水泥余热发电发展方向及其提高途径

　　一、水泥余热发电的发展方向

　　1 作为余热电站，不可以增加生产线消耗来提高发电量。

　　增加煤耗（热耗）+增加发电效益能否提高水泥工厂综合效益，这个话题值得考虑。

　　很多设计单位、业主都有这样的想法，就是增加水泥熟料生产线的热耗，综合效益就能得到提高，或者增加了热耗，没有达到发电的速率，就增加煤耗的匹配；

　　根据我们的调查和了解，依据南京工业大学做过的相关实验，增加水泥熟料生产线的热耗即增加煤耗与增加发电量的比值是：多发一度电，需增加1.4kg的煤左右。这种靠增加热耗来进行发电，创造余热来发电，不利于整个发电系统、余热发电的科学发展。

　　如果说某个地方煤价很便宜，电价很高，且电力又很缺少，以上措施在短期来说可以得到一定的利用，但从长期发展来说这种做法是不可取的。在余热发电上，我们应利用一次能源，不能创造能源再进行发电。

　　2 不影响生产线的正常生产。

　　3 运行的稳定性，通过提高机组运转率，提高机组年发电量。

　　二、提高余热发电的途径

　　现在很多生产企业已经上马或者正打算上余热发电项目，如何提高余热发电的能力，余热发电的途径有哪些也成为业内关注的焦点问题之一。

　　我们对余热必须充分利用，但是前提是在不增加水泥熟料生产的热耗、不创造余热来发电的情况下。

　　提高余热发电的途径（一）

　　1采用我院专利窑头锅炉，较少烟风管道、外置式沉降室散热（每吨熟料发电可增加2kWh)。

　　我们的窑头锅炉采用沉降式的，沉降室与锅炉一体化，减少沉降室的散热。以去年我们在浙江的某个项目为例，一条2500t/d的水泥熟料生产线，起初的发电量是3000 kWh左右，更换了我们的专利窑头锅炉后，发电量3400kWh以上。汽轮机，窑头、循环水系统都不用变动，就是单纯的更换窑头锅炉，发电量提高了百分之十几。

　　2 加强窑尾预热器的保温，提高进入SP锅炉温度。

　　很多设计院为了设计的好看，在预热器的表面并没有进行保温，或者保温的效果很差，在这种情况下应该加强预热器的保温，余热资源是一定的，不能白白浪费。

　　曾经我们在某水泥企业做过实验，该厂一号线是一条1500t/d的水泥熟料生产线,2号线是新建项目，我们要求靠生产线把预热器的C1桶进行保温，保温以后锅炉进风度明显提高，提高了余热发电量。

　　3 窑尾根据生料磨开启情况、季节变化，窑尾余热锅炉出口烟气温度可调。采用复合型的热力系统。

　　4 窑头锅炉系统余风再循环技术。

　　利用窑头烟囱出口的烟气风动，引致冷却风机下面，从而利用进入锅炉的烟气风动，在不影响熟料的冷却和质量的情况下，提高余热发电量。根据我们的研究显示，窑头锅炉系统利用余风再循环系统用法得当，可以提高5%-10%的余热发电量。尤其是在北方地区冬夏天气温度相差太大的情况下，利用这一技术可以减少环境对窑头篦冷机的影响，以提高发电量。

　　5 如利用窑胴体辐射热。以一条2500t/d水泥熟料生产线为例，利用窑胴体辐射热可增加发电量300kW,或者带2万平米的采暖面积。利用窑胴体的余热，一是用于发电，二是用于采暖，采暖效益较余热发电效果更好。

　　6 复合空冷技术。

　　像我国的内蒙古，山西等很多缺水的地区适于利用空冷的技术，对于余热发电来讲，复合空冷技术的装置比较小，耗损能力也不是很多，当水资源跟余热发电匹配的时候，可以采用空冷与蒸发相结合的方式，提高冬天和夏天的发电量。

　　提高余热发电的途径（二）

　　以下是从路径考虑或者是装备管理来考虑，如何提高余热发电量。

　　1 初参数的提高，汽轮机进汽温度提高10℃，发电量能提高约2.5%。受余热温度、汽水管道散热的影响，提高初始温度的话需加强锅炉、预热器的保温和密封。

　　2 汽轮机背压的降低，0.008MPa降低到0.006MPa，发电量提高4%。

　　3 背压受湿球温度、循环水量、循环水质、凝汽器换热面清洁度的影响。

　　我们曾经在亚东水泥做过实验，他们以前余热发电的装备采用日本GFE进口设备，后面跟我们合作，我们发现台式机采用日本的技术以后，即使汽轮机在利用三年之后，凝汽器系统无需清洗，锅炉连续排污损耗也较小，水质管理、水凝器的真空等方面的损耗都非常低，能源利用率和发电效率很高。日本GFE花很少的代价，就能把能源、余热、蒸汽全部转换为二次能源，这点值得学习。

　　4 汽轮机叶片的效率，汽轮机的整体效率提高。汽轮机的设计、制造、运营过程中要保持的很好，开行过程中汽轮机震动比较小，使整体效率包括蒸汽效率得到很大提高。

[Page]

　　5 烟气取热方式、余热能级的梯级利用。

　　6 非汽水系统：有机工质循环。

　　余热利用这一块必须要做文章，设备管理、运行管理提供一些研究运用经验以供参考。余热发电虽然在我们国内利用率占70%-80%，目前已有的余热发电站的发电效果并不是特别理想，采用以上这些手段使余热发电量得到提高。

　　提高余热发电的途径（三）

　　1 热力系统优化，与主工艺最佳配合。余热发电配置应该与水泥生产线相匹配，余热发电必须和主工艺配合，水泥窑余热发电与余热发电站做到相互配合、相互衔接，才能提高余热发电量。

　　2 系统自动化程度的提高。在运行生产过程中，对余热发电量、运行成本进行控制。很多海外的项目，像印度、海德堡都要求无人值守，汽轮机、锅炉操作只需两人就可完成操作。运行过程中熟料的调整，风量的调整，余热资源的调整，都利用无人值守，提高自动化水平，最大化的提高余热发电量。在整个调整工艺中使得余热资源、废热指标都和电厂做到匹配，使余热利用最大化。

　　三、其他行业余热发电

　　（一）烧结余热特点如下：

　　1 烧结余热资源品位整体较低，低温部分所占比例较大

　　高温部分温度在300-450℃之间，这部分废气占整个废气量的30-40％。

　　2 废气温度波动较大

　　余热回收段废气温度最高能达到520℃，最低时只有280℃。

　　3 余热资源的连续性难以保证

　　与烧结生产工艺密切相关，在烧结生产过程中由于设备运行的不稳定性，短时间的停机现象很难避免。

　　（二）、铁合金矿热炉余热发电

　　（1）12500KVA 冶炼炉

　　排烟温度   350～450℃

　　烟气流量   14万m³/h,

　　（2）25000KVA 冶炼炉

　　排烟温度  450～550℃

　　烟气流量   26万m³/h

　　目前国内在运行中有余热利用价值的主要有以上两种炉型，根据国家最新政策，对于新建矿热炉容量基本要求达到30MVA及更高。