蒸汽是工業生產的重要能源，在低碳環保的背景下，工業蒸汽的價格很高，給企業帶來較大的負擔。使用蒸汽后會產生大量余熱，回收余熱制蒸汽

蒸汽是工業生產的重要能源，在低碳環保的背景下，工業蒸汽的價格很高，給企業帶來較大的負擔。使用蒸汽后會產生大量余熱，回收余熱制蒸汽，具有很好的經濟效益和降碳效果。
工業蒸汽是重要的生產能源，在很多生產工藝中都有應用。隨著環保低碳政策的實施，燃煤蒸汽鍋爐被禁止使用，獨立供蒸汽的場合大多由燃氣鍋爐供應，成本很高，給企業生產帶來沉重的負擔。
蒸汽的熱量在使用后不會消失，只是在降溫、降低品位后排放。這些熱量不能在工藝中應用，卻是優質的低品位熱源，直接排放是極大的浪費。將低品位余熱回收后再制取蒸汽，能夠大幅度降低蒸汽成本，減少生產蒸汽的碳排放。
使用余熱制蒸汽有一個前提和三種方式。
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一個前提：降低傳熱溫差，盡量提高余熱品位

生產工藝中除了對空直排的蒸汽、空氣等，低品位余熱一般通過冷卻水散熱，而冷卻水溫度一般較低。這樣一來，余熱和冷卻水的傳熱溫差巨大，余熱品位被大幅度降低，給再利用帶來極大的困難。
為了實現低成本余熱利用制蒸汽，需要減小傳熱溫差，提高外排的余熱品位。工藝余熱盡量直接利用，如果不適合直接回收，通過大面積換熱器將熱量傳遞給中介水，提高中介水溫度。這樣換熱器投資增加，但給余熱回收帶來很大的好處。
舉例來說，80℃的余熱不能直接應用，也不應該直接向32/37℃的冷卻水散熱，而是增大換熱面積，將水加熱至70℃左右，再通過余熱回收裝置回收70℃中介水制取蒸汽。

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余熱制蒸汽方式1：水蒸氣壓縮式熱泵

當可用余熱源的溫度超過50℃時，可以用水蒸氣壓縮式熱泵直接制取高壓蒸汽。水蒸氣壓縮式熱泵的核心是水蒸氣壓縮機，輔以蒸發罐等設備。
水蒸氣壓縮機以少量電力驅動，將低壓蒸汽壓縮至高壓可用蒸汽。電力只承擔氣體壓縮過程所需的能量，汽化潛熱的能量由余熱提供，耗電量較少，能效比很高，制取蒸汽成本很低。
蒸發罐等設備用于余熱介質是水的場景。水蒸氣壓縮機只能壓縮蒸汽，因此蒸發罐用于將余熱水轉化為低壓水蒸氣，再進入壓縮機加壓。
水蒸氣壓縮式熱泵系統簡單，在高溫余熱的利用中有很好的應用前景。當余熱溫度較低時（如低于50℃），余熱蒸汽壓力低、體積大，水蒸氣壓縮機的流通面積增加，造價升高、效率降低，密封結構也不足以保證低溫水蒸氣高真空環境下的密封，不凝氣體較多。因此，這種方式不適用于低溫余熱制蒸汽領域。
低溫余熱制蒸汽需要采用高溫壓縮式熱泵技術。

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余熱制蒸汽方式2：高溫壓縮式熱泵
壓縮式熱泵內部采用制冷劑作為循環工質，電力驅動壓縮機，通過制冷劑的蒸發吸熱和冷凝放熱過程實現余熱回收和產生高溫熱的效果。常用制冷劑的低溫性能較好，在低溫段具有體積小、效率高的特點，因此在制冷、低溫余熱回收中有很好的應用效果。
高溫壓縮式熱泵可以產生120℃左右的熱水或115℃左右的蒸汽。這種溫度范圍遠遠超過了常用制冷劑，需要采用高溫制冷劑。如需回收低溫余熱取熱制取蒸汽，高溫制冷劑又無法滿足低溫余熱回收的需求，要采用復疊式熱泵結構，即低溫制冷劑循環吸收余熱，產生的熱量作為高溫制冷劑的余熱源，再產生高溫出水。

從復疊壓縮式熱泵流程來看，低溫側可以將余熱升溫至較高溫度，再把熱量傳遞到高溫循環中，最后產生水蒸汽。整個過程換熱環節較多，系統復雜，且第二級是高溫循環，這個溫度更適合水蒸氣壓縮機，由此產生了第三種方式——復合式熱泵。

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余熱制蒸汽方式3：復合式熱泵

復合式熱泵也是采用了方式2中的復疊式熱泵的流程，只是高溫段改成了水蒸氣壓縮機，取消了冷凝器、節流閥等設備，系統更簡單，造價更低。

壓縮式熱泵內部填注的是制冷劑，水也是一種制冷劑（R718就是水），因此兩級原理上是一致的。與高低溫制冷劑復疊循環相比，復合式熱泵減少了節流閥、冷凝器，與產蒸汽的目的相匹配，在低溫余熱制蒸汽場景中更適用。
工業蒸汽是重要的生產用能，常規制取方法成本高、碳排放大，而低品位余熱直接排放，也是一種巨大的能源浪費。利用余熱制取蒸汽，大幅度降低了蒸汽的生產成本，減少了碳排放，特別是與光伏發電等新能源結合，具有巨大的市場前景和社會效益，是未來工業領域節能降碳技術的重要方向之一。