能源梯級(jí)利用的能源合理利用的一種方式。不管是一次能源還是余能資源，均按其品位逐級(jí)加以利用。高、中溫蒸汽先用來(lái)發(fā)電(或用于生產(chǎn)工藝)，低溫余熱用來(lái)向住宅供熱。所謂能量品位的高低，是用它可轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的大小來(lái)度量。

能源梯級(jí)利用，由于熱能不可能全部轉(zhuǎn)換為機(jī)械功，因而，與機(jī)械能、電能相比，其品位較低。熱功轉(zhuǎn)換效率與溫度高低有關(guān)，高溫?zé)崮艿钠肺桓哂诘蜏責(zé)崮?。一切不可逆過(guò)程均朝著降低能量品位的方向進(jìn)行。能源的梯級(jí)利用可以提高整個(gè)系統(tǒng)的能源利用效率，是節(jié)能的重要措施。

(1)干熄焦(CDQ)余熱回收與發(fā)電技術(shù)

工作原理：從炭化室內(nèi)推出的紅熱焦炭，在冷卻室內(nèi)與循環(huán)氮?dú)庀鄬?duì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行直接傳熱，紅焦在冷卻后經(jīng)排焦設(shè)備排出;循環(huán)氮?dú)馍郎氐?00℃左右，加熱鍋爐純水產(chǎn)生蒸汽，供生產(chǎn)使用，多余部分經(jīng)過(guò)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力供入公司內(nèi)部電網(wǎng)。全年干熄焦鍋爐回收蒸汽可供應(yīng)全廠94.6%中壓蒸汽、33.3%低壓蒸汽。

(2)燒結(jié)余熱回收技術(shù)

余熱回收工作原理：正常生產(chǎn)時(shí)燒結(jié)環(huán)冷機(jī)每小時(shí)產(chǎn)生320℃以上廢氣約50萬(wàn)m3，從燒結(jié)環(huán)冷機(jī)排氣，經(jīng)除塵器、與余熱鍋爐進(jìn)行熱交換產(chǎn)生蒸汽送蒸汽管網(wǎng)后，廢氣再經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)回氣管接至環(huán)冷機(jī)繼續(xù)冷卻燒結(jié)礦。燒結(jié)余熱回收蒸汽已成為公司重要蒸汽發(fā)生源之一。

(3)利用熱管技術(shù)回收低溫余熱

大型高爐熱風(fēng)爐的排煙量高達(dá)40萬(wàn)m3/h左右，其平均排煙溫度250℃以上，若降低到130℃，相當(dāng)于每年可回收2萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

(4)轉(zhuǎn)爐余熱回收系統(tǒng)

工作原理是：轉(zhuǎn)爐在冶煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量約1450℃高溫?zé)煔?，通過(guò)轉(zhuǎn)爐汽化冷卻裝置，回收煙氣余熱產(chǎn)生蒸汽的同時(shí)，降低溫度的轉(zhuǎn)爐煙氣送入除塵及煤氣回收系統(tǒng)。產(chǎn)生的蒸汽供煉鋼生產(chǎn)使用，多余部分供公司管網(wǎng)。

(5)熱軋加熱爐汽化冷卻工藝

汽化冷卻裝置的循環(huán)水在加熱爐冷卻構(gòu)件中吸熱和變成汽水混合物，使冷卻構(gòu)件得到充分冷卻。汽水混合物經(jīng)汽包分離出的蒸汽，供區(qū)域自用，多余部分送至蒸汽管網(wǎng)。

(6)爐窯煙氣余熱鍋爐

余熱回收蒸汽及發(fā)電

(1)熱水加熱低沸點(diǎn)工質(zhì)發(fā)電

根據(jù)熱水溫度較低的特點(diǎn)，通過(guò)余熱鍋爐加熱液態(tài)低沸點(diǎn)循環(huán)工質(zhì)，產(chǎn)生低沸點(diǎn)循環(huán)工質(zhì)蒸汽，循環(huán)工質(zhì)蒸汽進(jìn)入膨脹機(jī)發(fā)電，發(fā)電后的循環(huán)工質(zhì)通過(guò)冷凝器冷卻成液體，再通過(guò)泵送入余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽。

(2)熱水閃蒸產(chǎn)生飽和蒸汽發(fā)電

一定壓力的熱水進(jìn)入擴(kuò)容器后，由于壓力降低閃蒸產(chǎn)生蒸汽，蒸汽從擴(kuò)容器上部排出送入汽輪機(jī)發(fā)電。通?？梢圆捎枚?jí)擴(kuò)容方法提高系統(tǒng)發(fā)電效率。

蒸汽余壓回收發(fā)電

蒸汽差壓發(fā)電通常可采用背壓式汽輪機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但其不僅對(duì)蒸汽品質(zhì)有較高的要求，而且前期投資較高，難以適用于流量變化范圍大、壓力波動(dòng)較大、品質(zhì)較低的飽和蒸汽。此種情況下，可考慮采用螺桿膨脹機(jī)發(fā)電，螺桿膨脹機(jī)要求工作介質(zhì)可以是過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽、汽液兩相或熱液;工作介質(zhì)的壓力一般控制在1.5MPa以下;工作介質(zhì)的溫度一般控制在250℃以下。工作介質(zhì)進(jìn)入機(jī)內(nèi)陰陽(yáng)螺桿間齒槽，推動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，齒槽間的容積逐漸增大，介質(zhì)降壓降溫膨脹做功，最后從齒槽末端排出。功率從主軸陽(yáng)螺桿輸出，或通過(guò)同步齒輪從陰螺桿輸出，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。蒸汽壓差螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)發(fā)電熱力系統(tǒng)，蒸汽進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)做功降壓后，蒸汽進(jìn)入低壓管網(wǎng)送至工藝設(shè)備使用，熱用戶僅將減溫減壓閥作系統(tǒng)旁路備用。

3.4 其它技術(shù)

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)余熱資源及熱用戶的具體情況，可考慮采用移動(dòng)式蓄能供熱技術(shù)增加供熱距離，拓展熱用戶;采用熱泵技術(shù)在內(nèi)的熱電冷三聯(lián)產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用以提高系統(tǒng)能源利用效率。

能源的梯級(jí)利用

能源的梯級(jí)利用包括按質(zhì)用能和逐級(jí)多次利用兩個(gè)方面：

(1)按質(zhì)用能就是盡可能不使高質(zhì)能源去做低質(zhì)能源可完成的工作;在一定要用高溫?zé)嵩磥?lái)加熱時(shí)，也盡可能減少傳熱溫差;在只有高溫?zé)嵩?，又只需要低溫加熱的?chǎng)合下，則應(yīng)先用高溫?zé)嵩窗l(fā)電，再利用發(fā)電裝置的低溫余熱加熱，如熱電聯(lián)產(chǎn)。

(2)逐級(jí)多次利用就是高質(zhì)能源的能量不一定要在一個(gè)設(shè)備或過(guò)程中全部用完，因?yàn)樵谑褂酶哔|(zhì)能源的過(guò)程中，能源的溫度是逐漸下降的(即能質(zhì)下降)，而每種設(shè)備在消耗能源時(shí)，總有一個(gè)最經(jīng)濟(jì)合理的使用溫度范圍。這樣，當(dāng)高質(zhì)能源在一個(gè)裝置中已降至經(jīng)濟(jì)適用范圍以外時(shí)，即可轉(zhuǎn)至另一個(gè)能夠經(jīng)濟(jì)使用這種較低能質(zhì)的裝置中去使用，使總的能源利用率達(dá)到最高水平。

雖然能源梯級(jí)利用是針對(duì)發(fā)電和供熱企業(yè)提出的，但可以廣泛地?cái)U(kuò)展到制冷、深冷、化工、冶金等各種工業(yè)過(guò)程，必要時(shí)可用熱泵來(lái)提高熱源的溫度品位后再利用。不同的企業(yè)對(duì)能量的等級(jí)要求是不一樣的，可以根據(jù)各用能企業(yè)的能級(jí)需求的高低構(gòu)成能量的梯級(jí)利用關(guān)系，高能級(jí)熱源經(jīng)上一級(jí)企業(yè)使用后降為低能級(jí)熱源，供給需求低的企業(yè)使用。能量的梯級(jí)利用能夠有效地滿足各單位的用能需要，而不增加能源消耗，極大地提高能源利用率。