张高佐：做真正的节能减排事业

　　2008年末，瓦萨比能源有限公司和上海盛合新能源科技有限公司就中国引进卡琳娜循环技术达成了协议。这究竟是一项什么样的技术？对水泥行业纯低温余热发电技术会带来什么样的影响？带着这些的疑问，中国水泥网CEO邵俊于一个阳光和煦的冬日午后，采访了上海盛合新能源科技有限公司总裁张高佐，这个在美国最大的锅炉供应商工作了16年、谈吐温和、目光坚定的技术专家。

　　话题首先是从北京琉璃河水泥厂余热发电项目展开。

　　邵俊：使用上海盛合新能源有限公司水泥余热发电专利技术，由上海电气总承包的北京市琉璃河水泥厂新型干法水泥窑纯低温余热发电项目被国家发改委列为2006年国家节能示范项目，是水泥低温余热发电史上浓墨重彩的一章，吸引了大批水泥界专家前往参观学习，积极地推动了水泥低温余热发电技术的发展。目前项目运行情况如何？采用了哪些专利技术？

　　张高佐：琉璃河水泥厂余热发电项目被国家发改委列为2006年国家节能示范项目，同时又被北京市科委列入2007年的余压余热利用重点项目；当时是上海电气总包的，主要是对我提出来的一项专利，即对水泥熟料煅烧工艺过程能量优化和能级重组的专利，进行一个产业化的示范。经过一年半的实践，在北京市琉璃河水泥厂的积极配合下，项目顺利完成，利用2500t/d窑的工艺余热，发电功率达到了6000KW的设计要求，运行记录表明：在余热条件充足的情况下可以达到6300KW，所以，这个项目应该说很圆满地为水泥熟料煅烧工艺过程能量优化和能级重组理念作了一个实践，获得了成功地验证，而且也得到了产业化的验证。北京市琉璃河水泥厂项目成功后，来访的客人络绎不绝，其中国内的参观的人数可能达到数百人，国外的大概有十五个国家的有关人员都去参观过，与该实践有关的理念论文，已被美国水泥协会向IEEE2009年年会推荐。

　　这个项目可能业内有不同的评价，但从我们的角度来说，它完全是一个能级重组概念的应用。能级重组过程能量的优化理念，无论是在社会科学还是在自然科学领域都有重要的现实意义，我们希望通过这个项目的实践能对大家有所启示。

　　琉璃河水泥厂项目经过一年半的建设顺利投入运行，至今运行正常，机组各项性能均超过设计指标，输出电功率根据熟料的生产情况，在5500-6300KW之间，比传统的余热发电翻了一倍。这个项目具体利用了我们三个专利：

　　第一个专利是能级重组概念专利。

　　能级重组的概念就是在过程能量优化的前提条件下对水泥熟料生产工艺必须的热量之外的余热按能级大小重新组合利用。例如：长江从上游到下游总落差128米，你可以把发电放在南京，做一个水坝，利用低压头水轮机发电，你可以把洗矿放到上游去；第二种选择可以把洗矿放到南京，把发电放到上游，显然后者的发电量要比前者要好的多，第二种方案，洗矿也好的多，越到下游水越多，水量大。这个例子说明能级重组，重新把能级安排以后，就会获得最大的社会效益、经济效益，所以我们在琉璃河，就利用了这个能级重组的理念。

　　在北京市琉璃河水泥厂的余热发电项目中，能级重组具体体现在三次风的利用，当时三次风的热量在水泥行业中无人敢用，但是我们仔细分析了它的功能。三次风主要有两个功能：第一个是为燃料量占总燃料量60%的分解炉提供氧气，所以作为助燃的氧气，我们是不能动它的，动了就影响分解炉的燃烧；第二个就是保证预分解炉的燃料在炉内能够顺利着火并保证稳定燃烧，使分解炉能提供保证碳酸钙完全分解的950℃温度。煤入预分解炉后的着火是有个过程的，煤粉颗粒进入炉内受到高温烟气的辐射和热传导，加上自身的物理热，煤粉颗粒中的挥发份逐渐向外挥发，着火后又帮助内部挥发份出来，固定炭就在挥发分燃烧生成热量的帮助下进一步燃烧直至燃尽。煤粉火焰的稳定着火需要有初始的稳燃温度，在燃煤电站锅炉中，烟煤的助燃风温约为350℃，无烟煤约为450℃；在水泥窑中，三次风管内热风的温度在850℃以上，用850℃能级的热风担任450℃、350℃热风的作用，能级太浪费了。这个理念得到琉璃河水泥厂业主的配合，经过试验，三次风温的适当下降，熟料的质量和产量并没有发生任何变化；我们应用这些高能级的热风提高了余热发电系统的参数，也提高了发电系统热力循环的循环效率，与常规的水泥余热发电技术相比，我们工质的工作压力为2.1-3.9Mpa，过热汽汽温为400℃-450℃，将整个发电系统的循环热效率，从常规的10-12%提高到了22-24%。这样一来，使得整个余热发电系统对余热的利用率比他们整整高了一倍。这种输出电功率的提高是我们通过热电转换效率的提高，将余热的利用率提高才获得的。比如100份热，常规系统只把其中的8-10%变成了电，而我们的技术则能把余热的22-24%转变成了电。[Page]　

　　第二个专利，就是水泥余热发电专用余热锅炉的设计专利。

　　我们的余热锅炉也不是按一般的锅炉方式来设计的，一般的锅炉提供一个进口烟气温度和成分、一个出口排烟温度，就能设计了。尽管公司成立时间不长，但我们的余热锅炉设计确实非常有特色。我曾在美国最大的锅炉供货厂商工作了16年，国内引进的锅炉制造技术基本上都是从我手上流过来的，对那些国际上流行的锅炉设计理念和流派都很清楚，在设计余热锅炉的时候，我们把新的能级重组设计理念优化到锅炉设计中去，并申请了专利，就这个锅炉而言，可能分两块，也可能分三块、四块。你说它是锅炉就是台锅炉，你说不是锅炉也可以说不像台锅炉。为什么呢？因为通常锅炉的省煤器、蒸发受热面、过热器是布置在一起的，这样的锅炉一般厂家不敢做，因为违反常规，风险大。其他厂家的锅炉设计人员很少具备我们余热锅炉设计人员必需的条件：第一，对国内国外锅炉结构设计非常熟悉；第二，被派往国外多个锅炉供货厂商进行过技术培训，对国外不同应用场合和有不同设计理念的各种锅炉的设计标准非常熟悉；第三，余热锅炉的性能设计人员须在电厂对发电设备做过大量现场实验，在做锅炉性能设计时知道“量体裁衣”，一刀裁下去会恰到好处，不然余热锅炉的性能就会达不到预期值的。基于上述原因，我们设计出来的经过过程能量优化和能级重组的余热发电系统以及余热锅炉，其性能优于任何一家锅炉设计厂商。这也就是我们的余热系统的循环热效率以及输出的发电功率能远远超出其他供货商的根基所在。

　　第三个专利是关于热力循环系统的。

　　目前在工业余热发电领域中，所采用的热力循环系统一般沿用五十年代小火电的技术，用锅炉产出的蒸汽驱动汽轮机发电机发电，经过循环水冷却变成冷凝水，再经过高、低压加热器和除氧器后，又返回到锅炉中去被加热。怎么进一步提高余热发电系统的热力循环效率？很少有人去研究。我们把系统重新计算优化，我们的系统和目前大家都习惯用的系统是不一样的，结果是热量回收的比率不同。总的来说，在热源相同的前提条件下，我们的锅炉比别人的蒸发量有可能大20-25%，第二个就是我们选用汽轮机的汽耗比别人低的多，日本川崎和南京汽轮机厂公布的汽耗大约是8.9公斤汽/度电，也就是发一度电消耗8.9公斤汽，我们的汽轮机汽耗只有5.07公斤汽/度电。

　　我们的余热发电技术在北京市琉璃河水泥厂2500t/d窑一年多的工程实践中获得了很好的节能和经济效果，但是我们感到遗憾的是，在推广中确实也遇到了行业壁垒问题。我们认为这项技术很好，也有其他单位认为很好，但在国内推广却有点难度。该项技术在国外获得了相当大的认可，第一个，在我们对卡琳娜循环技术进行引进的谈判过程中，美方不相信2500t/d熟料生产线的余热发电功率能够达到6000KW，他们的总裁、总经理和技术总监一起去现场参观，感到非常惊讶，在回来的路上马上和我签保密协定。他们认为我们的取热方式比他们好了很多，以致我们在采用朗肯循环的条件下比他们采用卡琳娜循环的输出电功率更高，他们发现如果采用我们的取热方式和他们的卡琳娜循环技术，2500t/d水泥窑的余热发电功率可以达到8000KW。

　　政府部门对公司的财政扶持表明对我们的支持。发改委也注意到这项技术了，水泥余热发电国家标准的审定已邀请我参加，我们感到这是对我们的一种认可。

　　邵俊：2008年12月5日，贵公司与Global Geothermal Ltd.和Recurrent Engineering LLC公司正式签署了卡琳娜循环技术转让协议。本网相信此项技术的成功引进，会极大地推动国内纯低温余热发电技术发展，必将在行业内掀起一股“卡琳娜”旋风。请张总介绍下“卡琳娜循环技术”及其优势。

　　张高佐:首先卡琳娜循环技术的名字是如何来的呢？这是前苏联沙皇时代的皇族很高贵的一个姓氏，该技术发明者的全名是亚历山大•卡琳娜。80年代初他移民到美国，因为在前苏联，得不到重视，到了美国以后，美国如获至宝，麻省理工学院马上资助他立题，把他的思路变成一种专利。然后，在这个基础上，为使该项技术实现产业化美国能源部经全美招标，落实了产业化单位，经过15年的努力，最终使该项技术实现了产业化，特别针对5万千瓦以下工程项目的商业运行。

　　我本人对这项技术已经跟踪了近20年。我原来工作的美国燃烧工程公司，就是经竞标实现该项技术商业化的公司，该项技术能使朗肯循环的循环热效率提高20-50%，会对低温余热的合理利用具有划时代的意义。

　　上海盛合公司为了引进该项技术，在上海国盛（集团）有限公司及施德容董事长的大力支持下，在团队的共同努力下，我们和美方进行了近两年的技术谈判，交流，包括对全球应用卡琳娜技术的电厂和已经获得该项技术的德国西门子公司做了考察。我们专家组五个人绕了地球一圈，先到德国、冰岛，再到美国、日本，于2008年10月份完成了考察。我们借鉴对他人建厂成功的经验，避免别人走过的弯路。西门子是如何将卡琳娜技术吸收转化成自己的技术进行建电厂的，怎么使弯路走的更少，我们对此都有了比较深的了解，在这基础上，公司决定引进，2008年11月份谈判结束，2008年12月已正式签合同。

　　我们引进该项技术的应用领域有四块：一是所有的工业工艺废热应用，包括建材中的水泥、浮法玻璃；二是地热；三是太阳能领域；四是对现有热电厂的改造。该项技术的应用地域覆盖全国，包括中国大陆、香港、台湾，是排他性的。在引进该项技术时，还包括了与该项技术相关的源程序。这对我们针对该技术的二次开发形成具有自主知识产权的新技术具有重大意义。该项技术转让协议生效后，中美技术转让和授让双方将会在同一日期对外作内容完全相同的新闻报道。[Page]

　　邵俊：据本网了解，贵公司将有一篇水泥纯低温余热发电技术论文在国际知名的余热发电杂志上发表，得到了国际上的认可，并且是国内至今为止的唯一一篇论文，请问张总此篇论文的研究重点是什么？提出了哪些技术观点？

　　张高佐:美国水泥协会经过现场考察人员的报告，要求我们就北京市琉璃河水泥厂余热发电的设计理念形成一篇论文，推荐给美国电子电气工程师协会作为特邀代表，在2009年年会（IEEE2009）上宣读。据我们所知：该篇论文是国内水泥余热发电方面唯一一篇被美国邀请宣读的技术文章。核心不是设计，也不是讲具体某个项目，这篇文章的中心是讲如何对工业废热在热电转换当中对过程能量的优化怎么进行能级重组，如何利用这个理念设计锅炉。

　　邵俊：上海盛合早就将目标市场定位为全球市场，但目前全球金融危机愈演愈烈，经济发展速度放缓，这对上海盛合开拓海外市场将产生什么样的影响？贵公司将采取何种措施来应对？

　　张高佐:我们主要依托国内市场，对国外市场不主动开发，有人找上门来才做。目前我们介入的国外项目有印尼Sebukit3x67MW泥煤发电项目（EPC）、印度ACC水泥余热发电EPC项目、越南胡志明市2000t/d垃圾焚烧电厂EPC项目等。

　　金融危机确实对我们有影响，比如印尼那个项目，由于资金问题可能造成延误。我相信作为循环经济、再生能源、余热利用等节能减排为中心的一个业务范围，社会方面影响会小一些，因为这个领域就是抵抗金融危机、跨越金融危机的一个措施，所以我相信在国内经济不受国外经济危机重大影响的前提下，国内市场不会有大的变化，国外市场也没有受到重大影响，比如越南刚起步的垃圾焚烧发电项目。印度的最大的水泥企业ACC都是5000吨、10000吨容量等级的线。因为是竞标，我们给出方案的发电功率保证值最大，印度对我们的方案相当认同，我们专家组专程去ACC孟买总部进行了一次交流，我们准备在我们认可的商务条件下接单。（邵俊：在投入资金方面与主流厂家相比造价会偏高吧？）应该这么说，造价首先有个标准，是工程造价，还是每千瓦的投资？总的工程造价我比他们高，原因是我的保证输出的电功率比他们高，一千瓦的造价在一万元左右。对北京市琉璃河2500t/d熟料生产线同样的水泥熟料生产线，我能保证输出功率6000KW。

　　邵俊：采用卡琳娜技术在北京2500t/d熟料生产线上几年可以收回投资？

　　财务总监林秉华：先看投资结构，如果业主自己投资，没有银行贷款，不发生利息，以电价0.5元计算，投资回报要3-4年的时间，如果有贷款利息，需延长2年左右。其中包括利息全部还清和产生的人工费、运行费、维修费等，另外，项目所在地的电价是个很重要的因素，广东比内蒙的电价高很多，在广东建设两年多就能收回成本，如果发电量小的和发电量大的都是三年收回成本，那么要看第四年的收益，因为第四年是净收益，从投资上说，输出电功率在6000KW的要比3000KW的净收益多出一倍。

　　邵俊：我们知道上海盛合不仅仅可以做纯低温余热发电项目总承包，还可以凭借其雄厚的资金实力进行项目投资。如果水泥企业想要打造纯低温余热发电精品工程，请问贵公司将从哪些方面与水泥企业进行合作？张总对中国水泥行业纯低温余热发电项目发展前景持何种态度？

　　张高佐:我觉得首先有几个概念的事情，第一个是节能减排，从指标上说是政府官员的事，那么节能减排对企业来说，是降低产品生产成本，增强竞争力的一个手段，所以在这样一个前提条件下水泥企业或其它行业提高节能减排、降低余热排放的意识，肯定是降低生产成本的一个有效的办法，这个市场我觉得在今后十年二十年是一个长盛不衰的产业。恕我直言水泥行业在节能减排上不太看重技术含量，在低水平重复的比较多，所以我觉得从完成任务一哄而起的角度，无可非议。但如果要做精，真正做到节能减排，无论政府官员还是行业协会、舆论媒体都应该在宣传提高技术含量上面多做工作，真正的把节能减排做到真正的节能减排，不要停留在形式上，不能批准我做就不管多少我都做，我觉得这不是一个很严肃的做法，也不是达到真正的节能减排的一个做法。

　　尾 记

　　在采访过程中，张高佐几次非常诚恳、自豪地介绍自己的团队，甚至谈到相关领域问题时，张高佐便会非常谦虚地邀请身边的这几个智囊团成员前来解答。这些人有的居住国外多年，有的已年过花甲，来自天南海北的不同领域，但是在解答问题时的滔滔不绝中，可以让人看到他们身上的一股灼热激情。我想，这样一个充满丰富专业经验和旺盛创业斗志的团队，有什么困难险阻能够阻挡他们的前进步伐呢？而在3月27号，第五届纯低温余热发电国际峰会将在上海召开，届时，张高佐和他的团队也将会亮相会场，向大家介绍他们的卡琳娜循环技术，相信会给余热发电领域带来一股新的升级海啸！[Page]

　　相关背景资料：

　　张高佐，哈尔滨工业大学动力工程系毕业，高级工程师，硕士生导师，长期从事我国发电设备的研发；曾由上海科学院外派美国燃烧工程公司，任美国燃烧工程公司项目经理、美国燃烧工程公司上海代表处首席代表、ABB电力有限公司电站锅炉总经理、ABB Alstom中国电力有限公司电站锅炉部总经理、阿尔斯通中国电力部电站锅炉总经理、上海电气电站集团服务产业部高级市场经理。荣获8个国家级科技成果奖；国家能源政策中“煤炭的利用和转换”篇撰写者；多篇科研成果报告在海内外被发表。拥有多项专利技术。现任上海盛合新能源科技有限公司总裁。

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