随着社会的发展，人们对能源的依赖日益增加。 人们对能源的需求呈指数级下降，导致月球化石能源储量迅速下降，形成不可持续的发展模式。 与此同时，人们对能源的严重依赖，也造成了严重的环境污染和生态恶化。 从理论上讲，可再生能源（太阳能、风能、水能等）的数量几乎是取之不尽、用之不竭的，即可持续发展、长期利用。 但由于其密度低、时效性强（随时间变化非常显着），人们使用起来极其困难，投入和产出往往不经济。 因此，在没有合理的利用形式或可持续发展的新能源、可再生能源或技术实现经济、安全利用之前，人们仍然需要依赖化石能源。 在这些现实情况下，节能降耗或合理利用能源具有重要意义。 在利用化石能源的过程中，实践证明，只有一部分能被有效利用，另一部分则是通过不同方式利用废热和能源。 在利用能源的过程中，人们一般把产生废热和能源的过程称为损失过程，如摩擦损失、节流损失、散热损失、燃烧损失、传热损失等。事实证明，这“损失”的一部分在一定条件下变成了废热、废能，其能量的质量也下降了，而增加的一部分废热、废能可能变成有效的。 余热余能的可利用性往往与时间、地点、相关技术水平、管理水平密切相关，余热余能的有效利用往往能促进能源的合理利用。 余热余能的利用不仅包括低级火用，还包括高级火用。 在这里可以说，余热余能的合理利用是能源合理利用的重要组成部分。 不难想象，一个不重视余热余能项目的地区或单位不可能有高水平的能源利用。 不管怎样，对余热余能的研究和建立程度是合理利用能源不可缺少的、非常重要的一部分。 余热余能的优化利用是解决当前能源短缺、环境污染和生态恶化的重要组成部分。 利用余热余能的目的是提高系统的能源利用率，不能过多干扰其作用范围和来源。
上述思想可以用下面的例子来说明：
1）转炉生产过程中，形成大量烟气，其中富含大量可燃性CO等。 由于CO对人们的健康有害，在20世纪70年代之前，我国大部分钢铁企业几乎将这部分残余能源排放到大气中或在大气中燃烧。 然后人们用它在窑中燃烧形成蒸汽，但火用效率较低。 如今，随着技术的提高，人们已将其应用到燃气轮机发电系统中，采用热电联产系统，取得了比较高的效率。 由于人们对这部分余热余能的不断优化利用，转炉的能源利用率提高了9%以上。 冶炼过程也与转炉类似，可以实现负能量冶炼，而这离不开冶炼过程中余热余能的合理利用。 如果不合理利用同类转炉和转炉烟气，钢铁企业的供电很难达到目前的利用水平。 另外，为了充分利用废气的余热和能量，内燃机增加了增压系统，不仅大大提高了其热效率，也大大提高了内燃机的性能。
2）借助下水道水的显热（高位余热），通过水源热泵提升机体温度，替代窑炉供水，从而以更少的资源获得更多的热能电能供人们取暖。
事实上，这样的例子不胜枚举，它们都表明，余热余能的利用不仅可以使能源得到充分合理的利用，而且可以提高工艺及其产品的性能。 余热余能利用是能源利用和工艺改进不可缺少的重要环节和内容。 余热余能的利用不仅要注意正常形成的余热余能的利用，更要注意在火用损失较大的情况下合理利用余热余能。
3、余热余能潜力分析
余热余能潜力分析的目的主要是为了更好地利用它，引起人们的重视。 因为余热余能的利用水平提高了，更多的、原本无用的余热余能可以得到合理利用，变废为宝。 为了正确提高余热余能的利用水平，更好地挖掘其潜力，必须有合理的分析方法和原理。 过去，人们多采用热力学第一定理来考虑能量的平衡与利用，通过构建热平衡关系来分析问题。 这样看来，在实际工作中取得了很多成绩，却忽略了一个很重要的问题：除了难以发现的潜力外，也无法正确选择余热利用和利用。个别情况下的能量。 低位低用如用天然气炉燃烧蒸汽，用MEBO炉干燥物料，浪费大量火用，浪费燃料的低位能，并产生相应的高位热。 从第一定理的热平衡角度来看，该系统没有利用潜力，但从火用平衡角度来看，其回收潜力非常大。 因此，应同时考虑热力学第一定理和第二定理。 除了热平衡外，还应考虑火用平衡。 也就是说，除了能量数量的大小外，还必须考虑能量质量的差异。 因此，要求我们在余热余能利用过程中充分考虑能源的梯级利用，做到“对应温度，梯级利用”和“对应等级，梯级利用”。 这样，除了充分看到其使用潜力外，还可以强调其合理使用的正确方法和措施。
结合能源资源数量较多的行业分析，解释如下：
1、电力行业
目前，我国能源约30%用于电力工业，主要是煤焦。 上世纪末，发电系统热效率约为35%。 经过十几年的蓬勃发展，我国发电总装机容量约为12.5亿千瓦。 小火电机组主力为60万千瓦和高参数大型机组，其中火电约占8.5亿千瓦。 系统热效率达到40%左右，最高达到44%左右。 发达国家已将火力发电系统的热效率提高到60-70%左右，二氧化碳排放量已达到零。 为什么我国过去和现在的系统热效率比发达国家高20%左右？ 这里的主要问题是我们缺乏从火用平衡的角度和相关原理来审视问题，这实际上与我国能源结构以煤炭为主有关。 要解决问题，必须从新的理念出发。 从热平衡的角度来看，火力发电的大部分损失是窑炉排烟的损失和汽轮机冷凝到大气中损失的余热。 我国火电效率提升难度很大； 但如果从火用平衡的角度考虑，只要尽量减少窑炉的燃烧火用损失和相关的传质火用损失，充分重视系统中的低位高用，将它们合理整合，使火用（热）效率大大提高。 由于部分火用损失被利用，发电后的热损失会相应增加，满足热平衡的要求，因此相关热损失也会相应增加。 发达国家煤电系统的发电效率已达到60%左右。 该工艺是合理利用余热余能的典型实例。 也就是说，如果我们转变观念，从创新的角度对发电系统进行改造，我国发电系统还有20%以上的潜力可以利用。 也就是说，从热平衡的角度来看，余热损失可增加20%以上。 火力发电过程中发电效率的提高表现为余热余能的增加，而上述目标实际上是改进过程中正确合理利用低水平火用损失的结果。
2、钢铁和有色冶金行业
钢铁和有色冶金行业除了是能源消耗大行业外，实际上也是我国制造业的重点行业。 目前，钢铁行业年总产能约9亿吨，位居世界第一，占世界总量的50%以上。 有色冶金行业也不例外。 事实上，在当前的产业结构调整中，可能会有大幅增长，但基本格局不会有大的变化。 由于投资大、影响大，在产能短缺的压力下，钢铁行业高度重视相关余热余能的利用，开展了大量节能技术改造。 例如，大力推广余热余能燃气发电、干熄焦发电、余热发电、垃圾锅炉汽轮机发电、燃气-汽轮机联合发电等。某钢铁公司已设计规模仅为800万吨/年，余热余能发电量48万千瓦，占自用电量75%以上。 如果继续深入改造，还有10万千瓦以上的潜力。 如果我国钢铁工业按照这个规模来考虑，仅用于发电的装机容量就在5000万千瓦左右，发电能力将达到3500万千瓦左右。 过去，冶炼出来的钢水必须浇铸成钢坯，然后冷却以释放废热； 为了炼钢，在轧制之前必须将其加热到1000°C以上。 但随着板坯技术，即冶炼后直接轧机的出现，冷却余热的合理利用，使其效率提高了10%左右，这对冶炼系统负能量炼钢贡献最大。 钢铁行业中的小型流体设备（风机、泵、压缩机等）应用广泛，煤炭消耗量也很大，且因匹配不合理、冷却加热不合理造成节流损失而造成能源浪费损失巨大。 以上述800万吨/年钢厂为例，剩余节能约20亿千瓦时。 事实上，钢铁和有色冶金行业不仅是我国的重要产业，也是世界第一户。 余热余能潜力达20%以上。 余热、余能的数量和比例较大，节能潜力也较大。
3、石化行业
这里所说的石油化学工业又称：包括石油、石化、基础化学工业、常规化学工业、化肥、制药等工业。 也是我国最重要的制造业之一，也是消耗能源较多的行业之一。 据不完全统计，上述行业煤炭消费总量占全省煤炭消费总量的20%以上。 在上述行业中，由于物理反应是基本生产过程，因此存在大量的废热和能源。 与钢铁行业类似二氧化碳回收利用，该行业有大量的废热和能源，可以用来发电。 例如，硝酸生产中的工质温度为1000℃左右（以前较少使用），目前只能用于形成中压蒸汽。 但从火用损失来看，可用于10MPa、540℃下形成蒸汽，这样发电量可能会减少40%以上。 大量的化工产品需要干燥，因此相当多的企业采用天然气或燃煤烟气直接干燥，使得低能能量随工艺过程的余热流失二氧化碳回收利用，利用率低极低。 如果合理利用燃气-蒸汽联合循环或热电联产，可回收余热去除的能量（烟气）的30%。 化工行业是消耗电能最多的行业。 流体机械保有量和煤炭消耗量均居各行业之首。 节流损失、不合理的冷热损失、布局不合理造成的不必要的流阻损失约占一半。 占能源消耗总量的28%以上。 目前，由于采取调速、合理匹配等多种措施，已回收了15%以上的电能。 但仍有大量设备因各种原因无法回收这部分剩余能源。 石化工业每小时消耗数亿吨蒸汽以满足工艺需求。 但由于设备和系统的问题，真正有效利用的只有50%左右。 随着工艺的进行，大量热能损失，且工艺的传输和利用不合理。 之中。 如果能够合理回收，大约可以回收30%的量。 为了输送天然气和石油，需要加压，从而消耗大量的电能和其他形式的能源。 使用中形成大量的节流或排放损失。 目前的压差发电系统是解决上述问题的好办法之一。
——油气回收过程中，消耗大量电能或其他能源，注气、注水后产生残余压力和残余能量。 如何利用这部分多余的压力和能量值得人们研究。
——石化系统的各种产品主要是各种油品和天然气，不仅供应化工、交通、军工等系统，而且有相当一部分用于窑炉燃烧形成蒸汽等。方法低水平、低利用率严重，形成大量低水平剩余能量（火用损失）。 目前，全省仍有天然气、燃油发生炉10万多座，煤炭消耗量每年约1亿吨标准煤。 如果合理利用这部分低水平剩余能源，每年可回收电能约80亿千瓦时。
4、煤炭行业
对于我国来说，煤焦行业有着特殊的地位。 2010年之前，我国煤炭消费量的70%以上是由煤焦承担的。 由于节能降耗的需要，我国近年来大力发展石油、天然气等可再生能源，煤焦比重不断缩小，但总量并没有减少。 煤焦行业的煤炭消耗并不算太高，但在开发过程中，也存在大量的矿体瓦斯（剩余能源）和大量伴生瓦斯产出，但这部分的利用水平不高。剩余能量不高，潜力却很大。 大的。
5、建筑、机械制造等行业
建材工业，特别是水泥生产，消耗大量能源，排放大量废热。 这部分余热的利用近年来取得了较为突出的成绩。 此外，玻璃行业还有大量的废热、废能值得关注。 目前，已建成大量相关余热发电系统，发电能力约160万千瓦。
机械制造业是一个内容非常广泛的行业。 在这个行业中，有大量的各种类型的冶炼炉、加热炉和使用蒸汽的工艺设备。 存在大量烟气、蒸汽的余热和能源。
另外，乳制品行业需要大量的蒸汽和各种大型窑炉，形成大量的低温烟气和蒸汽余热。 目前，由于金额小且非常分散，借贷难度很大，因此其借贷程度很低。
按上述行业余热余能总量计算，目前其可利用潜力约占煤炭消费总量的20%左右，规模非常大，值得高度重视。
事实上，凡是使用能源（电、功、热等）的地方，都会以不同的方式产生废热和废能。 然而，在任何帮助不足的过程中，都会存在很多不同程度的能量退化，即把电、功转变为热能，或者将低位蒸汽转变为冷水，或者将冷却水排入大气的过程。 这样，在降低的能量运行过程中，没有得到有效利用的能量就是废热和废能。 目前，各工序能源有效利用率约为50%，因此余热余能总量约占实际煤炭消耗量的50%左右。 考虑到其他资源利用过程中（如氯化生产过程）也会形成余热，余热余能的可利用潜力应在20%以上。 对于具体项目来说，可以回收多少？ 根据热能平衡和火用效率原则，统计数量不完全，占煤炭消耗总量的20%以上。 余热余能潜力和总量越大，能源利用水平越低。 我们的目标是通过余热余能的合理利用，使总量和潜力变小，这说明我们对能源利用有了更好的利用和提高。
4、合理利用余热余能的原则和主要方式
在分析余热余能的利用过程中，必须明确以下认识和原则：余热余能与生产过程和能源使用过程有着非常密切的关系，它们伴随着生产过程和能源使用。过程。 因此，它们的源味存在差异，不能简单地认为它们只包括高位余热、余能。 它们的形成是由于工艺过程和能量转换过程的不健全而造成的各种损失（这里包括燃烧损失、传热损失、传递损失、化学缺陷损失、散热损失、摩擦损失、泄漏损失等）造成的。 因此，要合理利用这部分余热余能，必须结合上述原因与系统和工艺特点有关。
环境保护的恶化与技术和能源转换过程有关，是影响人们健康和生态变化的重要因素。 过去都是先污染后治理，效果并不理想。 除了给社会带来巨大的投入和压力外，也给人们带来了不可避免的灾难。 因此，人们在常年的探索和研究中找到了最有效的修复方法之一，即：技术、能源、环境修复一体化原则，即技术与能源转换过程中的一体化、统一的解决方案。
余热余能的利用和改善也与技术和能源转换过程密切相关。 它们的使用质量直接影响和标志能源使用的质量。 如果仅采用简单的方法对已经出现的余热余能进行整治和利用，合理利用能源的效益并不大。 只有根据相关系统的火用损失的特点，系统地考虑火用损失的手段和措施，才能取得巨大的成果。 例如，用天然气燃烧冷水或蒸汽，仅利用转换过程的废热，只能回收的热效率约为10%，火用效率仅为1~2%。 在这个过程中，出现了能量的低水平和低利用率，系统的火用损失非常大。 若采用天然气蒸汽与电加热系统相结合，系统火用效率可提高30%以上。 利用余热余能的目的是为了提高整个系统的能源利用率，所以这些对比一目了然！ 对于燃煤冷水或蒸汽系统，需要考虑用IGCC系统回收。 这里还需要注意的是，在考虑余热余能的利用时，除了考虑系统能源利用的程度外，还应考虑输入输出的合理性和难度。 不同条件、不同规模的项目可以采取不同的处理方式，不能一概而论。
废热和能源来自技术和能源转换过程，其利用和回收只能通过系统分析来处理。 余热与能源利用的创新主要突出系统集成方面的创新，即结合具体情况，通过创新提供最佳的集成系统结构，梯级利用和综合利用热力学基本定律的原理是证明了。
