[水泥周]余熱發(fā)電不斷挑戰(zhàn)新技術(shù)領(lǐng)域

　　隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，余熱發(fā)電對熱源溫度的要求向著低溫發(fā)展。目前，水泥余熱發(fā)電對200℃以上的熱源利用效果比較好，如何實(shí)現(xiàn)對更低溫度熱源的利用，實(shí)現(xiàn)真正的純低溫余熱發(fā)電成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

中材節(jié)能發(fā)展公司副總 董蘭起

　　董蘭起：余熱發(fā)電具有時(shí)代性，它與窯技術(shù)的發(fā)展密不可分。隨著窯技術(shù)的發(fā)展，低溫余熱的利用應(yīng)運(yùn)而生。例如目前的5級預(yù)熱器窯、6級預(yù)熱器窯，都向著更低溫度發(fā)展，這對余熱發(fā)電技術(shù)是一個(gè)挑戰(zhàn)。

　　同時(shí)，也是和每一個(gè)國家或者地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。例如，在歐洲，它推崇這種級數(shù)高的預(yù)熱器。因?yàn)槠渌?、核電比較豐富，技術(shù)先進(jìn)，電力供應(yīng)充足，所以他們就更希望用電來換取熱。從世界的能源比例來看，一次能源（煤炭、石油等不可再生能源）越來越少，在這樣的情況下，電可以通過核能、太陽能來獲取，而熱能的獲得方式卻很少，將來我們所面臨的是熱能越來越緊張，低溫?zé)崮艿睦每隙ㄊ且粋€(gè)趨勢。

　　參數(shù)不同，循環(huán)參數(shù)也不盡相同?，F(xiàn)在我們推崇的是固定設(shè)計(jì)的參數(shù)，在設(shè)備上進(jìn)行一些擴(kuò)充要求，例如溫度要求、壓力要求等，達(dá)到利用的最優(yōu)。但是目前最普遍的技術(shù)，對85℃以下的廢氣利用也比較困難，冷卻控制及后級設(shè)備（下級設(shè)備如袋收塵露點(diǎn)溫度）的要求都將對其產(chǎn)生影響。

　　未來的余熱發(fā)電，應(yīng)該向非水工質(zhì)的方向發(fā)展，但怎樣去做，我們要經(jīng)歷一段時(shí)間的努力才能達(dá)到它的成熟化，相信經(jīng)過不懈的努力，實(shí)現(xiàn)低溫余熱的有效利用是完全可能的。[Page]

　　余熱發(fā)電設(shè)備的性價(jià)比

　　無論是設(shè)備企業(yè)還是水泥生產(chǎn)企業(yè)，對于余熱發(fā)電目前所追求的都是如何使更低溫度的廢氣得到充分的利用，但是作為水泥生產(chǎn)企業(yè)，最關(guān)心的莫過于設(shè)備的性價(jià)比，這一敏感問題也成為互動論壇的探討話題。嘉賓認(rèn)為，一個(gè)成熟的技術(shù)在工程應(yīng)用當(dāng)中，除了設(shè)計(jì)好以外，還要建設(shè)好、用好、維護(hù)好。只有四者合一，才能達(dá)到效果的最大化。

　　董蘭起：從目前的情況來看，已有的項(xiàng)目有的參數(shù)很好，有的參數(shù)不是很好，甚至達(dá)到不是很理想的程度。發(fā)生這種情況的因素有很多，不完全是設(shè)備自身的問題。

　　首先，對水泥窯加入余熱發(fā)電之后工況的判斷情況。預(yù)判加入余熱發(fā)電系統(tǒng)后對整個(gè)水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的影響是成功與否的關(guān)鍵所在。單從電力系統(tǒng)來看，我國的技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位，但如何與水泥生產(chǎn)工藝系統(tǒng)聯(lián)系在一起，是一個(gè)比較大的問題。熱耗不同，地區(qū)不同，操作條件不同，窯的運(yùn)行參數(shù)會有很大的不同，在這樣的條件下，我們硬性的采用余熱發(fā)電系統(tǒng)來適應(yīng)它，還是有一定難度的。

　　第二，氣候的影響。冬季，北方余熱發(fā)電項(xiàng)目不成功的案例很多，成功率相比南方大幅下降。由于氣候的影響，窯尾烘干需要的熱量大大增加，煙氣溫度大幅下降，直接影響了余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。

　　第三，窯頭的余熱是最大的變數(shù)。原料不同，窯頭的工況也不同，將直接影響煙氣的溫度。

　　第四，提產(chǎn)因素。目前我國大部分的窯都在提產(chǎn)運(yùn)行，在此情況下，篦冷機(jī)的工況都會發(fā)生很大的變化，但是二、三次風(fēng)在此情況下不會因?yàn)樘岙a(chǎn)而按比例的增加，對余熱發(fā)電的效率也會產(chǎn)生影響。

　　第五，篦冷機(jī)的設(shè)計(jì)、選型影響。為了適應(yīng)窯的情況，篦冷機(jī)的選型相對都比較大，這樣會造成廢氣量的增加，但是溫度卻下降了。作為設(shè)計(jì)單位，如何平衡好二者的關(guān)系，是成功與否很重要的因素。

　　第六，作為設(shè)計(jì)單位要給運(yùn)行單位明確的指導(dǎo)。設(shè)計(jì)、施工單位要在軟環(huán)境上給予運(yùn)行單位完整的服務(wù)。

　　好的項(xiàng)目，首先是好的技術(shù)方案，其次還要有好的實(shí)施方案，工程質(zhì)量，以及技術(shù)服務(wù)，有了這幾項(xiàng)，才能給企業(yè)帶來最大的利益。

西安思安新能源公司總經(jīng)理 邢玉民

　　邢玉民：設(shè)備的選型不是越貴越好，在完全了解生產(chǎn)線的情況下，選擇可以滿足系統(tǒng)要求的設(shè)備就是好設(shè)備。同時(shí)，作為服務(wù)和合同的總承包商來講，能夠在整個(gè)運(yùn)行、管理、采購，工程建設(shè)當(dāng)中控制好自己的成本，不但可以提高自身的市場競爭力，同時(shí)也可以使客戶得到高性價(jià)比。此外，技術(shù)的不斷改進(jìn)和提升，整個(gè)系統(tǒng)的造價(jià)也會大幅的降低。

　　張高佐：余熱發(fā)電是水泥企業(yè)降低能耗、成本的有效途徑。但是我個(gè)人認(rèn)為，水泥企業(yè)更應(yīng)該在節(jié)能降耗方面下大力氣，在生產(chǎn)中降低5度電耗遠(yuǎn)比通過余熱發(fā)電獲得5度電更有好處。在生產(chǎn)過程中，注重維護(hù)，是可以帶來意想不到的收獲的。可是目前很多水泥企業(yè)都做得不是很到位。例如，高溫風(fēng)機(jī)磨損嚴(yán)重，使其效能大大降低，浪費(fèi)了很多的電能；預(yù)熱器達(dá)不到設(shè)計(jì)參數(shù)，大量的生料在預(yù)熱器中循環(huán)，這過程也會浪費(fèi)大量的電能……

　　對于卡琳娜循環(huán)系統(tǒng)的成本問題，該系統(tǒng)的鍋爐可以用常規(guī)鍋爐，也可以用熱交換器。熱交換器的種類很多，采用管板混合熱交換器可以使設(shè)備的體積大大減小，同時(shí)還可以提高熱交換效率?？漳妊h(huán)所用的汽輪機(jī)效率可以達(dá)到0.9，高于普通汽輪機(jī)。上海盛合在貴州黔西南州泰安水泥3200t/d生產(chǎn)線的余熱發(fā)電項(xiàng)目采用的是“朗肯-卡琳娜聯(lián)合循環(huán)”，預(yù)計(jì)卡琳娜循環(huán)部分每千萬的裝機(jī)成本在1.3-1.4萬。隨著技術(shù)的進(jìn)步，泰安水泥7500t/d生產(chǎn)線的余熱發(fā)電項(xiàng)目投資成本預(yù)計(jì)將有所下降。

四川川潤動力設(shè)備公司總工 唐宏偉

　　唐宏偉：低溫余熱實(shí)質(zhì)上是一個(gè)換熱器，傳熱面積、溫差、傳熱系數(shù)是影響傳熱的三個(gè)要素，對于目前的系統(tǒng)來講，傳熱系數(shù)的變化不會太大，傳熱面積涉及到設(shè)備的重量。一般情況下，利用溫度低2度，造價(jià)可能要增加12%，設(shè)備的體積也會更大。因此過低溫度的熱發(fā)電利用價(jià)值不是很大，采用其他的利用方式可能會更好。[Page]

　　卡琳娜循環(huán)備受關(guān)注

　　07年，上海盛合新能源總裁張高佐帶著卡琳娜循環(huán)走入了水泥人的視野。從此，卡琳娜循環(huán)與其他技術(shù)的爭論從未間斷。張高佐在本屆峰會上表示，縱觀水泥余熱發(fā)電近年來的發(fā)展過程，追求的目標(biāo)是進(jìn)一步提高余熱的利用率，現(xiàn)有的技術(shù)談不上哪個(gè)更好，在不同的領(lǐng)域能夠把余熱多吸收一點(diǎn)，就是好的技術(shù)。

上海盛合新能源總裁　張高佐

　　卡琳娜循環(huán)應(yīng)用的溫度范圍是多少？

　　張高佐：卡琳娜循環(huán)系統(tǒng)在工程應(yīng)用上熱源溫度不宜超過650℃。卡琳娜循環(huán)有三個(gè)基本的大系統(tǒng)，一個(gè)是用在350℃左右的，一個(gè)是用在150-250℃的，第三個(gè)是用在100度左右的。其核心就是氨的成分，它有一套完滿的源程序，盛合引進(jìn)技術(shù)后，形成了自己的源程序標(biāo)準(zhǔn)，我們相信在原來的源程序的基礎(chǔ)上，我們會比美國人做的更好。

　　卡琳娜循環(huán)的噸熟料發(fā)電量是多少？除泰安水泥外還有沒有在其他水泥廠應(yīng)用過？

　　張高佐：到目前為止卡琳娜循環(huán)只有在泰安水泥應(yīng)用。簡單的用噸熟料發(fā)電量來衡量發(fā)電效率是不科學(xué)的，泰安水泥的余熱發(fā)電系統(tǒng)采用的是“朗肯-卡琳娜聯(lián)合循環(huán)”，它的朗肯循環(huán)效率為22%左右，卡琳娜循環(huán)效率在36%左右。我們有信心將泰安水泥余熱發(fā)電項(xiàng)目做成國內(nèi)同規(guī)模水泥生產(chǎn)線余熱發(fā)電量最高的項(xiàng)目。

　　上海盛合在世博會上即將展示的利用98℃水發(fā)電系統(tǒng)，請問發(fā)電效率如何？

　　張高佐：上海世博會期間我們將展示的系統(tǒng)，第一個(gè)系統(tǒng)是利用太陽能產(chǎn)生98℃熱水，將其儲存在熱水箱中，晚上用于發(fā)電。第二個(gè)系統(tǒng)是將氨工質(zhì)直接安裝于太陽能集熱器中，通過氨集熱器直接產(chǎn)生高壓能蒸汽進(jìn)入其汽輪機(jī)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)理念性的實(shí)驗(yàn)，是未來的發(fā)展趨勢，目前其發(fā)電效率初步估計(jì)在8-10%，相信該系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化，發(fā)電效率還有提高的余地。

　　互動論壇期間，與會代表也針對自己所遇到的問題對嘉賓進(jìn)行提問。

　　代表提問：我廠余熱發(fā)電項(xiàng)目于07年6月建成，建成頭兩年年發(fā)電量在2800萬度左右，經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯的大修之后，噸熟料的煤耗從115公斤下降到了109公斤，噸熟料的發(fā)電量降至28度以下，請問這種情況是否正常？

　　董蘭起：作為2500t/d的生產(chǎn)線，煤耗109公斤是比較理想的。對于余熱發(fā)電系統(tǒng)的考核指標(biāo)，單獨(dú)看噸熟料的發(fā)電量不是很準(zhǔn)確。噸熟料發(fā)電量的提出是在中空窯上提出的，我國大部分中空窯采用的是筒式冷卻機(jī)，不是篦冷機(jī)，在這種情況下，窯尾的廢氣沒有任何的再利用，我們采用的余熱全部是窯尾的余熱，這種情況下噸熟料的發(fā)電量就有一定的參考價(jià)值。但目前隨著技術(shù)的進(jìn)步，煤耗在不斷下降，窯尾的溫度也在下降，同時(shí)生料的水分不同、地區(qū)不同、氣候不同都會對窯尾的溫度產(chǎn)生影響，所以噸熟料的發(fā)電量就不能完全成為余熱發(fā)電系統(tǒng)好壞的考核指標(biāo)。

　　您公司余熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量下降可能的原因：1、由于煤耗的下降造成的發(fā)電量下降；2、汽輪機(jī)等設(shè)備如果維護(hù)到位，那么目前的下降也是正常的。

安徽海螺川崎工程公司副總 肖艷

　　肖艷：針對您企業(yè)的問題，燒成系統(tǒng)經(jīng)過大修之后，建議您鑒定一下在大修前后，鍋爐與水泥系統(tǒng)邊界的情況是否發(fā)生了變化，考核一下前后的窯尾廢氣溫度和差壓有無變化，然后在檢查余熱發(fā)電系統(tǒng)。我認(rèn)為，2500 t/d的生產(chǎn)線，109公斤的煤耗，發(fā)電量不應(yīng)該在30度以下，具體問題還要系統(tǒng)排查一下。

　　代表提問：第四代篦冷機(jī)與前幾代的區(qū)別在哪里？對余熱發(fā)電的影響如何？

　　董蘭起：第四代篦冷機(jī)與前三代有著本質(zhì)的區(qū)別，首先是傳動方式的變化，這個(gè)變化主要是為滿足水泥熟料的冷卻過程；二是配風(fēng)比、電耗明顯下降。在目前應(yīng)用的項(xiàng)目來看，同等規(guī)模的生產(chǎn)線采用四代篦冷機(jī)余熱發(fā)電量有所下降?？偟膩碚f，第四代篦冷機(jī)效率的提高，使熱量下降，因此發(fā)電量有所下降。