可用势，一个可直接用来评价余热资源品位的新的热力学参数，将能够有效地帮助研究人员对具有显热、潜热、温度和压力综合属性的余热资源进行定量评价。

能源是人类繁衍生存的基本保障之一，随着社会的发展，人们对能源的依赖也越来越强。在可再生能源等新能源全面接替化石能源之前，节能减排将是缓解能源瓶颈制约和减少环境污染的根本措施。而在化石能源的利用过程中，并不能实现百分之百的利用，其中有不可忽视的一部分能源以不同形式变成了余热余能，在不经意间悄悄溜走。中国国家统计局发布的数据显示，2014年中国能源消耗总量达42.6亿吨标准煤，工业部门的余热资源率平均达7.3%，其中大部分能量以不同形式的余热被直接排放，回收率不超过35%，特别是温度低于200摄氏度的低品位余热余压资源存在大量的浪费现象。

中国工业余热资源广泛存在于发电、钢铁、冶金、化工、水泥、玻璃等高能耗行业。

例如钢铁行业有数十道生产工序，会产生焦炉煤气烟气、高炉煤气烟气、成品热及炉渣热、废蒸气及废水热等十几种余热资源，温度范围从几十至上千摄氏度不等，产生的水蒸气压强达0.8~3.82兆帕，热量回收潜力都在40%以上，其中还不包括水蒸气冷凝过程中放出的潜热;

水泥行业窑头篦冷机、窑尾预热器排出的中低温废气约300~500摄氏度，水蒸气含量约为6%，压强达1.0~1.6兆帕，回收潜力35%以上;

此外，机械、冶金、化工等行业生产中都需要大量的加热工艺，来自锻造炉、加热炉等高温耗能设备的余热资源大多为500摄氏度以上的中高温烟气;玻璃生产过程中，窑炉产生的烟气虽然流量不大，但其余热温度达400~550摄氏度，属于品位较高的中温热源;

纺织和造纸等行业的余热资源主要为蒸汽的排热和冷凝水的潜热。这些余热资源类型和存在形式均存在较大差异，且温度和压力范围变化极大，对其进行描述和分类是对工业余热资源高效、合理和深度的利用过程中不可或缺的环节。

中国现有的余热资源利用的指导原则基于吴仲华院士提出的“分配得当、各得其所、温度对口、梯级利用”的科学用能思想，强调在系统层面上对不同形式和品位的资源合理安排、对资源与系统的优化匹配等，以提高资源的综合利用效率。

工业余热可用势评价利用指导准则

现阶段主要以温度作为常用的余热资源评价指标，温度越高，表明其可回收利用的能量越高，给提高资源利用率提供了大方向。例如，按照温度品位的高低，可将工业余热分为600摄氏度以上的高温余热、300~600摄氏度的中温余热和300摄氏度以下的低温余热。根据余热资源对应的温度区间，便可初步确定相应的回收利用方式。余热温度越高，表明其显热回收潜力越大，直接热回收和动力回收的技术越成熟，但其利用方式较为单一，导致余热利用深度不够，容易造成资源的浪费。

虽然温度是所有余热资源共同的特点，但不同的余热资源还存在各自的独特性，例如钢铁余热烟气、水泥回转窑烟气、玻璃熔窖烟气中含有的水蒸气均具有一定潜热回收价值。这些余热资源品位的高低并不只由温度来决定。例如同样温度的水蒸气和水具有的能量明显是不一样的，这是因为温度不能全面地反映余热资源的其他属性(比如压力能和相变过程中的潜热能)，无法定量地评价以潜热为主的余热资源和以压力形式体现的余压资源品质，因此全面定量地评价这些余热资源，寻找可行、实用的标准就成了当务之急。

为了提出一套能够对工业余热资源品质和能级进行全面评价和定量分析的完整体系，进而实现对工业余热资源进行科学合理的分类和利用，国家973计划项目课题“余热能级及梯级利用的定量化原则及其在热力系统的应用”的研究团队对中国工业余热资源的利用技术和有关数据进行了深入调研，依据余热资源的温度、压力、显热和潜热部分所占比例，对余热资源进行了科学分类，归纳绘制了余热资源的温度-压力坐标图和显热潜热坐标图。

温度与压力是余热资源的基本属性，根据两者数值的相对大小，可以将余热资源定性地划分为4个区间，即高温高压区、高温低压区、低温高压区和低温低压区。如此即可同时从温度和压力纬度对余热资源进行分类。例如，高炉、焦炉等设备产生的高温烟气温度高，但是压力较低，水蒸气含量较少，对于此类同时包含热能和压力能的工业余热资源，回收利用顺序应为先回收热能，再回收压力能。即先通过换热器等压换热回收热能，焓值降低后通过膨胀做功回收压力能，最大程度地回收烟气的余热余压。温度压力属性更多地指导回收利用以显热放热量为主和以压力能为主的非相变余热资源。

文章来源：《中国资源综合利用》 网址: http://www.zgzyzhly.cn/zonghexinwen/2020/0730/444.html

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