(1.武汉钢铁有限公司热轧厂，武汉 430080；2.宝山钢铁股份有限公司，上海 201999;3.北京科技大学能源与环境工程学院，北京 100083)

0 引 言

钢铁行业在生产过程中会产生大量的低品位余热资源，低品位余热资源的回收方式多种多样[1-3]。很多学者从科学原理出发，阐述热力系统中能的梯级利用与品位的概念，倡导总能系统，提出了能源利用必须“分配得当、各得其所、温度对口”才能达到最有效利用的目的[4-8]。在钢铁企业各种低品位余热资源回收方法中，换热器和吸收式热泵是两种主要的余热回收设备，两种回收设备均可以达到余热回收的目的，但其在回收效率及热经济成本等方面是不同的[9-10]。

本文针对换热器及吸收式热泵在低品位余热回收过程中的热力学特性及热经济学特性开展研究工作，对两种余热回收装置的效果等进行了比较分析，为低品位余热回收工作的高效低成本运行奠定基础。

1 换热器研究分析

1.1 换热器原理

换热器是余热资源“回用”的常用装置，而目前针对低品位余热资源通常选用热管换热器。热管换热器的原理主要是热管内部蒸发段的液态工质吸收热管外部烟气的热量，相变成气态，并流向冷凝段；热工质在冷凝段与外部冷却工质进行换热，相变成液态，再流回蒸发段，继续循环吸热。

图1 热管换热器能量流动图

Qhi-Qho=ε(Qco-Qci)

(1)

式中，ε为热损失率。

从图1中可以看出，热管换热器的能量平衡方程为：

Qhi+Qci=Qho+Qco+Ql

(2)

Ehi+Eci=Eho+Eco+El(3)

(4)

(5)

1.2 热力学分析

本文根据国内某钢铁企业的实际生产状况，选用热流体为低温烟气，冷流体为高炉煤气来进行分析。……