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摘 要：工业余热指工业生产中各种热能装置所排出的气体、液体和固体物质所载有的热量。余热属于二次能源，是燃料燃烧过程所发出的热量在完成某一工艺过程后所剩余的热量。我国能源利用率相比发达国家较低，至少50%的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。工业余热节能潜力巨大，近年来已经成为我国节能减排工作的重要组成部分。
关键词：工业余热；节能减排；热管
当前，我国能源利用仍然存在着利用效率低、经济效益差，生态环境压力大的主要问题。节能减排、降低能耗、提高能源综合利用率作为能源发展战略规划的重要内容，是解决我国能源问题的根本途径，处于优先发展的地位。
实现节能减排、提高能源利用率的目标主要依靠工业领域。处在工业化中后期阶段的中国，工业是主要的耗能领域，也是污染物的主要排放源。我国工业领域能源消耗量约占全国能源消耗总量的70%，主要工业产品单位能耗平均比国际先进水平高出30%左右。除了生产工艺相对落后、产业结构不合理的因素外，工业余热利用率低，能源没有得到充分综合利用是造成能耗高的重要原因。
我国能源利用率仅为33%左右，比发达国家低约10%。至少50%的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。因此从另一角度看，我国工业余热资源丰富，广泛存在于工业各行业生产过程中，余热资源约占其燃料消耗总量的17%～67%，其中可回收率达60%，余热利用率提升空间大，节能潜力巨大。工业余热回收利用又被认为是一种“新能源”，近年来成为推进我国节能减排工作的重要内容。
1工业余热资源
工业余热来源于各种工业炉窑热能动力装置、热能利用设备、余热利用装置和各种有反应热产生的化工过程等。目前，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%～67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。合理充分利用工业余热可以降低单位产品能耗，取得可观的经济效益。
工业余热按其能量形态可以分为三大类，即可燃性余热、载热性余热和有压性余热。
1.1可燃性余热
可燃性余热是指能用工艺装置排放出来的、具有化学热值和物理显热，还可作燃料利用的可燃物，即排放的可燃废气、废液、废料等，如放散的高炉气、焦炉气、转炉气、油田伴生气、炼油气、矿井瓦斯、炭黑尾气、纸浆黑液、甘蔗渣、木屑、可燃垃圾等。
1.2载热性余热
常见的大多数余热是载热性余热，它包括排出的废气和产品、物料、废物、工质等所带走的高温热以及化学反应热等，如锅炉与窑炉的烟道气，燃气轮机、内燃机等动力机械的排气，焦炭、钢铁铸件、水泥、炉渣的高温显热，凝结水、冷却水、放散热风等带走的显热，以及排放的废气潜热等。
1.3有压性余热
有压性余热通常又叫余压（能），它是指排气排水等有压液体的能量。另外，因为工业余热的温度是衡量其质量（品位）的重要标尺，而其温度的高低亦影响了余热回收利用的方式，所以余热也通常按温度高低分为：高温余热，T≥650℃；中温余热，230℃≤T<650℃；低温余热，T<230℃。
余热资源来源广泛、温度范围广、存在形式多样。从利用角度看，余热资源一般具有以下共同点：由于工艺生产过程中存在周期性、间断性或生产波动，导致余热量不稳定；余热介质性质恶劣，如烟气中含尘量大或含有腐蚀性物质；余热利用装置受场地等固有条件限制。
2余热利用技术发展
2.1热管技术
热管是一种依靠自身内部工质相变实现传热，具有很强导热性能的传热元件，它源于美国上世纪60年代在地球卫星上成功运用。热管是由钢、铜、铝管内灌充导热介质，并抽成一定的真空后密封而成。管内的工质由多种无机活性金属及其化合物混合而成，具有超常的热活性和热敏感性，遇热而吸，遇冷而放。这种热超导工质在一定温度下被激活，并以分子震荡相变形式来传递热量，传导温度没有衰减并能以极快的速度传递（音速传递）。热管因其独特结构和相变传热机理，具有如下特点：
2.1.1安全可靠性高。不存在管内超压，不怕干烧，因液体工质汽化后，热管的内压不随温度变化而变化，而且热管余热回收器是二次问壁换热，与常规的换热设备一般都是问壁换热不同。
2.1.2导热性强。导热速度快、强度大、效率高（传热效率达98%以上），节能效果明显。
2.1.3等温性好。传热阻力小，在很小的温差下，传递很大的热通量。
2.1.4热流密度可变性。热管可以独立改变蒸发段或冷却段的面积。
2.1.5环境的适应性强。受环境的限制相对常规换热设备小，通过适当的热流变换把热管管壁温度调整在低温流体的露点之上，从而可防止露点腐蚀。同时热管在导热时会产生自振动，使灰不易粘附在管壁和翅片上，不易堵灰；热管可根据环境的需要而设计。
2.1.6使用寿命长、应用领域广。使用寿命在10年以上，单根热管可拆卸更换，维护简单、成本低，超导热管形状具有更大的灵活性，更广泛的应用领域，能适应各种恶劣的工作环境。
2.2热轮
热轮由多孔和高比热容量的材料制成，有转盘式和转鼓式两种结构型式当热轮的转盘或转鼓低速旋转时，热气体的热量传递给热轮；若热轮继续旋转，它便将所获得的热量传递给进入的冷空气热轮的热传递效率现已达到75%～80%，应用温度也可达870℃左右由于热轮结构的原因，会有少量的废气进入气管内，因而产生一定程度的污染若污染量超过许可限度，则可附加清洗段来减少污染程度热轮一般用于采暖和低温中温废热的回收，以及干燥炉养护炉和空气的预热器中。
2.3.工业燃气轮机技术
燃气轮机循环吸热平均温度高，纯蒸汽动力循环放热平均温度低，把这两种循环联合起来组成燃气一蒸汽联合循环显然可以提高循环热效率。高炉煤气等低热值煤气燃气轮机联合循环发电（CCPP）技术是充分利用钢铁企业高炉等副产煤气，最大可能地提高能源利用效率，发挥煤气一蒸汽联合循环优势的先进技术，该技术用高炉煤气作燃料，热电转换效率从朗肯循环的30%～38%提高到45%。
參考文献：
[1]陆秉权.中国余热发电行业的现状和发展趋势分析（上）.中国建材，2010年11月.
[2]连红奎，李艳，束光阳子，顾春伟.我国工业余热回收利用技术综述.节能技术.2011年3月.
[3]刘国峰.浅谈余热发电发展.科技向导.2012年第17期.
作者简介：
王涛（1994—），男，汉族，陕西铜川人，邵阳学院，本科在读，专业：能源与动力工程（热能工程方向）。
关键词：工业余热；节能减排；热管
当前，我国能源利用仍然存在着利用效率低、经济效益差，生态环境压力大的主要问题。节能减排、降低能耗、提高能源综合利用率作为能源发展战略规划的重要内容，是解决我国能源问题的根本途径，处于优先发展的地位。
实现节能减排、提高能源利用率的目标主要依靠工业领域。处在工业化中后期阶段的中国，工业是主要的耗能领域，也是污染物的主要排放源。我国工业领域能源消耗量约占全国能源消耗总量的70%，主要工业产品单位能耗平均比国际先进水平高出30%左右。除了生产工艺相对落后、产业结构不合理的因素外，工业余热利用率低，能源没有得到充分综合利用是造成能耗高的重要原因。
我国能源利用率仅为33%左右，比发达国家低约10%。至少50%的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。因此从另一角度看，我国工业余热资源丰富，广泛存在于工业各行业生产过程中，余热资源约占其燃料消耗总量的17%～67%，其中可回收率达60%，余热利用率提升空间大，节能潜力巨大。工业余热回收利用又被认为是一种“新能源”，近年来成为推进我国节能减排工作的重要内容。
1工业余热资源
工业余热来源于各种工业炉窑热能动力装置、热能利用设备、余热利用装置和各种有反应热产生的化工过程等。目前，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%～67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。合理充分利用工业余热可以降低单位产品能耗，取得可观的经济效益。
工业余热按其能量形态可以分为三大类，即可燃性余热、载热性余热和有压性余热。
1.1可燃性余热
可燃性余热是指能用工艺装置排放出来的、具有化学热值和物理显热，还可作燃料利用的可燃物，即排放的可燃废气、废液、废料等，如放散的高炉气、焦炉气、转炉气、油田伴生气、炼油气、矿井瓦斯、炭黑尾气、纸浆黑液、甘蔗渣、木屑、可燃垃圾等。
1.2载热性余热
常见的大多数余热是载热性余热，它包括排出的废气和产品、物料、废物、工质等所带走的高温热以及化学反应热等，如锅炉与窑炉的烟道气，燃气轮机、内燃机等动力机械的排气，焦炭、钢铁铸件、水泥、炉渣的高温显热，凝结水、冷却水、放散热风等带走的显热，以及排放的废气潜热等。
1.3有压性余热
有压性余热通常又叫余压（能），它是指排气排水等有压液体的能量。另外，因为工业余热的温度是衡量其质量（品位）的重要标尺，而其温度的高低亦影响了余热回收利用的方式，所以余热也通常按温度高低分为：高温余热，T≥650℃；中温余热，230℃≤T<650℃；低温余热，T<230℃。
余热资源来源广泛、温度范围广、存在形式多样。从利用角度看，余热资源一般具有以下共同点：由于工艺生产过程中存在周期性、间断性或生产波动，导致余热量不稳定；余热介质性质恶劣，如烟气中含尘量大或含有腐蚀性物质；余热利用装置受场地等固有条件限制。
2余热利用技术发展
2.1热管技术
热管是一种依靠自身内部工质相变实现传热，具有很强导热性能的传热元件，它源于美国上世纪60年代在地球卫星上成功运用。热管是由钢、铜、铝管内灌充导热介质，并抽成一定的真空后密封而成。管内的工质由多种无机活性金属及其化合物混合而成，具有超常的热活性和热敏感性，遇热而吸，遇冷而放。这种热超导工质在一定温度下被激活，并以分子震荡相变形式来传递热量，传导温度没有衰减并能以极快的速度传递（音速传递）。热管因其独特结构和相变传热机理，具有如下特点：
2.1.1安全可靠性高。不存在管内超压，不怕干烧，因液体工质汽化后，热管的内压不随温度变化而变化，而且热管余热回收器是二次问壁换热，与常规的换热设备一般都是问壁换热不同。
2.1.2导热性强。导热速度快、强度大、效率高（传热效率达98%以上），节能效果明显。
2.1.3等温性好。传热阻力小，在很小的温差下，传递很大的热通量。
2.1.4热流密度可变性。热管可以独立改变蒸发段或冷却段的面积。
2.1.5环境的适应性强。受环境的限制相对常规换热设备小，通过适当的热流变换把热管管壁温度调整在低温流体的露点之上，从而可防止露点腐蚀。同时热管在导热时会产生自振动，使灰不易粘附在管壁和翅片上，不易堵灰；热管可根据环境的需要而设计。
2.1.6使用寿命长、应用领域广。使用寿命在10年以上，单根热管可拆卸更换，维护简单、成本低，超导热管形状具有更大的灵活性，更广泛的应用领域，能适应各种恶劣的工作环境。
2.2热轮
热轮由多孔和高比热容量的材料制成，有转盘式和转鼓式两种结构型式当热轮的转盘或转鼓低速旋转时，热气体的热量传递给热轮；若热轮继续旋转，它便将所获得的热量传递给进入的冷空气热轮的热传递效率现已达到75%～80%，应用温度也可达870℃左右由于热轮结构的原因，会有少量的废气进入气管内，因而产生一定程度的污染若污染量超过许可限度，则可附加清洗段来减少污染程度热轮一般用于采暖和低温中温废热的回收，以及干燥炉养护炉和空气的预热器中。
2.3.工业燃气轮机技术
燃气轮机循环吸热平均温度高，纯蒸汽动力循环放热平均温度低，把这两种循环联合起来组成燃气一蒸汽联合循环显然可以提高循环热效率。高炉煤气等低热值煤气燃气轮机联合循环发电（CCPP）技术是充分利用钢铁企业高炉等副产煤气，最大可能地提高能源利用效率，发挥煤气一蒸汽联合循环优势的先进技术，该技术用高炉煤气作燃料，热电转换效率从朗肯循环的30%～38%提高到45%。
參考文献：
[1]陆秉权.中国余热发电行业的现状和发展趋势分析（上）.中国建材，2010年11月.
[2]连红奎，李艳，束光阳子，顾春伟.我国工业余热回收利用技术综述.节能技术.2011年3月.
[3]刘国峰.浅谈余热发电发展.科技向导.2012年第17期.
作者简介：
王涛（1994—），男，汉族，陕西铜川人，邵阳学院，本科在读，专业：能源与动力工程（热能工程方向）。