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行業(yè)動態(tài)
深耕余熱回收利用技術(shù) 賦能能源行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型
來源: 瑞澤能源
發(fā)布時(shí)間: 2026-01-15
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在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)與工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能降碳行動的推動下,余熱作為工業(yè)生產(chǎn)過程中未被充分利用的寶貴能源資源,其回收利用已成為提升能源利用效率、降低碳排放強(qiáng)度的關(guān)鍵路徑。工業(yè)余熱資源廣泛存在于冶金、石化、電力、建材等多個(gè)高耗能領(lǐng)域,涵蓋高溫?zé)煔?、工藝余熱、冷卻廢水等多種形態(tài)。深耕余熱回收利用技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,不僅是能源企業(yè)踐行綠色發(fā)展使命的必然要求,更是推動行業(yè)實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化與高質(zhì)量發(fā)展的核心支撐。
一、余熱回收利用技術(shù)的核心價(jià)值與政策導(dǎo)向
余熱回收利用的核心價(jià)值在于通過技術(shù)手段將原本廢棄的熱能轉(zhuǎn)化為可利用的能源形式,實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”的能源梯級利用,其生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益顯著。從生態(tài)效益來看,高效回收利用余熱可大幅減少化石能源消耗,降低二氧化碳、二氧化硫等污染物排放;從經(jīng)濟(jì)效益來看,可為企業(yè)節(jié)約能源成本,提升產(chǎn)品市場競爭力,同時(shí)拓展新的能源服務(wù)增值空間。
政策層面,國家層面已將余熱回收利用納入重點(diǎn)節(jié)能降碳舉措?!?024—2025年節(jié)能降碳行動方案》明確提出,推進(jìn)鋼鐵行業(yè)高爐爐頂煤氣、焦?fàn)t煤氣余熱等綜合利用,加強(qiáng)石化化工行業(yè)高壓低壓蒸汽、余熱余壓等回收利用,要求到2025年底鋼鐵行業(yè)余熱余壓余能自發(fā)電率提高3個(gè)百分點(diǎn)以上?!豆I(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》也強(qiáng)調(diào),要推進(jìn)工業(yè)余壓余熱資源化利用,構(gòu)建多能高效互補(bǔ)的能源利用體系,為余熱回收利用技術(shù)的發(fā)展提供了明確的政策指引與方向遵循。
二、余熱回收利用核心技術(shù)體系與分類應(yīng)用
余熱回收利用技術(shù)體系基于余熱溫度等級、介質(zhì)特性及利用需求形成多元技術(shù)路徑,核心遵循“溫度對口,梯級利用”原則,不同溫位余熱對應(yīng)差異化的回收技術(shù)與應(yīng)用場景,確保能源利用效率最大化。
(一)高溫余熱回收技術(shù)(>650℃)
高溫余熱主要來源于冶金爐、玻璃窯、水泥窯等工業(yè)窯爐排氣,具有溫度高、能量密度大的特點(diǎn),回收利用以熱功轉(zhuǎn)換和工藝再利用為主。核心技術(shù)包括余熱鍋爐-汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、蓄熱式換熱技術(shù)等。其中,蓄熱式加熱爐通過陶瓷球、蜂窩體等蓄熱體交替吸收高溫?zé)煔鉄崃坎㈩A(yù)熱燃燒空氣,可將空氣預(yù)熱至1000℃以上,大幅提升燃燒效率;在鋼鐵行業(yè),高爐爐頂煤氣余熱回收通過透平發(fā)電系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)余熱資源向電能的高效轉(zhuǎn)化,成為企業(yè)自備能源的重要補(bǔ)充。重慶大學(xué)研發(fā)的高溫含塵廢氣余熱回收技術(shù),通過新型顆粒表層移動床技術(shù)實(shí)現(xiàn)煙氣凈化與余熱回收協(xié)同,在太鋼示范項(xiàng)目中余熱回收率高達(dá)82.27%,凈化后煙氣含塵濃度低至3.33mg/m³,突破了高溫高含塵煙氣回收的行業(yè)瓶頸。
(二)中溫余熱回收技術(shù)(230℃-650℃)
中溫余熱常見于工業(yè)鍋爐煙氣、柴油機(jī)排氣等場景,回收方式以蒸汽生產(chǎn)、有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)發(fā)電為主。ORC技術(shù)作為中低溫余熱回收的核心技術(shù)之一,通過低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)吸收余熱產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動渦輪發(fā)電,具有適配范圍廣、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)勢。在中國石化燕山石化2# S Zorb裝置低溫余熱發(fā)電項(xiàng)目中,采用ORC技術(shù)回收130-140℃塔底油余熱,凈發(fā)電量達(dá)540千瓦,可滿足裝置總用電負(fù)荷的50%,年節(jié)能量折合168萬千克標(biāo)準(zhǔn)煤,展現(xiàn)出顯著的節(jié)能效益。此外,該技術(shù)已在石化行業(yè)多個(gè)加氫裝置、重整裝置中推廣應(yīng)用,預(yù)期總節(jié)能量可達(dá)40萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年。
(三)低品位余熱回收技術(shù)(<230℃)
低品位余熱包括工藝熱水、冷凝水、低溫?zé)煔獾?,因溫度低、能量密度小,回收難度較大,主要采用熱泵升級、直接供熱等技術(shù)路徑。高效吸收式熱泵與壓縮式熱泵技術(shù)可將30-50℃的低品位余熱提升至70℃以上的可用溫度,用于工業(yè)工藝預(yù)熱或城市供暖。在某電廠供暖項(xiàng)目中,應(yīng)用50MW級吸收式熱泵技術(shù)回收低品位余熱,年節(jié)能量達(dá)7萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,年凈收益超3500萬元。
三、余熱回收利用技術(shù)的關(guān)鍵應(yīng)用要點(diǎn)與挑戰(zhàn)
在實(shí)際應(yīng)用中,余熱回收利用技術(shù)的落地需兼顧技術(shù)適配性、系統(tǒng)安全性與經(jīng)濟(jì)性。首先,需精準(zhǔn)匹配余熱源特性(溫度、流量、成分)與用戶需求,避免“一刀切”的技術(shù)選擇;其次,要注重系統(tǒng)集成設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工況下管網(wǎng)建設(shè)的“微擾動”,保障周邊生態(tài)與交通安全;最后,需綜合評估投資成本、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用與節(jié)能收益,通過政策支持、跨行業(yè)合作等方式降低投資回報(bào)周期風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)前,余熱回收利用技術(shù)推廣仍面臨三大挑戰(zhàn):一是低品位余熱回收效率偏低,技術(shù)成本較高;二是部分行業(yè)余熱資源分散,收集與輸送難度大;三是跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的資源對接機(jī)制不完善,制約了余熱資源的規(guī)?;?。對此,需通過技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新與政策協(xié)同形成破解路徑。
四、技術(shù)發(fā)展趨勢與能源企業(yè)的實(shí)踐方向
未來,余熱回收利用技術(shù)將朝著高效化、智能化、規(guī)?;较虬l(fā)展。在技術(shù)創(chuàng)新層面,將重點(diǎn)突破高溫液態(tài)熔渣余熱回收、熱化學(xué)儲熱等前沿技術(shù),提升低品位余熱回收效率;在系統(tǒng)集成層面,將推動余熱回收與光伏、儲能、智慧能源管控系統(tǒng)的融合,構(gòu)建多能互補(bǔ)的綜合能源體系;在模式創(chuàng)新層面,將推廣“余熱回收+能源服務(wù)”的市場化模式,通過合同能源管理、合資合作等方式實(shí)現(xiàn)資源共享與風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)。
作為能源企業(yè),踐行余熱回收利用技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,既是責(zé)任更是機(jī)遇。未來可從三方面發(fā)力:一是深化核心技術(shù)研發(fā),重點(diǎn)突破低品位余熱回收、高效換熱裝備等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系;二是推進(jìn)跨行業(yè)示范項(xiàng)目建設(shè),復(fù)制推廣“工業(yè)余熱+城市供熱”“余熱發(fā)電+工藝用能”等成熟模式,推動余熱資源規(guī)模化利用;三是加強(qiáng)政策協(xié)同與行業(yè)合作,積極參與碳達(dá)峰試點(diǎn)城市建設(shè),構(gòu)建跨區(qū)域、跨行業(yè)的余熱資源配置網(wǎng)絡(luò),為能源行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型注入更強(qiáng)動力。
余熱回收利用技術(shù)是解鎖工業(yè)能源高效利用的“關(guān)鍵鑰匙”,更是推動“雙碳”目標(biāo)落地的重要支撐。我們將一直秉承以技術(shù)創(chuàng)新為核心,以模式創(chuàng)新為紐帶,深耕余熱回收利用領(lǐng)域,讓每一份廢棄熱能都充分釋放價(jià)值,為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系貢獻(xiàn)力量。
一、余熱回收利用技術(shù)的核心價(jià)值與政策導(dǎo)向
余熱回收利用的核心價(jià)值在于通過技術(shù)手段將原本廢棄的熱能轉(zhuǎn)化為可利用的能源形式,實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”的能源梯級利用,其生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益顯著。從生態(tài)效益來看,高效回收利用余熱可大幅減少化石能源消耗,降低二氧化碳、二氧化硫等污染物排放;從經(jīng)濟(jì)效益來看,可為企業(yè)節(jié)約能源成本,提升產(chǎn)品市場競爭力,同時(shí)拓展新的能源服務(wù)增值空間。
政策層面,國家層面已將余熱回收利用納入重點(diǎn)節(jié)能降碳舉措?!?024—2025年節(jié)能降碳行動方案》明確提出,推進(jìn)鋼鐵行業(yè)高爐爐頂煤氣、焦?fàn)t煤氣余熱等綜合利用,加強(qiáng)石化化工行業(yè)高壓低壓蒸汽、余熱余壓等回收利用,要求到2025年底鋼鐵行業(yè)余熱余壓余能自發(fā)電率提高3個(gè)百分點(diǎn)以上?!豆I(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》也強(qiáng)調(diào),要推進(jìn)工業(yè)余壓余熱資源化利用,構(gòu)建多能高效互補(bǔ)的能源利用體系,為余熱回收利用技術(shù)的發(fā)展提供了明確的政策指引與方向遵循。
二、余熱回收利用核心技術(shù)體系與分類應(yīng)用
余熱回收利用技術(shù)體系基于余熱溫度等級、介質(zhì)特性及利用需求形成多元技術(shù)路徑,核心遵循“溫度對口,梯級利用”原則,不同溫位余熱對應(yīng)差異化的回收技術(shù)與應(yīng)用場景,確保能源利用效率最大化。
(一)高溫余熱回收技術(shù)(>650℃)
高溫余熱主要來源于冶金爐、玻璃窯、水泥窯等工業(yè)窯爐排氣,具有溫度高、能量密度大的特點(diǎn),回收利用以熱功轉(zhuǎn)換和工藝再利用為主。核心技術(shù)包括余熱鍋爐-汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、蓄熱式換熱技術(shù)等。其中,蓄熱式加熱爐通過陶瓷球、蜂窩體等蓄熱體交替吸收高溫?zé)煔鉄崃坎㈩A(yù)熱燃燒空氣,可將空氣預(yù)熱至1000℃以上,大幅提升燃燒效率;在鋼鐵行業(yè),高爐爐頂煤氣余熱回收通過透平發(fā)電系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)余熱資源向電能的高效轉(zhuǎn)化,成為企業(yè)自備能源的重要補(bǔ)充。重慶大學(xué)研發(fā)的高溫含塵廢氣余熱回收技術(shù),通過新型顆粒表層移動床技術(shù)實(shí)現(xiàn)煙氣凈化與余熱回收協(xié)同,在太鋼示范項(xiàng)目中余熱回收率高達(dá)82.27%,凈化后煙氣含塵濃度低至3.33mg/m³,突破了高溫高含塵煙氣回收的行業(yè)瓶頸。
(二)中溫余熱回收技術(shù)(230℃-650℃)
中溫余熱常見于工業(yè)鍋爐煙氣、柴油機(jī)排氣等場景,回收方式以蒸汽生產(chǎn)、有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)發(fā)電為主。ORC技術(shù)作為中低溫余熱回收的核心技術(shù)之一,通過低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)吸收余熱產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動渦輪發(fā)電,具有適配范圍廣、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)勢。在中國石化燕山石化2# S Zorb裝置低溫余熱發(fā)電項(xiàng)目中,采用ORC技術(shù)回收130-140℃塔底油余熱,凈發(fā)電量達(dá)540千瓦,可滿足裝置總用電負(fù)荷的50%,年節(jié)能量折合168萬千克標(biāo)準(zhǔn)煤,展現(xiàn)出顯著的節(jié)能效益。此外,該技術(shù)已在石化行業(yè)多個(gè)加氫裝置、重整裝置中推廣應(yīng)用,預(yù)期總節(jié)能量可達(dá)40萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年。
(三)低品位余熱回收技術(shù)(<230℃)
低品位余熱包括工藝熱水、冷凝水、低溫?zé)煔獾?,因溫度低、能量密度小,回收難度較大,主要采用熱泵升級、直接供熱等技術(shù)路徑。高效吸收式熱泵與壓縮式熱泵技術(shù)可將30-50℃的低品位余熱提升至70℃以上的可用溫度,用于工業(yè)工藝預(yù)熱或城市供暖。在某電廠供暖項(xiàng)目中,應(yīng)用50MW級吸收式熱泵技術(shù)回收低品位余熱,年節(jié)能量達(dá)7萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,年凈收益超3500萬元。
三、余熱回收利用技術(shù)的關(guān)鍵應(yīng)用要點(diǎn)與挑戰(zhàn)
在實(shí)際應(yīng)用中,余熱回收利用技術(shù)的落地需兼顧技術(shù)適配性、系統(tǒng)安全性與經(jīng)濟(jì)性。首先,需精準(zhǔn)匹配余熱源特性(溫度、流量、成分)與用戶需求,避免“一刀切”的技術(shù)選擇;其次,要注重系統(tǒng)集成設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工況下管網(wǎng)建設(shè)的“微擾動”,保障周邊生態(tài)與交通安全;最后,需綜合評估投資成本、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用與節(jié)能收益,通過政策支持、跨行業(yè)合作等方式降低投資回報(bào)周期風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)前,余熱回收利用技術(shù)推廣仍面臨三大挑戰(zhàn):一是低品位余熱回收效率偏低,技術(shù)成本較高;二是部分行業(yè)余熱資源分散,收集與輸送難度大;三是跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的資源對接機(jī)制不完善,制約了余熱資源的規(guī)?;?。對此,需通過技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新與政策協(xié)同形成破解路徑。
四、技術(shù)發(fā)展趨勢與能源企業(yè)的實(shí)踐方向
未來,余熱回收利用技術(shù)將朝著高效化、智能化、規(guī)?;较虬l(fā)展。在技術(shù)創(chuàng)新層面,將重點(diǎn)突破高溫液態(tài)熔渣余熱回收、熱化學(xué)儲熱等前沿技術(shù),提升低品位余熱回收效率;在系統(tǒng)集成層面,將推動余熱回收與光伏、儲能、智慧能源管控系統(tǒng)的融合,構(gòu)建多能互補(bǔ)的綜合能源體系;在模式創(chuàng)新層面,將推廣“余熱回收+能源服務(wù)”的市場化模式,通過合同能源管理、合資合作等方式實(shí)現(xiàn)資源共享與風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)。
作為能源企業(yè),踐行余熱回收利用技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,既是責(zé)任更是機(jī)遇。未來可從三方面發(fā)力:一是深化核心技術(shù)研發(fā),重點(diǎn)突破低品位余熱回收、高效換熱裝備等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系;二是推進(jìn)跨行業(yè)示范項(xiàng)目建設(shè),復(fù)制推廣“工業(yè)余熱+城市供熱”“余熱發(fā)電+工藝用能”等成熟模式,推動余熱資源規(guī)模化利用;三是加強(qiáng)政策協(xié)同與行業(yè)合作,積極參與碳達(dá)峰試點(diǎn)城市建設(shè),構(gòu)建跨區(qū)域、跨行業(yè)的余熱資源配置網(wǎng)絡(luò),為能源行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型注入更強(qiáng)動力。
余熱回收利用技術(shù)是解鎖工業(yè)能源高效利用的“關(guān)鍵鑰匙”,更是推動“雙碳”目標(biāo)落地的重要支撐。我們將一直秉承以技術(shù)創(chuàng)新為核心,以模式創(chuàng)新為紐帶,深耕余熱回收利用領(lǐng)域,讓每一份廢棄熱能都充分釋放價(jià)值,為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系貢獻(xiàn)力量。


