余熱余能潛力分析的目的主要是為了更好地利用它，并引起人們的重視。由于提高余熱余能的利用水平，使更多的、原來(lái)無(wú)用的余熱余能得到了合理利用，變廢為寶。為了正確地提高余熱余能的利用水平，更好地挖掘其潛力，必須有一個(gè)合理的分析方法及原則。過(guò)去，人們多以熱力學(xué)第一定律來(lái)考慮能量的平衡與利用，通過(guò)建立熱平衡關(guān)系來(lái)分析問(wèn)題。這樣在實(shí)際工作中雖然也取得了大量的成績(jī)，但卻忽略了很重要的問(wèn)題：不僅該有的潛力未能發(fā)現(xiàn)，也不能在某些情況下正確地選用余熱余能的利用措施。例如用天然氣鍋爐燒蒸汽與美寶爐烘干物料等的高位低用，浪費(fèi)了大量的火用，使燃料的高位能白白浪費(fèi)，變成了相應(yīng)的低位熱。從第一定律的熱平衡看，系統(tǒng)已無(wú)利用的潛力，但從火用平衡角度而言，其回收的潛力則很大。所以，目前應(yīng)同時(shí)考慮熱力學(xué)第一、第二定律，不僅要考慮熱平衡，更要考慮火用平衡。即不僅要考慮能源量的大小，同時(shí)還要考慮能源質(zhì)的差異。為此，要求我們?cè)谟酂嵊嗄艿睦眠^(guò)程中，充分地考慮能的梯級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)“溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”及“品位對(duì)口、梯級(jí)利用”。這樣不僅可以全面地看到其可利用潛力，還可以為其合理利用指出正確的方法、措施。

現(xiàn)結(jié)合能源利用數(shù)量比較多的行業(yè)進(jìn)行分析說(shuō)明如下：

1、電力行業(yè)

目前，我國(guó)的能源有30%左右被電力行業(yè)利用了，其中主要為煤炭。上世紀(jì)末，發(fā)電系統(tǒng)的熱效率為35%左右，經(jīng)過(guò)十余年的大力發(fā)展，我國(guó)發(fā)電的總裝機(jī)容量為12.5億千瓦左右。大型火電廠以60萬(wàn)千瓦的、高參數(shù)的大機(jī)組為主力軍，其中火電占了8.5億千瓦左右。系統(tǒng)熱效率達(dá)到了40%左右，最高達(dá)到了44%左右。而發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將火力發(fā)電系統(tǒng)的熱效率提升至60~70%左右，并且CO2達(dá)到零排放。為什么我們國(guó)家過(guò)去和現(xiàn)在的系統(tǒng)熱效率低于發(fā)達(dá)國(guó)家20%左右?這里的主要問(wèn)題是我們?nèi)狈幕鹩闷胶饧捌湎嚓P(guān)原則的角度去考察問(wèn)題，當(dāng)然也與我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以煤為主有關(guān)。要想解決問(wèn)題，必須從新的理念出發(fā)。從熱平衡來(lái)看，火力發(fā)電的損失大部分是鍋爐的排煙損失及汽輪機(jī)冷凝損失的余熱給帶至大氣，我國(guó)火電效率再提高已十分困難;但如果從火用平衡的角度思考問(wèn)題，只要設(shè)法降低鍋爐的燃燒火用損失及其相關(guān)的傳熱火用損失，在系統(tǒng)中充分地注意高位高用，合理集成，這樣一來(lái)火用(熱)效率也會(huì)大大提升。因?yàn)榛鹩脫p失部分被利用，發(fā)電后的熱損失也相應(yīng)地下降，滿足了熱平衡的要求，所以相關(guān)的熱損失也會(huì)相應(yīng)地降低。發(fā)達(dá)國(guó)家煤電系統(tǒng)發(fā)電效率達(dá)到60%左右，這個(gè)過(guò)程即是一項(xiàng)合理利用余熱余能的典型。也就是說(shuō)，如果我們改變理念，以創(chuàng)新的視角來(lái)改造我們的發(fā)電系統(tǒng)，我國(guó)發(fā)電系統(tǒng)尚有20%以上的利用潛力。也就是說(shuō)目前從熱平衡角度而言，余熱損失可降低20%以上?；痣姲l(fā)電過(guò)程的發(fā)電效率的提高，表現(xiàn)為降低了的余熱余能，而上述目標(biāo)實(shí)際上是將高位火用損失在改善過(guò)程中正確、合理利用的結(jié)果。

2、鋼鐵及有色冶金產(chǎn)業(yè)

鋼鐵及有色冶金產(chǎn)業(yè)不僅是一個(gè)耗能大戶，實(shí)際上還是我國(guó)制造業(yè)的重點(diǎn)行業(yè)，目前鋼鐵行業(yè)一年的總產(chǎn)能約為9億噸，是全世界的首位，占世界總量的50%以上，有色冶金行業(yè)也不例外。雖然，在目前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，可能會(huì)有大幅度地下降，但其基本格局不會(huì)有大的變化。因?yàn)槠渫度胩?、影響也大，鋼鐵行業(yè)在產(chǎn)能過(guò)剩的壓力下，十分重視相關(guān)的余熱余能的利用，進(jìn)行了大量的節(jié)能技改。例如，大力推進(jìn)余熱余能的煤氣發(fā)電、干熄熱發(fā)電、余熱發(fā)電、廢鍋汽輪機(jī)發(fā)電、燃?xì)庹羝啓C(jī)聯(lián)合發(fā)電等。某鋼鐵公司，設(shè)計(jì)規(guī)模僅800萬(wàn)噸/年，其余熱余能的發(fā)電能力就有48萬(wàn)千瓦，占自用電比例高達(dá)75%以上。如果繼續(xù)進(jìn)行深度改造，還有十余萬(wàn)千瓦的潛力。如果我國(guó)的鋼鐵行業(yè)按此規(guī)模進(jìn)行考慮，僅發(fā)電即有5000萬(wàn)千瓦左右的裝機(jī)潛力，發(fā)電能力也會(huì)達(dá)到3500萬(wàn)千瓦左右。過(guò)去煉鋼的鋼水要先澆鑄成鋼錠，使之冷卻放出余熱;為了軋鋼又要加熱至1000℃以上再行軋制。但隨著連鑄技術(shù)的出現(xiàn)，即煉鋼以后直接軋制，冷卻余熱的合理利用使其效率提高了10%左右，為煉鋼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)負(fù)能冶煉出力最大。鋼鐵行業(yè)的大型流體設(shè)備(風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)等)利用十分廣泛，能耗也十分巨大，但是由于匹配不合理產(chǎn)生的節(jié)流損失以及冷卻加熱不合理的損失等浪費(fèi)的能量極大。如以上述800萬(wàn)噸/年的鋼廠為例，其余能的節(jié)約量約在20億千瓦時(shí)左右?？傊撹F與有色冶金產(chǎn)業(yè)既是我國(guó)的重要產(chǎn)業(yè)，又是世界的首戶，其余熱余能的潛力均在20%以上，余熱余能的數(shù)量、比例較大，節(jié)能的潛力也較大。

3、石油化工行業(yè)

這里講的石油化工行業(yè)是泛指：包括石油、石化、基礎(chǔ)化工、常規(guī)化工、化肥、醫(yī)藥等行業(yè)的綜合，也是我國(guó)最重要的制造產(chǎn)業(yè)之一，能源消耗較多的產(chǎn)業(yè)之一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，上述行業(yè)的總能耗約占全國(guó)總能耗的20%以上。在上述行業(yè)中，由于化學(xué)反應(yīng)是其基本的生產(chǎn)過(guò)程，這樣即出現(xiàn)了大量的余熱余能。此行業(yè)與鋼鐵行業(yè)類似，具有大量的余熱余能，可以用來(lái)發(fā)電。例如，硫酸生產(chǎn)過(guò)程中的工質(zhì)溫度約在1000℃左右(過(guò)去利用較少)，目前僅能用來(lái)產(chǎn)生中壓蒸汽。但從火用損失角度分析而言，完全可以用來(lái)產(chǎn)生10MPa，540℃左右的蒸汽，這樣發(fā)電能力即可能增加40%以上。大量的化工產(chǎn)品需要烘干，為此相當(dāng)多的企業(yè)采用以天然氣或煤燃燒后的煙氣直接烘干，這樣一來(lái)高位能即隨著過(guò)程的排煙余熱而損失掉了，利用率極低。如果合理利用，采用燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)或熱電聯(lián)產(chǎn)，上述經(jīng)余熱帶走能量(煙氣)中的30%可能被回收?；ば袠I(yè)是電能消耗最大的行業(yè)，流體機(jī)械的數(shù)量及能耗都是各行業(yè)之首，這里的節(jié)流損失、不合理的冷卻及加熱損失、布置位置不合理產(chǎn)生的不必要流阻損失約占其總電耗的28%以上。目前由于采用了各種調(diào)速、合理匹配等措施，回收了大約15%以上的電能。但仍有大量的設(shè)備由于各種原因，未能回收這部分余能。石化行業(yè)為了工藝的需要消耗數(shù)以億噸/小時(shí)的蒸汽，但是由于裝置及系統(tǒng)的問(wèn)題，真正有效的利用僅50%左右，大量的熱能隨著過(guò)程的進(jìn)行，損失在過(guò)程傳輸與使用不合理之中。如能合理回收，大約有30%左右的量可能被回收。為了輸送天然氣、石油，必須加壓，從而消耗了大量的電能及其它形式的能量。在使用時(shí)又產(chǎn)生了大量的節(jié)流或排放損失。目前出現(xiàn)的壓差發(fā)電系統(tǒng)是解決上述問(wèn)題的好方法之一。

——在采油采氣過(guò)程中，耗費(fèi)了大量的電能或其它形式的能量，注氣、注水以后又變成了余壓余能。如何利用這部分余壓余能，值得人們研究。

——石化系統(tǒng)的各種產(chǎn)品主要是各種油品、天然氣，除了供給化工、交通、軍工、其它系統(tǒng)外，相當(dāng)一部分用于鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽等。這種形式存在嚴(yán)重的高位低用，產(chǎn)生了大量的高位余能(火用損)。目前全國(guó)尚有天然氣、油鍋爐10萬(wàn)余臺(tái)，能耗1億噸標(biāo)煤/年左右。這部分高位余能如能合理利用，可以多回收電能約80億度/年。

總之，凡是用能(電、功、熱等)地點(diǎn)都會(huì)有不同形式的余熱余能存在。凡是利用不充分的工藝過(guò)程，都大量存在著能的不同程度的降位，即由電、功變?yōu)闊?，或者由高位的蒸汽變?yōu)闊崴驘崴鋮s散熱至大氣的過(guò)程。這樣說(shuō)來(lái)，凡是降位的能源的運(yùn)行過(guò)程中，未被有效利用的能量就是余熱余能。目前，各種工藝過(guò)程的能源有效利用水平都在50%左右，所以余熱余能的總量約占了實(shí)際能耗的50%左右?？紤]到其它資源在利用的過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生余熱(如硫酸生產(chǎn)過(guò)程)，所以余熱余能可用潛力應(yīng)在20%以上。對(duì)具體項(xiàng)目而言，至于能回收多少?如果按照熱的火用平衡及火用效率原理，其數(shù)量據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，也在總能耗的20%以上。余熱余能的潛力及總量愈大，說(shuō)明能源的利用水平愈低。我們的目標(biāo)是通過(guò)余熱余能的合理利用，使其總量及潛力愈小，說(shuō)明我們對(duì)能源的利用有了較好的利用與提高。