行业余热资源来源占燃料耗量的比例冶金轧钢加热炉、均热炉、平炉、转炉高炉、焙烧窑等33%以上化工化学反应热，如造气、变换气、合成气等的物理显热可燃化学热，如炭黑尾气、电石气等燃料热15%以上建材高温烟气、窑顶冷却、高温产品等约40%玻搪玻璃熔窑、搪瓷窑、坩埚窑等约20%造纸烘缸、蒸锅、废气、黑液等约15%纺织烘干机、浆纱机、蒸煮锅等约15%机械锻造加热炉、冲天炉、热处理炉及汽锤乏汽等约15%。
21.利用余热的一般方法
余热的回收利用方法，随余热源的形态（固体、液体、气体、蒸汽、反应热）和温度水平（高温、中温、低温）等各不相同。
尽管余热回收方式各种各样，但总体可分为热回收（直接利用热能）和动力回收（转变为动力或电力后再用）两大类。从回收技术难易程度看，利用余热锅炉回收气、液的高温余热比较容易，回收低温余热则比较困难。在回收余热时，首先应考虑到所回收余热要有用处和在经济上必须合算。如为了回收余热所耗费的设备投资甚多，而回收后的收益又不大时，就得不偿失了。通常进行回收余热的原则如下。
（1）对于排出高温烟气的各种热设备，其余热应优先由本设备或本系统加以利用。如预热助燃空气、预热燃料或被加热物体（工质、工件），以提高本设备的热效率，降低燃料消耗。
（2）在余热余能无法回收用于加热设备本身，或用后仍有部分可回收时，应用来生产蒸汽或热水，以及产生动力等。
（3）要根据余热的种类、排出的情况、介质温度、数量及利用的可能性，进行企业综合热效率及经济可行性分析，决定设置余热回收利用设备的类型及规模。
（4）应对必须回收余热的冷凝水，高、低温液体，固态高温物体，可燃物和具有余压的气体、液体等的温度、数量和范围制定利用的具体管理标准。
22.余热回收利用的注意事项
在余热回收利用中，需特别考虑下述几个方面。
（1）为了利用余热，不但要添加相应的回收装置，需要支出一笔投资，而且还要加大占地面积，增加运行管理环节。因为，在能源管理中，企业的注意力首先要放在提高现有设备的效率上，尽量减少能量损失，绝不要把回收余热建立在大量浪费能源的基础之上。如果企业单位回收损失能量，而不去发挥现有设备的运用效率是无法长远发展的。
（2）余热资源很多，不是全部都可以回收利用，余热回收本身也还有个损失问题。在目前的技术和经济条件下，一部分是应该而且可以利用的，另一部分目前还难以利用，或利用起来不合算。而且现在回收余热还没有一个标准，所以要完全实施是非常困难的。一般地说，可连续利用的高温烟道气，有燃烧价值的可燃气体等可优先考虑回收的可能性。
（3）余热的用途从工艺角度来看基本上有两类：一类是用于工艺设备本身；另一类是用于其他工艺设备。通常都是把余热用于生产工艺本身。一方面回收措施往往比较简单，投资较少；另一方面，在余热供需之间便于协调和平衡，容易稳定运行。例如，锅炉的高温烟道气要加热锅炉本身使用的燃料（煤、油、气），预热燃烧用的空气。或者加热锅炉给水时，只要锅炉正常运行，余热回收就不会停止，余热利用就连续进行，锅炉回收装置都可稳定地工作；当锅炉停止运行时，余热的回收与利用也随之停止了。这种方法被许多电站和企业都重用了。
而如果把余热回收用在其他工艺设备上，回收与利用一定要配合好，因为它不容易储存，甚至不能储存。这是因为，余热的多少随余能发生设备的运行条件而变化，余热供应一般不太稳定；发生能量需求变化时，余热发生设备不能随之变化，即余热回收与利用无法保持同步。例如，余热锅炉就是这样，为了提高回收效果常采取两种方法：一种是把余热锅炉作为辅助锅炉来使用，用主锅炉来进行调节；另一种是余热发电，利用电网起调节作用，我国不少企业就是这样做的。
23.化肥生产余热回收
化肥企业“半水煤气”温度在350℃左右，余热回收时使用普通废热锅炉存在严重的堵、腐、漏、磨问题，设备寿命短，长的一年，短的几个月，严重时甚至造成系统停车损失。热管余热锅炉的应用，成功地解决了上述问题，用户普遍反映阻力小、热效率高、使用寿命长，运行稳定可靠，使化肥企业“两煤变一煤”成为现实。
24.化工生产余热回收
无机化工生产中，利用煤气做干燥、锻烧热源生产工艺较多，如磷酸盐中五钠聚合工段、冰晶石煅烧、白炭黑干燥等，在这些工艺中，都要求气源尽可能干净。煤制气传统工艺是：煤、水、空气反应生成煤气，经双束管洗涤、降温，再经洗涤塔洗涤，然后除焦脱硫后，才可使用。
此工艺中，不仅煤气中的显热白白洗掉，还浪费了水电。江苏某磷化工企业对一台煤气炉进行了余热利用改造。改造中，只在双束管前加一台热管余热锅炉，煤气先回收余热降温后再进双束管，其他不变。该煤气炉直径3000毫米，产气量5000～6000牛顿立方米，煤气温度350～550℃，回收的热量产生0.4兆帕的饱和蒸汽，用于干燥热源。经实测产汽500～900千克，三四个月即可收回投资。
25.工业窑炉余热回收
国内水玻璃传统工艺是煤气做热源，纯碱和石英砂为原料，煅烧后产生350℃左右尾气直接排放。石家庄某厂制定了改造方案，在原烟道上加一闸板，增加一旁路烟道并安装余热锅炉，回收的热量供采暖和洗浴，取得了显著效果。
在无机化工生产中，还有很多可利用热能白白耗掉，如钡锶盐煅烧尾气（温度500℃～600℃）、石灰窑尾气、五钠聚合炉尾气等，这些腐蚀性高灰尾气均适合应用热管技术，从而可实现节能降耗，减少污染。
26.蒸汽的回收利用
蒸汽是由锅炉生产的，由水到蒸汽的过程可以近似地看成一个连续的定压加热过程。对于过热蒸汽可分为三个阶段：一是水的定压预热过程，不饱和水加热到饱和水：二是水的定压汽化过程，从饱和水加热到完全饱和蒸汽；三是饱和蒸汽的定压加热过程，从饱和蒸汽加热到更高温度的过热蒸汽。
在一个标准大气压下，水被加热到100℃时汽化，继续加热，水温不再变化，此时加入的热量全部转化到蒸汽当中。在热力学中把这两部分热量分别称为显热和汽化潜热。1千克水每升高1℃，需要加入的热量大约是4.2千焦，这部分热量叫显热。水从常温20℃加热到100℃，吸热量大约是340千焦。水在100℃时沸腾，此时获得的热量使水转变为蒸汽，1千克水转化为蒸汽需要输入的热量是2257千焦。这部分热量称为汽化潜热（或相变潜热）。可见一个大气压条件下汽化潜热比水的显热能量高得多。蒸汽所携带的总热量远大于同温度下饱和水包含的热量。若再继续加热，蒸汽温度又会上升，饱和蒸汽变成了过热蒸汽。
从水蒸气的生成过程可以看到：压力越高，饱和蒸汽温度也越高；过热度越大，过热蒸汽的温度也越高。压力和温度是表征蒸汽特性的主要参数，参数越高，蒸汽的品位越高，做功能力越大。
蒸汽还有这样一个特性，就是用过以后还可继续使用，用的次数越多，能量的利用就越充分。因此，使用蒸汽的热力设备，要根据蒸汽的压力和温度合理使用。品位较高的蒸汽，尽量多次利用，以发挥蒸汽的效能。例如，把参数较高的蒸汽，先用来背压发电，再去带动工业汽轮机做功，然后再加热产品或物料，最后用于蒸煮或供暖、供热水等。高温蒸汽只用于一般加热过程，就大材小用了。所以，为了有效地利用蒸汽，要根据不同的需要选择合适的蒸汽参数，用过的蒸汽不要轻易排掉，应想方设法继续使用，最好直到无法利用为止，尽量做到一汽多用的目的。有的企业改革了动力工艺，分级使用蒸汽，使高压蒸汽两次通过背压式汽轮机，再去用它加热，最后用于蒸煮，一汽四用。我国引进的大型化肥设备能源利用率很高，除了设备先进，自动化管理水平高之外，还有一个重要原因，就是充分利用化学反应热和蒸汽能量。利用化学反应热生产的蒸汽先进入高压工业汽轮机，接着带动中压工业汽轮机与背压汽轮发电机，然后再用于各种加热工艺，这套设备的吨氨能耗和电耗都比我国普遍设备节能得多。
27.蒸汽回收设备选择
余热的利用方式有两种：一种是热利用，即把余热当做热源来使用；另一种是动力利用，即把余热通过动力机械转换为机械能输出对外做功。余热与能量具有相同特性，可以相互转换，取得机械能、电能、热能、光能等，以满足各种不同的用途。
在动力利用方面，主要是通过蒸汽、燃气、水力等设备带动水泵。风机、压缩机等直接对外做功，或带动发电机转换为电力。
在热利用方面，可通过燃烧器、换热器、加热器等设备去预热燃料、空气、物料，干燥物品，加热给水，生产蒸汽，供应热水等。
但是余热的动力回收和热利用都离不开换热设备。因此各种类型的热交换器乃是余热利用最主要和最基本的设备，按其用途来看，有余热锅炉、加热器（水、油或其他介质）、冷却器、冷凝器、空气预热器、蒸煮器、蒸发器、蒸馏器、干燥器等等。按其工作原理来看，最常用的是表面式（亦称间壁式）换热器、混合式（亦称直接接触式）换热器，以及蓄热器（亦称再生式）换热器，此外还有热管式换热器、热泵系统等，这是近年来正在开发应用的一种新型高效换热器，它具有很高的传热性能及其他一系列优点，是传统换热器的强大竞争对手，具有很大发展前途和生命力。
28.蒸汽回收典型案例
提高用汽设备排汽利用率的最佳方法，就是把排汽送入各种余热利用系统，排汽利用系统有很多种，采用什么系统主要取决于蒸汽参数、排汽量及其污染程度、汽源与用汽部门的相对位置以及载热体种类等许多具体条件，有时可以组合使用几种系统。现以蒸汽锻锤排汽的回收利用为例加以分析。
锻锤排汽是一种典型的余热蒸汽，在机械、造船、汽车等工业中都有汽锤，汽锤的热能利用率不到10％，而90％的热能都随排汽放掉了，不仅造成极大浪费，而且污染环境。如某拖拉机厂锻造分厂有蒸汽锻锤11台，平均排汽量为10.5吨/小时，其压力为0.06～0.08兆帕（表压），温度120～130℃。汽化潜热2187千焦／千克，全年损失热量7.41010千焦。废汽原来不加利用，紧靠厂房排放掉。首先是噪音很大，其次是废汽中的油污溅落，地面一层油污，寸草不长，废汽凝结水的含油废水渗入地下，使附近50米处一口深井因油污染而不能饮用。
另外，一汽车厂锻造分厂有各种容量的蒸汽锻锤数十台，使用1兆帕的蒸汽22.5吨/小时，过热蒸汽在锻锤工作后，排汽背压为0.08～0.1兆帕，温度12万摄氏度，蒸汽回收率约82％，这部分排汽经过填料分离器和机械式分油器初步除油后，含油量小于20毫克/升。返回热电站汽机车间，设置了5台表面式汽－水加热器，每台加热面积100平方米，其中2台为备用。加热生水、软化水、汽轮机凝结水及采暖网路水等。其凝结水再用水泵送往化学水处理站进一步除油软化处理后做锅炉补给水。冬季可回收全部排汽，主要用于采暖，夏季用于供生活热水。最大回收量为16吨/小时，多余的2.5吨/小时用直径250毫米管径排空。
但是随着生产的发展，该厂的锻锤最大用汽量已经达到45～55吨/小时，相应排汽量增至36吨/小时，电站原有废汽回收装置能力并未相应增大，锻锤因背压过高无法正常工作，被迫大量放空，不仅浪费能量，而且噪音极大，影响工人生产和健康。为此，对原有废汽加热器系统进行改造，将管束由钢管换为铜管，以提高传热能力，增大了通水量，2台备用加热器也全部投入运行。这样虽然扩大了废汽回收量，但仍无法全部回收，主要由于回收装置已达设计的最大负荷，如增设新的加热器又受现场位置、水源供水量等限制而无法实现，所以必须考虑采取其他措施。因此决定在厂区新建一座废汽热交换站，内设加热面积为30平方米的表面式热交换器3台，平均每小时将260吨采暖水提高温度30℃，相当于每小时回收废汽14吨，使冬季排汽不再放空，每年可节约标准煤4000吨。
为了在夏季回收废汽，该厂研究了利用废汽加热工厂生活热水的方案，厂区有职工浴池及食堂数十处，每天消耗热水近千吨，用热电站抽汽1兆帕的蒸汽经节流减压并通过表面式或混合式加热器以取得50℃左右的热水，利用效率低，很不经济，而且凝结水回收率也很低。因此考虑利用废汽加热生活用热水，并集中供应各用户，既可减少新蒸汽用量，又可回收废汽，减少凝结水损失。但实施中也存在如下困难：
（1）生活用水正好与锻锤用汽高峰负荷不一致，时间上不能统一；
（2）厂区面积大，用户分散，集中供水需铺设管道；
（3）建一集中加热站投资很大。
最后通过下列措施加以解决：
（1）利用现有废汽热交换站既作冬季采暖热水加热之用，又作非采暖季节生活热水加热之用，一站两用增加投资不多。
（2）新建圆形水罐两座，每座直径9.8米，高8.6米，容积650立方米，罐内装有直管式加热器，大罐兼有蓄热储水双重功能。
（3）新增一台上水泵，水量90吨/小时，扬程54米，该泵既可向大罐补水，又可作为用户的供水泵。
（4）经了解，该城市自来水对管路腐蚀作用不大，因而可利用供暖管网输送生活热水，仅在各用户进口处适当改装即可，从而节省了新管铺设费用。
（5）为了在节假日亦能供应热水，增进了0.6兆帕蒸汽压力的新汽管线。
经过上述改造，该厂目前冬季废汽回收能力包括电站及厂区两处热交换站共计达40吨/小时，比原设计增长116％，夏季回收能力总计达28吨/小时，比原设计增长75％，全厂冬夏平均回收废汽量为34吨/小时左右，每年节约标准煤1.3万吨，改造投资费用在7个月内即可回收。由此可见工矿企业废汽回收潜力很大。
29.凝结水的回收利用