工业企业有着丰富的余热资源。2014年中国能源消耗总量达4.26×109 t标准煤，工业部门的余热资源率平均达7.3％，其中大部分能量以不同形式的余热被直接排放，回收率不超过35％，特别是温度低于200℃的低品位余热余压资源存在大量的浪费现象。

中国工业余热资源广泛存在于发电、钢铁、冶金、化工、水泥、玻璃等高能耗行业。例如钢铁行业有数十道生产工序，其中会产生包括焦炉煤气烟气、高炉煤气烟气、成品热及炉渣热、废蒸气及废水热等十几种余热资源，温度从几十至上千摄氏度不等，产生的水蒸气压力达0.8～3.82 MPa，热量回收潜力都在40％以上，其中还不包括水蒸气冷凝过程中放出的潜热；水泥行业量约为6％，压力达1.0～1.6 MPa，回收潜力在35％以上；此外，机械、冶金、化工等行业生产中都需要大量的加热工艺，来自锻造炉、加热炉等高温耗能设备的余热资源大多为500℃以上的中高温烟气；玻璃生产过程中，窑炉产生的烟气虽然流量不大，但其余热温度达400～550℃，属于品位较高的中温热源；纺织和造纸等行业的余热资源主要为蒸汽的排热和冷凝水的潜热。这些余热资源类型和存在形式均存在较大差异，且温度和压力范围变化极大，对其进行描述和分类是对工业余热资源高效、合理和深度利用过程中不可或缺的环节。

“温度对口、梯级利用”的用能原则由吴仲华于1988年提出，该用能原则从系统角度综合考虑不同形式及品位能源资源的合理安排以及用能设备的优化匹配等，达到提高能源利用效率的目的。能源的品位通常指单位能量所具有的可用能比例，以温度作为指标对能源品位进行评价能体现余热资源中显热的直接利用，但不能全面反映余热资源的其他属性。

对热能而言，热力学第二定律指出，热能只有其中一部分可以转变为机械能，而其余部分则以热的形式传给了周围环境。传给周围环境的这一部分热量虽然从“量”的角度看仍有一定的量，但从质的角度看为零，因为这一部分热量是不能转化为机械能的。对任何热量而言，均可将它分成两部分：一部分在给定环境下能够转化为机械能，这部分能量称为“㶲”；余下的在给定环境下不能转换为机械能的那部分能量就称为“㷻”。由此可推知，对热能或者任何能量，它们都具有“量”和“质”两方面的属性。

㶲平衡法是一种评判能源品位高低和用能系统热力性能的典型方法。Rant于1956提出了㶲的概念，㶲分析方法以㶲概念为基础，计算系统的㶲损失和㶲效率，以系统局部或总体是否达到㶲平衡作为热力系统或设备性能的评判指标。与热平衡相比，㶲平衡从“量”和“质”两方面综合考虑能源品位，更为科学合理，如美国地质委员会以地热资源的含㶲量作为其品位的评价指标。

夹点分析法是另一种用能系统性能的分析方法。夹点的概念由Linnhoff等人和Umeda等人分别提出，它以热力学为基础，分析系统中能量流随温度的分布，绘制温焓图（T-H图），找到冷热负荷温焓曲线中传热温差最小距离，即夹点，从而对生产用能过程的系统优化设计和节能改造进行指导。该方法以能源资源的温度水平和显热利用作为主要考虑因素，余热资源的利用深度不够。为了对能源品位高低和能源转换系统效率进行量化评价，Rant于1961年提出了能级的概念，即能量中㶲差所占的比例。具体表达式为

式中，ΔEx为热功转换系统中用能单元进出口工质的㶲差，kJ；E为工质在系统中获得的总热量，可表示为流经系统工质的进出口焓差ΔH，kJ。利用Ω指标，可以评价余热资源与余热利用设备间的㶲损失。

在综合㶲分析方法和夹点分析法优点的基础上，把T-H图拓展到Ω-H图，通过计算工质在某一热功转换系统中各用能单元的进出口㶲差与获得总热量的比值，可评价系统中能量利用的合理性。与单纯考虑系统温度分布的夹点分析法相比，此方法指出了系统中㶲的利用情况和能级匹配情况，反映了能源利用的合理程度。(www.daowen.com)

Feng、Anantharaman和Kanoglu等人将能级计算与夹点分析法相结合，分别对合成氨变换工序、甲醇工艺流程和火力发电站朗肯循环展开能级匹配分析，确定系统节能改进方向，优化热力系统运行特性。

江亿等人定义能质系数为不同能源对外所能做的功与其总能量的比值，表达式为

式中，W为总能量中可以转化为功的部分，kJ；Q为该种能源的总能量，kJ。

以式（3-2）为基础，江亿等人分别给出燃料（天然气、煤）、二次能源（热水、蒸汽、冷水）等不同形式能源的能质系数计算公式，确定了可定量评价某建筑或园区能源转化利用的评价指标ECC。ECC越大，则该建筑的冷热源选择越优，表达式为

式中，QC、QH和E分别为建筑的全年耗冷量、耗热量和热电联产机组输出电量；λC、λH、λe分别为对应的能质系数；WHVACi为冷、热源所需消耗的第i种能源总量。

杨东华采用能级平衡法计算能级平衡系数，即能级差ΔΩ与输入系统能量的能级间的比值，其具体表达式为

式中，Ωim为设备输入能量的能级；Ωu为用户输入能量的能级；分别为能源供给设备的输入率和输入能率；分别为设备给回能源的输出㶲率和输出能率；分别为用户给回设备的输入㶲率和输入能率；为环境供给设备的输入能率。该方法通过比较“纯热利用”、“纯动力利用”以及“热和动力综合利用”三种情况下能级差的相对大小，直接评价资源与热功转换系统之间的匹配关系是否合理，但没有充分考虑能源转换环节的转换效率。