一、關于余熱余能的理解

　　所謂余熱余能：即為了滿足工藝過程、生產某種產品，或為了滿足人們生活、工作的需求，需要消耗一定數量的能源。除了為滿足這種需求理論上所需消耗的能源以外的、認為無用的、剩余的熱與能即為相關過程和需求的余熱余能。

　　余熱余能是相關過程和需求之中被認為無用的熱與能，并非全部都不可被再利用，實際上通過一定的方式仍然可以有效地利用這部分熱與能。這也是我們討論、關心這部分能量的目的之一。另外，從能源科技的發展而言，能的合理利用與不斷提高的余熱余能利用水平有著密切的關系。

　　余熱余能的利用水平與相關時代的科技水平、生活、工作方式密切相關。隨著可現代科技的不斷進步，今天的余熱余能，明天即可能部分的成為理論上的需求。也就是說能的利用水平的提高是與余熱余能的合理利用密切相關的。今天被認為是余熱余能，明天即成了有效能或者減少了的余熱余能。例如，在煉鋼過程中，過去將鋼水變成產品，要求先澆鑄→冷卻→變成鋼錠→加熱→滿足軋鋼工藝→產品，這樣在冷卻過程中會產生余熱，在加熱過程中又要增加能的消耗。由于發明了連鑄技術，則可直接利用鋼水進行軋制，不僅減少了加熱能的消耗，同時還減少了冷卻過程中的余熱。再如，過去火力發電系統，由于燃燒與傳熱火用損失和其它原因，使發電過程產生了大量煙氣余熱及冷凝余熱，并散失至大氣之中，系統效率很低。近代，由于改善了燃燒及傳熱過程等，減少了火用損失引起的排煙損失及冷凝損失，使發電系統的發電效率達到了較高水平，低的達到40%左右，高的達到60~70%左右。也就是說隨著發電方式的改變，充分利用了以火用損失表現的高位余能，達到了能的合理利用，獲得了系統發電效率的提高。再例如，廢熱鍋爐的利用，大大地改善了工藝系統余熱利用，從而將余熱變成了人們所需要的熱、功、電。一般情況下，余熱余能既可能是由高位火用損失引起，也可能是由低位的熱損失引起。余熱余能雖然均屬于低位能，但是它們的來歷卻大不相同。有的是由于利用不好，產生了大量的火用損失而形成的;有的卻是正常利用后較少產生火用損失而形成的。雖然它們在余熱余能的形式下屬于低位能源，但由于來歷不同，我們在考慮它們的回收利用時，即可能產生不同的方法與措施。對于前者，我們可以利用減少火用損失、改善燃燒傳熱等方法，可以使余熱余能得到較好的利用。后者則可采用多能互補的方法，從而合理利用余熱余能。這樣我們即對余熱余能的產生、性質及其利用有了一個較全面的理解與認識。

　　總之，余熱余能的概念是相對的，是隨時變化的。它的研究、利用與能源的合理利用、發展是密切相關的。余熱余能的利用及研究過程，在一定程度上代表了能源的合理利用與發展水平。以往多以直觀的熱力學第一定律(熱平衡)來研究余熱余能的利用，也的確取得了很大的成就，使總能利用系統效率有3~6%的提高。但是人們忽略了在余熱余能的利用方面，聯合熱力學第二定律研究問題所取得的成就。火力發電今天能取得40~70%的發電效率，僅僅按照熱平衡來研究是難以達到的。所以，我們在考察研究余熱余能的潛力及措施時，也務必按此方法及理念來分析問題，并制定相應地措施，才會取得理想的效益。注：未被利用的余熱余能仍然屬于能，只不過是難以利用的能，其火無的比例很高，或全為火無。

　　二、需要關注余熱余能利用的意義

　　隨著社會的發展，人們對能源的依賴程度在加強。人們成倍增加的對能源的需求，造成了地球化石能源的儲量在迅速減少，形成了難以持續發展的格局。同時人們大量地利用能源，也造成了嚴重的環境污染與生態惡化。從理論上講，可再生能源(太陽能、風能、水能等)的數量幾乎取之不盡、用之不竭，即可持續發展、長期利用。但由于其密度低、隨時性很強(隨時間變化十分明顯)的特性，使人們的對其的利用極為困難，往往是投入產出不合算。所以，在沒有出現合理的利用方式或可持續發展的新能源、可再生能源或實現經濟、安全利用的技術之前，人們依然還要依靠化石能源。在這種現實的情況下，節能減排或能的合理利用則具有重大意義。在化石能源的利用過程中，實踐證明只能有效地利用一部分，另一部分則以不同形式變成了余熱余能。在能源利用的過程中，人們通常將變成余熱余能的過程稱為損失的過程，例如摩擦損失、節流損失、散熱損失、燃燒損失、傳熱損失等。實踐證明，這部分“損失”在一定條件下它們又變成了余熱余能，其能的品位也出現了降低，而這些被降低了品位的余熱余能中的一部分又可能變成有效能。余熱余能的可用程度往往與時間、地點、相關的技術水平、管理水平有密切的關系，而余熱余能的有效利用，又往往能促進能源的合理利用。余熱余能的利用不僅包括高位火用部分，也包括低位火用的部分。在此我們可以說，余熱余能的合理利用，乃是能源合理利用的重要組成部分。不難想象，一個不重視余熱余能項目的地區、單位，則不可能出現能源利用的高水平。總之，余熱余能的研究及完善程度乃是能源合理利用的不可缺少的極其重要組成部分。余熱余能的優化利用，是解決目前能源緊張、環境污染、生態惡化的重要組成部分。余熱余能的利用目的在于提高系統能源利用率，千萬不能過多的去干涉其范圍大小及措施來源。

　　以上看法可以由以下的例子說明：

　　1)高爐生產過程中，產生了大量的煙氣，這種煙氣中含有大量的可燃CO等。由于CO有害人們的健康，在上世紀70年代以前，我國大部分鋼鐵企業幾乎都將該部分余能排放至大氣或在大氣中燃燒。以后人們利用其在鍋爐中燃燒產生蒸汽，但火用效率較低。現在隨著技術的提高，人們又將其應用到了燃氣蒸汽輪機發電系統中，采用了熱電聯產系統，取得了相對較高的效率。由于人們對這部分余熱余能的不斷優化利用，使高爐的能源利用率提高了9%以上。煉鋼過程也有類似高爐的情況，可以達到負能煉鋼，沒有煉鋼過程中余熱余能的合理利用是不可能的。沒有類似高爐、轉爐煙氣的合理利用，鋼鐵企業的電能供應是很難達到目前的利用水平的。另外，內燃機為了充分利用其排出煙氣的余熱余能，添置了增壓器系統，不僅使其熱效率大幅度提高，同時還大大地改善了內燃機的性能。

　　2)利用下水道水的顯熱(低位余熱)，通過水源熱泵使其溫度提升，替代鍋爐供熱，從而以極少的電能取得較多的熱能供人們取暖。

　　總之，這樣的例子不勝枚舉，這些都說明：余熱余能的利用，不僅可以使能源得到充分、合理地利用，還可以改善工藝過程及其產品的性能。余熱余能的利用是能源利用及工藝改進不可缺少的重要環節及內容。余熱余能的利用不僅要重視正常產生的余熱余能的利用，更要重視存在大量火用損失場合的余熱余能的合理利用。