[科普中国]-余压发电

余压发电是指利用流体的多余压力能发电的技术。这类能量资源包括：气体或液体在发生时固有的过高压力能，为满足输送过程和终端利用所需压力的多余部分，或排放时残留的剩余压力能。1

简述在炼铁时，焦碳、铁矿石投入高炉，要用鼓风机吹进大量热风。热风中的氧气一经接触焦炭中的碳，就会立即燃烧，产生大量煤气。大部分煤气和铁矿石发生化学反应，分离出铁。余下的煤气就像高压锅烧开了饭菜一样，从减压阀白白放掉了。利用这部分余压发电，叫高炉炉顶压力发电。

1969年，苏联首先试验成功余压发电，日本后来居上。日本的川崎钢铁公司，在21座高炉上安装了这种发电机，每月发电量竟达1.2亿度。据估计，一座钢铁厂的高炉，全部装上炉顶发电机，可以提供全厂5%的用电量。

炉顶发电机只是利用高炉煤气积蓄的压力能，不需要消耗一点煤气；同时，经过涡轮机发电后的煤气，水分和粉尘都有所降低，煤气质量改善，更适宜供给居民作燃料。2

分类1、过热（或饱和）蒸汽余压发电：

供热锅炉产生的蒸汽和热水压力通常与用户有0.8～1.0MPa,甚至更高的压力差，公司开发的过热（或饱和）蒸汽锅炉压差(余压)发电技术，对原有的锅炉供热系统进行简单的技术改造，采用小型背压机组，根据不同用户需要的蒸汽压力差，进行热能—电能的转换，以获取低成本的电能，实现能源的级梯利用，减少厂自用电，增加外供电量.该项目投资少、收益大。

2、 高炉煤气余压发电（TRT）：

高炉煤气余压透平发电装置是利用高炉冶炼的副产品——高炉炉顶煤气具有的压力能及热能，使煤气通过透平膨胀机做功，将其转化为机械能，驱动发电机发电或驱动其它装置的一种二次能量回收装置。

TRT装置的显著特点：

一、不消耗任何燃料，不改变原高炉煤气的品质。

二、无公害最经济的发电设备。

三、可以代替高炉系统中减压阀组调节稳定炉顶压力。对顶压控制灵敏、波动小（3kpa左右）。

TRT装置是高炉系统的一个附属产品，高炉的高效、稳定生产是关键。未安装高炉煤气余压透平发电装置的高炉通过减压阀组将高压煤气转换成低压煤气，既浪费了能源，又有巨大的噪声而污染了环境。而在安装高炉煤气余压透平发电装置后，发电的同时，TRT采用的静叶调节的最新技术能够很好的控制炉顶压力，不仅不会影响高炉，而且极大的改善了炉顶压力波动的品质。传统的减压阀组控制顶压波动在±10～20Kpa，而采用TRT静叶控制顶压波动在±3～5Kpa。这样就能够更好的稳定高炉炉顶压力，保证高炉高效、稳定生产，从而降低冶炼成本，提高高炉的利用系数，产生的TRT附加效益甚至大于TRT效益本身。

优点(1)典型的清洁生产。余压发电不消耗任何燃料及物料，不浪费任何能源，不产生任何污染，同时不改变原生产工艺状况，不牺牲原生产线的能耗，无任何公害。整个热力系统中不燃烧任何一次能源，不会对环境造成二次污染。整个过程零消耗、零排放、零污染。

(2)巨大的节能潜力。众多工业窑炉的煅烧过程中，大量的烟气余热被自门排掉，仅以水泥行业为例，水泥熟料煅烧过程中，由窑尾预热器、窑头熟料冷却机等排掉的400℃以下低温废气余热，其热量约占水泥熟料烧成总耗热量35%以上，能源浪费十分严重。

(3)丰厚的经济回报。例如对于火电行业，发电原料燃煤约占发电成本的80%，而对于余压发电来讲，此成本为零，电站一旦建成，将长期受益。

(4)显著的环境效益。

(5)突出的资源利用优势。我国是人均资源匮乏的国家。多年来资源的高强度开发及低效利用，加剧了资源供需的矛盾，资源短缺和资源低效利用已成为制约我国经济社会可持续发展的重要瓶颈。余压发电是解决可持续发展中合理利用资源和防治污染这两个核心问题的有效途径，既可以缓解资源匮乏和短缺问题，又可以解决环境污染问题。更是缓解资源和环境约束的重要措施。对保障资源的高效、合理利用，促进我国经济“高消耗、高排放、低效率”的粗放发展方式转变具有十分突出的优势。

(6)难得的变废为宝的手段。余压发电的显著特点是变废为宝，既可以对废弃资源有效利用又可以实现节能减排。不仅能为提高能源资源利用效率，优化能源结构，促进资源节约型、环境友好型社会建设起到积极的推动作用，而且其经济效益和社会效益均十分显著。

(7)良好的生产系统优化效果。余压发电系统可改善工况条件，优化生产系统。3

应用水泥厂，化工厂，冶金、煤矿，造纸厂，热电等工矿业，在生产过程会产生大量废弃余热余压。余热、余压再利用工程在回收大量对空排放造成环境热污染的废气余热余压的同时，整个热力系统中不燃烧任何一次能源，不会对环境造成任何污染，这对于有效节约能源、减少粉尘和二氧化碳的排放量、降低温室效应、保护生态环境起着积极的作用。

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所