余熱鍋爐發電機組系統，它能更有效地回收利用干法工藝水泥窯的中 低溫余熱，其回收效率比蒸汽循環高得多，如在利用260540?勺中低溫余熱時，可高達50,左右。1.2我國余熱發電我國利用高溫熱源的余熱發電技術已經成熟（例如鋼鐵企業和中空水泥回轉窯 高溫煙氣回收熱量發電），并且已成功走向工業化，但中低溫余熱發電技術尚不很 成熟。在鋼鐵、電解鋁、石油化工、建材、水泥、制糖等行業中，生產廠家具有大 量低品位余熱，包括低品位煙氣、蒸汽和熱水等，這些熱量品位低、數量大、分布 較散，基本不能為生產再利用，因此，推廣純低溫

7、余熱發電作為一項低品位余熱利 用的手段，已經成為當前余熱發電技術上的研究熱點，并受到了政府部門的重視。 從我國能源局編制的2010熱電聯產發展規劃及2020年遠景目標可以知道，中 國低溫余熱發電的未來將十分光明。我國的純低溫余熱發電研制起步較晚，首條配備純低溫余熱發電系統的新型干 法生產線是1996年日本新能源組織向我國安徽寧國水泥廠 4000t/h預分解窯贈送 一套648KW屯中、低溫余熱發電設備，工程已于 1997年11月投產，運行良好。在 借鑒國外先進技術的基礎上，經過幾代人的努力、十幾年的開發、研究和若干實際 工程投產運行，我國對低溫余熱發電已經有了相當成熟的技術，無論是熱力循環系 統

8、還是國產化設備都已成熟可靠，尤其是補汽式汽輪機的研制成功，使得我國的余 熱發電技術及裝備除了汽輪機本體效率比外國日本的產品略低外，總體技術水平已 經趕上國際先進國家，可提供各種類型的余熱發電技術及設備。余熱發電技術，無 論是循環系統、循環工質，還是余熱鍋爐、補燃鍋爐、汽輪機、鍋爐給水除氧設備 等仍然有一進步發展提高的余地。隨著余熱發電技術裝備的不斷創新，余熱利用的方式和用途也不斷拓寬，老機組的技術改造任務將不斷增多，余熱利用仍然有潛 在市場。純低溫余熱發電在我國的冶金、化工、食品等行業早已得到推廣使用。低溫余熱發電在我國以水泥行業的普及率最高，一方面因為國家規定新上生產 線必須配套余熱發電項目

9、，另一方面余熱發電本身效益明顯，企業積極性高。水泥 行業對于低溫余熱發電應用最多也最成熟，水泥窯余熱發電技術的發展大致經歷了 中空水泥窯余熱發電技術、帶補燃爐的預分解窯余熱發電技術和當前的純低溫水泥 窯余熱發電技術三個階段，每個階段的發展都與同時期的水泥發展技術、企業需 求、國家產業政策、環境要求等因素息息相關，密不可分。在國內玻璃行業，自從2007年9月首條玻璃熔窯煙氣余熱發電工程項目在江 蘇華而潤集團成功并網發電后至今，全國玻璃行業已建和在建的余熱發電工程項目 約30多個，裝機容量從4.5MW6ij 15MWF等，具有較大影響力的工程項目有江蘇華 爾潤、成都南玻、虎門信義、三峽新材等。針對

10、利用玻璃伏法玻璃熔窯生產過程中 排放的300500?勺低品位廢氣熱能資源，通過余熱鍋爐進行熱交換，回收廢氣余 熱產生過熱蒸汽，推動低參數汽輪機組，帶動發電機組發出電能，實現熱能向機械 能的轉換。都南玻投資1億元的12 MW余熱發電項目，其作為規模最大的余熱發電 項目，有望為國內玻璃行業提供一個標準運行模式。玻璃熔窯余熱發電技術可以節 約能源、降低熱耗，并具有顯著的經濟和社會效益。亟待解決的問題是制定本行業 的有關節能措施、標準和政策導向，研究重點是研制開發能夠適用的余熱鍋爐系 列，做到熱能的高效轉換。在鋼鐵行業，低溫余熱發電技術在國內鋼鐵廠的應用十分成功，純低溫余熱發 電技術可以充分利用鋼鐵工

11、業余熱，目前也是國內重點發展的方向，鋼鐵工業純低 溫煙氣余熱發電主要包括：鋼鐵燒結余熱發電、煉鋼電爐低溫余熱發電、煉鋼轉爐 煙氣余熱發電。現在國內已2有多家鋼鐵廠采用此項技術。如：武鋼3X 450m燒結機環冷低溫煙氣余熱發電 項目利用280400?勺低溫煙氣發電；淮鋼燒結機380?0氣的的余熱發電等。低溫余熱發電技術于2009年11月在國內某火法豎罐煉鋅廠建成投產并獲得成 功，所運3行的各項技術指標均達到設計要求。電站額定發電量為13Xl0kw,可作企業自身發展用，不向公網輸送電能。這是低溫余熱發電技術在煉鋅企業中的首次應 用。據了解，在我國，低溫余熱發電技術在水泥生產上的利用相對較多，也比較

12、成 熟，隨著對能源緊張形勢的加劇，以及國家政策的推動與完善，其他行業也在相繼 開展余熱發電的應用研究。有色冶金行業的應用案例較少，鋅、鉛、鋁等方向將是 今后的發展重點。2低溫余熱發電技術根據現有的技術水平，也出于對穩定性、安全性和經濟性的考慮，低溫余熱發 電的基本方法可分為純低溫余熱發電技術和帶補燃鍋爐的余熱發電技術兩種。純低溫余熱利用技術是基于能量梯級利用的角度提出的，用相對較高品位的煙 氣余熱產生較高品質蒸汽，而用相對較低品位的煙氣余熱產生相應品位的熱水或蒸 汽。帶補燃鍋爐的低溫余熱發電技術是克服純低溫余熱發電技術適用生產波動較差 的缺點而產生的。它的技術特點是：主要采用300,400?廢

13、氣余熱生產高壓飽和蒸汽 及高溫熱水，通過補燃鍋爐將蒸汽量、壓力、溫度調整到汽輪機所需要的參數；其次是利用200?左右的廢氣生產飽和蒸汽及120?左右的熱水，為鍋爐給水除氧并取 代汽輪機回熱抽汽，降低汽輪機的發電汽耗率。該技術需要配套一臺補燃鍋爐，明 顯的增加了系統的復雜程度和初投資費用。所以，該技術一般只在設有自備電廠的 水泥廠節能改造時才采用。鍋爐一般燃用發熱量小于3,000kcal/kg以下的劣質煤（煤什石）進行發電或熱 電聯補燃供，在水泥行業，鍋爐所產生的灰渣全部回用于水泥生產，起到了資源綜合利 用的效果。但是企業往往一味地追求經濟效益，余熱回收效率得不到應有的重視， 實際運行的情況類似

14、于小火電。因此國家對于帶補燃爐的余熱發電技術不在產業政 策的鼓勵范疇，推廣應用的意義不大。帶補燃鍋爐的余熱發電，具運行操作比火電廠復雜、不易控制，而且設備龐 大、投資費用高，推廣受到一定的限制。且增設補燃鍋爐而多發出的電能部分，與 大容量的高溫高壓蒸汽發電（火電廠）相比，其單位電能煤耗要高40%；上，是不經 濟的，環境污染也較明顯，環保措施難以跟上，同時由于國家產業政策調整、環保 要求及煤資源供應日趨緊張，故帶補燃爐的余熱發電技術受到很大局限，未能大范 圍的推廣與應用。為了克服帶補燃鍋爐的中低溫余熱發電系統存在的缺點，采用補汽式汽輪機 組，充分回收200?以下的廢氣余熱。純低溫余熱發電技術相對

15、于帶補燃鍋爐的余 熱發電技術有諸多的優點，如純低溫余熱發電技術是直接利用排放的中低溫廢氣進 行余熱回收發電，無需消耗燃料，發電過程不產生任何污染，是一種經濟效益可 觀、清潔環保、符合國家清潔節能產業政策的綠色發電技術，具有十分廣闊的發展 空間與前景。純低溫余熱發電（不帶補燃裝置）的利用效率和經濟性跟許多因素有關，包括： 工藝方案、工質的選擇、工質參數的選取等等。利用純低溫余熱發電技術，采用國 產裝備，純低溫余熱發電系統在建成后2.5 3年內可收回成本。目前國家在大力的推廣純低溫余熱發電技術，純低溫余熱發電是政府重點鼓勵 的對象。對企業而言，充分利用余熱發電，既可以最大限度滿足企業終身的用電需

16、求，減少外購電量，又可以降低產品制造成本，提高經濟效益，是世界工業發展的趨勢。而我國作為世界上的能源消費大國，也是能源緊缺國家，充分利用低溫余熱 發電勢在必行。3純低溫余熱發電技術分類根據低溫余熱特征，指導低溫余熱發電對策建立的基本原則如下：(1)對于中低溫廢氣余熱，應首先考慮用其生產幾個不同壓力級別的相對高壓、高溫的蒸汽并按其蒸汽壓力分別補入補燃鍋爐或補入汽輪機不同壓力級的補汽 口。按此原則可以獲得小的換熱溫差、高的循環火用效率；(2)對于低溫廢氣余熱，在保證小的換熱溫差條件下，首先利用相對低溫的余 熱取代汽輪機回熱抽汽即加熱蒸汽鍋爐的給水，其次利用相對高溫的余熱生產不同 壓力、溫度的低壓蒸

17、汽或低溫熱水閃蒸產生蒸汽，并按其壓力分別補入汽機不同壓 力級的補汽口。按此原則也可以獲得小的換熱溫差，高的循環火用效率并可以將可 利用的廢氣余熱量全部回收用于發電。純低溫余熱發電熱力循環系統主要有三種形式：單壓工藝系統；雙壓工藝系統； 閃蒸工藝系統，其中單壓與雙壓為傳統常規工藝系統。接下來將分別對這幾種發電 系統以及水泥窯純低溫余熱發電技術和有機郎肯循環進行介紹。單壓不補汽系統(單壓系統)單壓工藝系統是采用單級進汽汽輪機及單壓余熱鍋爐的單壓不補汽系統，系統原理圖見圖1。一般余熱鍋爐排氣溫度在170?,由于廢氣余熱得不到充分利用，相 應影響了發電能力，發電能力低。同時由于主蒸汽壓力低，汽輪機葉片

18、的開發和制 造難度較大。還有一點需要注意，當余熱溫度和流量發生突然增高的時候，沒有方 法可以吸收多余的熱量，所以省煤器的水管中的水會發生汽化(汽塞)，使得鍋爐汽包的水位無法控制，從而造成整個發電系統停止運行。單壓系統只能間斷運行或者 是把系統的工質熱水排放掉，所以整個發電項目的經濟效益差。但單壓系統屬常規發電工藝，并且套用國家原有的系列發電設備，所以項目總投資略低，但投資回收雙壓單級補汽系統（雙壓系統）雙壓系統是采用補汽式汽輪機的雙壓單級補汽系統，系統原理圖見圖2。為了充分利用低位熱能，在余熱鍋爐上設置兩個汽包，生產兩種不同的蒸汽，一為主蒸 汽，一為低壓補汽，分別吸收高位和低位熱能，采用補汽式

19、汽輪機引入高壓和低壓 蒸汽作功。如果低壓蒸汽參數提高，則可以提高系統效率，但鍋爐排煙溫度則相應 提高，余熱利用量降低；如果低壓蒸汽參數低，則吸收熱量多，蒸汽量大，發電量 增加，但對汽輪機的體積和末級葉片的要求會相應提高，另外凝汽器的循環水量也 要增大，從而增加電站自用電量。因此需根據設備配置，優化系統參數設計，從而 選擇最佳參數。由于雙壓系統是在單壓系統的基礎上，又機械的疊加了一套較低壓力的單壓系 統，以提高整個系統的發電效率，所以雙壓發電系統的發電量從理論上講高于單壓 發電系統。但是單壓系統“汽塞”的問題依然存在，所以系統的調節能力和單壓相 同，也處于間斷發電的狀態，造成經濟效益較差。相對而

20、言，雙壓系統綜合來看，發電能力高，也比較合理，既能多發電，國產 設備又能保證，每千瓦投資也較為經濟。復合閃蒸單級補汽系統閃蒸發電技術是一種能最大限度地利用中、低溫余熱的純余熱利用發電技術。它是利用余熱鍋爐和熱水閃蒸技術產生雙壓蒸汽，配套補汽凝汽式汽輪機組。同雙 壓系統不同的是，閃蒸系統不是另設一個低壓部分，而是利用閃蒸原理（即高溫高壓水在壓力突然降低時部分瞬間蒸發為飽和蒸汽的現象），在常規余熱發電系統的 主機以外增設閃蒸器和閃蒸型除氧器，當機組正常運行帶負荷后，從省煤器集箱中 抽取達到參數要求的一部分熱水引入閃蒸器熱水在閃蒸器內迅速擴容降壓后閃蒸分 離出低壓飽和蒸汽和低壓飽和熱水，分離出的低壓

21、飽和蒸汽和余熱鍋爐的主過熱蒸 汽分別進入多進汽汽輪機的低壓汽缸和高壓汽缸做功發電，而分離出的低壓飽和水 進入除氧器作為除氧熱源進行充分利用，系統原理圖見圖3。塌，人口圖3閃蒸單級補氣系統圖該技術能夠在成本投資較小的情況下 極大限度地利用溫度在200500?之間的低品位熱源，余熱利用率80%右，最終廢氣排出溫度可控制在 90?以下；比同條件 下的常規余熱發電系統能多發電10,30%左右；閃蒸系統對余熱源參數大幅度變化具 有較強的適應性；保證發電系統安全、穩定、高效的運行。經濟效益明顯，一般項 目都在2,4年收回投資。屬純余熱利用技術，不增加任何對環境污染因素，社會效 益高。它具有節能、環保、低成

22、本和便于運行維護等特點，符合我國能源政策的節 能和環保的發展趨勢，可以廣泛應用。雙進汽（或多進汽）的閃蒸汽輪機是整個系統的關鍵，由于閃蒸汽屬于飽和蒸 汽，所以閃蒸汽含水量達到10,左右，必須對汽輪機采取除水等一系列措施，所以 此項技術對汽輪機的結構和材質要求較高，目前需要進口主機設備 ，價格昂貴；同時給水泵流量 較大，用電量較大，部分抵消了其充分多利用熱能的優勢。采用補汽式汽輪機的復合閃蒸單級補汽系統，余熱鍋爐生產主蒸汽同時生產高 溫熱水，高溫熱水再降壓蒸發出二次蒸汽，二次蒸汽補入汽輪機。雖然廢氣余熱被 充分利用了，但由于閃蒸器的出水未能轉換為電能，有閃蒸汽補進汽輪機，降低了 系統的發電能力，

23、所以發電能力和投資在前兩種系統之間。對于這種熱力循環系統，即使采用多級（甚至無限級）閃蒸多級補汽系統，其發電能力也只能接近但絕不 會超過采用多壓多級補汽的熱力循環系統。由于目前閃蒸余熱發電系統能更大程度地吸收和利用低溫廢氣余熱，從而在一定程度上提高余熱發電量，因此得到越來越多的學者和業主的認可。水泥窯純低溫余熱發電在水泥熟料生產過程中，水泥窯窯頭和窯尾產生大量廢氣 （廢熱），在廢氣排出 的地方安裝余熱鍋爐，分別稱為 AQC覆爐和SP鍋爐，窯頭爐為AQ叩，布置在燒 成窯頭熟料冷卻機中部廢氣出口與窯頭電收塵器之間，窯尾爐為SP爐，布置在燒成窯尾預熱器與窯尾高溫風機之間。在余熱鍋爐內，廢氣與水進行熱

24、交換，使水產 生一定溫度和壓力的過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪發電機組進行發電。水泥窯純低溫余熱發電技術的基本原理就是以 30?左右的軟化水經除氧器除氧 后，經水泵加壓進入窯頭余熱鍋爐省煤器，加熱成190?左右的飽和水，分成兩路，一路進入窯頭余熱鍋爐汽包，另一路進入窯尾余熱鍋爐汽包，然后依次經過各 自鍋爐的蒸發器，過熱器產生1.2MP3 310?左右的過熱蒸汽，匯合后進入汽輪機 作功，或閃蒸出飽和蒸汽補入汽輪機輔助作功，作功后的乏汽進入冷凝器，冷凝后 的水和補充軟化水經除氧器除氧后再進入下一個熱力循環。整個余熱發電系統主要由余熱鍋爐即窯頭爐和窯尾爐、汽輪發電機組、除氧 器、凝汽器、冷卻水塔、化學水

25、處理設備、電氣設備、生產監控設備以及各種泵類 和管道系統組成，除塵系統、風動力系統與水泥熟料生產線共用。與普通小型火力 發電系統相比，在純低溫余熱發電抽汽回熱系統只裝設除氧器，不設高低壓加熱 器。對于小于200?低溫廢氣余熱白回收，日本 KHI的海螺寧國系統采用的是:AQC 爐主蒸汽段排出的200?以下低溫廢氣設置生產150,180?的熱水段，生產的熱水再 分級（分為串聯兩級）閃蒸擴容出不同壓力的低壓飽和蒸汽并分別補入汽輪機的方式。這種方式一方面對汽輪機的要求（末級葉片帶水及補汽在汽機通流部分的配汽 問題等）很高，國產機組能否滿足要求尚需進一步實踐；另一方面，系統比較復雜，就國產調節閥及執行器

26、而言，實行串聯并分級調整是比較困難的。有機郎肯循環（ORC系統發電）關于200?以下的余熱發電技術，目前普遍認為比較有發展潛力的是低沸點工質 有機郎肯循環低溫余熱發電（Organic Rankine Cycle） 技術，即ORC統發電。ORC 發電技術是采用在比較低的溫度下能成為高壓氣體的低沸點物質（或者混合物），利 用余熱產生動力，可回收不同溫度范圍的低溫余熱。OR3電系統主要由汽輪機（或螺桿膨脹機）、發電機、冷凝器、工質密封泵、高效換熱器等組成。工作流程是工藝廢熱流入蒸發器，在蒸發器內將熱能傳給密閉循環的有機工質，有機工質被加熱后達沸點并汽化。在進入透平前，汽化后的工質須流經設于蒸 發器上

27、部的一個液體分離器。其目的是將未汽化的液滴從汽體中分離出來，以防進 入透平，損壞透平葉片。汽化了的有機工質經過分離器達到一定的壓力后，便會通 過管道和噴射閥進入透平膨脹做功。高速旋轉的透平通過聯軸器帶動發電機發電。透平還設有透平旁通管路和旁通閥，在某種情況下，汽化了的工質可通過旁通管路和旁通閥直接進入冷凝器內。作功后的乏氣從透平出口流出，進入冷凝器內將其冷卻成液體，再由多極離心工質泵將其從冷凝器內泵入到蒸發器內進行第二輪汽化和循環，如此反復。工作原理圖見圖4。余熱LJ3:余熱換一r一圖4 ORC發電系統圖低沸點工質的特性對整個發電系統有著巨大的影響。不同低沸點工質主要通過影響OReffi環特性

28、來影響系統的效率。不同工質，熱物性不同，使膨脹機的相對內 效率，換熱器的換熱特性及換熱損失，在工質泵和水泵的選型等方面都有較大的差 別。在ORC1環中常用的低沸點工質見下表：工質沸點？臨界壓力臨界溫度參數R123 27.7 3.67 183.68R134a 4.06 101.10 ,26.10HFC-254fa 15.3 3.64 154.203.64 134.70 異丁烷,11.6127.8 3.33 187.80 異戊烷表中列出的工質中，R123在回收200?左右的低溫廢熱時有很好的性能，當廢熱溫度在150200?寸，HFC-245fa（1,1,1,3,3- 五氟丙烷）的性能比R123好，

29、同時在郎肯循環中HFC-245fa的熱力效率要比R123和R11高。R134a和異丁烷的臨界溫度都不高，故在100?200方寸，ORO用的單一工質主要考慮 HFC-245fa和異戊0有機郎肯循環低溫余熱發電系統可回收 300?以下的低溫余熱進行發電，可與一 般工業低溫余熱、地熱、生物質能結合成冷、熱、電共生系統。OR3電技術主要應用于工業余熱、地熱、海洋溫差能、太陽能熱電等。目前我國在工業低溫余熱方 面，利用OR3電技術的實例尚屬空白。該技術仍處在理論研究和小型工業實驗階 段，離商業化還有一段很長的路要走。利用ORCS電技術循環回收工業余熱，在國外已經成功應用并得到了不同程度 的商業化。美國M

30、TI公司曾經建造了利用煉油廠余熱(110?)的ORC(統，該系統以 R113為工質，采用單級向心透平，輸出功率約為 1174kW以色列ORMAT司于 1999年在德國海德堡水泥公司Lengfart水泥廠建立了利用熟料冷卻機低溫廢氣 (275?)的余熱電廠。裝機1310kW熱效率1,發電自給率12,目前運行良好， 投產以來平均可用率98,o日本也建造了利用廢熱的ORCS統，取得了很好的經濟和環保效益。3余熱發電中存在的問題低溫余熱發電技術在我國研究使用始于 1996年2月，可以說我國在這項技術 的水平比日本落后20年，盡管我們國家引進了消化了一部分技術，但由于科研水 平，制造能力有限，目前按我國

31、的水泥中、低溫余熱發電還處于一個研究階段。目 前的低溫余熱發電中目前存在的問題有：(1)低溫余熱發電，在發電系統的規模、效率及合理性等方面還存在著一些技 術問題：裝機容量小、效率低、成本高、受地域影響較大、可利用的工質溫差小、 需要冷凝面大等。目前低溫余熱發電的研究重點是如何利用更多的熱能，提高鍋爐 熱效率，增加發電量。國外設備汽輪機多采用混壓進汽式，國產設備多采用補汽式 汽輪機。從發電效率來看，國外設備明顯高于國產設備，但投資成本也高出一倍多。因此，必須大力推進低溫余熱發電技術設備的國產化，在保證系統運行可靠性 的前提下，必須降低設備的造價，減少投資成本，最有效的手段是擴大與國外的技 術合作

32、，加強研發力度，從而逐步實現該技術的國產化；加強和提高余熱發電系統及主要設備的研究開發工作，提供高效的中低溫余熱發電系列設備；(2)如確定經濟、合理、高效的熱力系統及電站汽水管路配置和除氧系統；解決余熱鍋爐所存在的磨損、漏風、集灰、爐內換熱過程不清、換熱效果不明以至余熱 鍋爐熱效率低影響余熱發電量的問題，以及立式余熱鍋爐在實際生產運行中的結 構、熱力、傳熱特性下，及對于廢氣溫度、廢氣粉塵的適應性等問題；(3)余熱發電與電力行業相協調的問題，政府應加強這方面的協調。同時鼓勵 發展余熱發電的相關稅收、投資等優惠政策應盡快出臺。4余熱發電的發展趨勢800?、1000?的高溫煙氣，利用難度小，技術成熟

33、，規模夠大的生產線大多已 采用了各種回收技術。300?、400?的中低溫煙氣，以往的回收方式，是配備小型熱 水、蒸汽鍋爐；部分企業采用補燃鍋爐來生產電力。而近年來純低溫汽輪機和高效 換熱裝置的出現，使得純低溫余熱發電成為現實。低溫煙氣發電的項目如雨后春 筍，一些廠家已經把補燃鍋爐改造為余熱鍋爐，降低能耗，減少污染。目前我國市場上純低溫的說法，指的常常是 300-400?的中低溫。對于溫度相對 較低的煙氣發電，常采用的方法是是根據溫度梯度不同，利用其產生較低品味的蒸 汽或是加熱余熱鍋爐的給水，采用多級裝置，配合較高溫度煙氣產生的品味較高的 蒸汽，將不同壓力的蒸汽，從汽輪機的不同位置進入，運用補汽式汽輪機發電；若是單純對溫度較低的煙氣進行利用，則可采用有機郎肯循環進行發電，但是該發電 系統的對發電設備的要求較高，發電效率往往很低，利用該系統發電經濟性不好， 該項技術在我國的研究也是剛剛開展，尚不成熟。100-300?煙氣利用對余熱發電這一途徑而言，難度較大。主要問題是煙氣成分通常含二氧化硫，從而決定了排煙溫度不能低于露點，一般要170?以上。進口溫度越低，能利用的范圍越窄；煙氣流量較小的情況下，經濟效益較