水泥窑余热发电技术主要发展趋势

　　我国水泥窑余热发电技术经过近十余年的发展有了长足的进步，现已接近国际先进水平。诞生了各种各样的并能满足不同窑型要求的发电系统。在未来相当长的时期内，我国水泥窑余热发电技术的发展趋势主要集中于以下几个方面：

　　余热发电窑　采用立式余热锅炉和补汽式汽轮发电机组的二级余热发电系统。立式余热锅炉彻底解决了卧式余热锅炉漏风及炉内温度场实际分布与锅炉设计时所假想的温度完全不相同的问题，可以大大提高锅炉蒸汽产量；篦冷机或立式余热锅炉排出的200℃左右废气余热可以充分回收并用以发电。这样可使吨熟料余热发电量在熟料热耗不变的前提下提高到195千瓦小时以上，使水泥窑综合能耗达到同规模预分解窑的能耗水平，而经济效益远高于预分解窑。

　　余热发电窑二级余热补燃发电系统除具有二级余热发电系统的优点外，还可解决水泥窑煤粉制备系统的运行安全及环保问题。同时，对于严重缺电地区或同时具有立窑、立波尔窑、湿法窑等其它窑型的水泥厂，也可解决供电问题，并能够进一步提高经济效益。

　　预分解窑及预热器窑　为了克服带补燃锅炉的中低温余热发电系统存在的缺点，采用补汽式汽轮机组，充分回收200℃以下的废气余热，同时补燃锅炉应当以煤矸石等劣质煤或垃圾为燃料，除节约优质煤外，还可为水泥生产提供原料，降低发电成本，进一步提高经济效益。

　　目前，从事水泥工业技术工作的人员，致力于如何降低熟料热耗及水泥电耗的研究工作，而从事余热发电技术工作的人员致力于如何提高余热利用率，提高余热发电量的研究工作。目前还没有哪一个部门研究如何将水泥工艺技术与余热发电技术有机地结合起来，以寻求最低的水泥综合能耗及最佳的经济效益问题。笔者经过分析、研究认为，水泥工艺技术与余热发电技术最佳结合的方式应当为：缩减水泥窑预热器级数或者改变预热器废气及物料流程，使出预热器的废气温度能够达到550℃～650℃，这样余热发电系统可以取消补燃锅炉，采用余热发电窑的二级余热发电系统。这种结合方式，水泥熟料热耗虽然有所增加(对于五级预热器，废气温度由320℃～350℃提高至550℃～650℃后，每千克熟料热耗预计增加1000～1200千焦)，但发电系统可以取消补燃锅炉而不存在由于补燃锅炉容量小、效率低的问题，同时能够保持余热锅炉生产高压高温蒸汽，使发电系统仍然具有较高的运行效率，吨熟料余热发电量可以提高90千瓦小时以上，水泥综合能耗将低于目前的预分解窑水平，经济效益则显著提高。笔者认为：从我国的国情考虑，这种方式的水泥窑及发电系统，以其最低的投资、更低的综合能耗、更高的经济效益应当成为今后水泥工业发展的主要方向，这是水泥工业需要认真研究与探讨的重大课题。

　　现已投入生产的余热发电窑及小型预热器窑(包括立筒预热器窑)　流态化分解炉(或烟道式分解炉)加1～2级悬浮预热器加余热发电窑二级余热发电技术，是今后对已投入生产的余热发电窑及小型预热器窑进行技术改造的主要模式。这项综合技术，除了水泥窑的熟料产量可以增加20％～100％以外，每吨水泥熟料发电量也可达110～195千瓦小时，收到增产、降耗、提高经济效益的三重效果，同时改造投资也大大低于其它模式。

　　立窑厂　根据立窑厂的生产能力及资金条件，第一步，先利用余热发电窑(中空窑)加二级余热发电技术取代立窑。如某立窑厂有3条8.8万吨的生产线，可停产2台立窑，建一条直径36米×74米中空窑及一套4500千瓦补汽式余热发电系统，这一步投资约需3600～3800万元。其次，利用流态化分解炉加1～2级悬浮预热器技术，再对余热发电窑进行技术改造，即对于上例所述立窑厂，停产第三台立窑，并对已建成的直径3.6米×74米中空窑加装流态化分解炉及1～2级悬浮预热器，同时对余热锅炉进行局部改造，这一步的投资约需800～1000万元。上述两步改造工作完成后，以总投资4500～5000万元的代价，将原立窑厂升级换代为预分解窑厂，并使熟料总产量维持在原有3台立窑总和的水平，在每吨标准煤到厂价不高于180元的条件下，水泥生产成本可降至95元以下。