در حال حاضر وضعیت مصرف انرژی در بخش صنعت به گونهای است كه از نظر مقدار، حدود 3,29 درصد واز نظر ارزش حدود 4,20 درصد از كل مصرف نهایی انرژی كشور را به خود اختصاص داده است. كل مصرف انرژی بخش صنعت در سال 1384 معادل 7,36 میلیون بشكه نفت خام بوده كه ارزش آن بیش از 7,4 میلیارد دلار است.
بخش عمده انرژی مورد نیاز صنایع، از احتراق سوختهای فسیلی تامین میشود. از اینرو كمتر صنعتی را میتوان یافت كه به نوعی از سیستمهای احتراقی بهره مند نباشد. بدون استثناء در هر سیستم احتراقی، وجود مشعل برای تولید انرژی حرارتی، ضروری است. از طرف دیگر بخش عمدهای استفاده این مشعلها در رابطه با كوره های صنعتی و توربینهای گازی میباشد.
برخی از موارد استفاده از این تجهیزات در صنایع عبارتند از:
• كوره های ذوب و تصفیه فلزات
• كوره های عملیات حرارتی
• كوره های آهنگری
• كوره های كاشی و سرامیك
• كوره های سیمان
• كوره های صنایع پالایشگاهی و پتروشیمی
• كوره های صنایع شیمیایی
• كوره های پخت و فراوری محصولات غذایی
• توربینهای گازی نیروگاه های تولید برق

از آنجایی كه معمولا در سیستمهای با دمای بالا اتلاف انرژی زیاد است، و از طرفی فرایند احتراق نیز همواره در دمای بالا صورت میگیرد، در بیشتر موارد پتانسیل صرفه جویی انرژی در سیستمهای احتراقی یک واحد صنعتی، بیش از سایر قسمتهای آن میباشد. بنابراین با توجه به گستردگی استفاده از سیستمهای احتراقی در صنایع، در صورت توجه به بهینه سازی این تجهیزات، به مقدار زیادی در مصرف سوخت واحدهای صنعتی صرفه جویی خواهد شد.
بعلاوه وقتی از عمر كوره و سیستم احتراقی، بیش از 10 سال میگذرد، این بدان معنی است كه بازده آن در بهترین شرایط كمتراز 55 درصد است. به عبارت دیگر، این سیستم تقریباً نیمی از انرژی حرارتی سوخت را تلف میكنند. همواره بخش عمده ای از تلفات انرژی سیستم را مقدار قابل ملاحظه ای میتوان كاهش داد.
در صورتیكه بتوان با بهره گرفتن از تجهیزاتی از انرژی این گازها استفاده كرد و هوای مورد نیاز را برای احتراق پیش گرم كرد، به مقدار قابل ملاحظه ای در مصرف سوخت صرفهجویی میشود. انجام این كار ضمن بهبود فرایند احتراق و افزایش دمای شعله از احتراق ناقص سوخت نیز جلوگیری میكند.
فصل اول
1- مباحث كلی پیرامون اتلاف انرژی
1-1- بازیابی انرژی های اتلاف شده
منظور از گرمای ا تلاف شده گرمایی است كه در خلال فرایندهای احتراق سوخت و یا واكنش شیمیایی تولید می شود و سپس در محیط آزاد می شود هر چند این گرما هنوز هم می تواند برای موارد مفید و اقتصادی استفاده شود اما معمولا بواسطه تجهیزات مكانیكی برای نمونه مكنده ها یا دودكشها از فرایند با انرژی فراوان خارج میگردند.
استراتژی كه چطور این گرما را بازیابی كنیم وابسته به محدوده دمایی گازی است كه گرمای آن اتلاف میشود و شامل اقتصاد فرایند هم میباشد. بسیاری از این گازهای حاصل از احتراق به وسیله بویلرها و كوره ها و در بعضی موارد توسط توربینهای گازی تولید میگردد. اگر توانایی داشته باشیم كه مقداری از گرمای هدررفته را بازیابی كنیم میتوان در مقدار قابل توجهی از سوخت هم صرفه جویی كرد. هرچند نمیتوان همه انرژی گازهای خروجی را بازیابی كرد اما حتی بازیابی كمی از این انرژی میتواند صرفهجویی قابل ملاحظهای را به دنبال داشته باشد.
2-1- خصوصیات گرمای تلف شده
انرژی در واقع می تواند بشكل گوناگون اتلاف شود برای نمونه در دماهای پایین به وسیله سرد كردن آب و در دماهای بالا از گرمای گازهای خروجی از كوره های صنعتی این اتلاف صورت میپذیرد. معمولا در بازیابی گرما دماهای بالاتر دارای ظرفیت های بالاتر هستند و از لحاظ اقتصادی به صرفه تر هستند همچنین استفاده از دستگاه های بازیابی انرژی در این محدوده صرفه جویی بالاتری را به همراه خواهد داشت زیرا بازگشت سرمایه كوتاهتری را به همراه دارند.
برای نمونه تجهیزات پیش گرمایش هوای ورودی به محفظه احتراق بویلرها از این دسته از این تجهیزات میباشد.
قابل توجه است كه با بازیابی گرما در بالاترین دما در یک سیستم قادر هستیم به صورت عملی در بالاترین پتانسیل دمایی بیشترین مقدار انرژی را بازیابی كنیم . سیستمهای پیش گرمكن هوا نمونه ای مناسبی از این دسته تجهیزات میباشند.