侯賓才：水泥余熱發(fā)電發(fā)展方向及其提高途徑

　　一、水泥余熱發(fā)電的發(fā)展方向

　　1 作為余熱電站，不可以增加生產(chǎn)線消耗來提高發(fā)電量。

　　增加煤耗（熱耗）+增加發(fā)電效益能否提高水泥工廠綜合效益，這個(gè)話題值得考慮。

　　很多設(shè)計(jì)單位、業(yè)主都有這樣的想法，就是增加水泥熟料生產(chǎn)線的熱耗，綜合效益就能得到提高，或者增加了熱耗，沒有達(dá)到發(fā)電的效率，就增加煤耗的匹配；

　　根據(jù)我們的調(diào)查和了解，依據(jù)南京工業(yè)大學(xué)做過的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，增加水泥熟料生產(chǎn)線的熱耗即增加煤耗與增加發(fā)電量的比值是：多發(fā)一度電，需增加1.4kg的煤左右。這種靠增加熱耗來進(jìn)行發(fā)電，創(chuàng)造余熱來發(fā)電，不利于整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)、余熱發(fā)電的科學(xué)發(fā)展。

　　如果說某個(gè)地方煤價(jià)很便宜，電價(jià)很高，且電力又很缺少，以上措施在短期來說可以得到一定的利用，但從長期發(fā)展來說這種做法是不可取的。在余熱發(fā)電上，我們應(yīng)利用一次熱源，不能創(chuàng)造熱源再進(jìn)行發(fā)電。

　　2 不影響生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)。

　　3 運(yùn)行的穩(wěn)定性，通過提高機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)率，提高機(jī)組年發(fā)電量。

　　二、提高余熱發(fā)電的途徑

　　現(xiàn)在很多生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)上馬或者正打算上余熱發(fā)電項(xiàng)目，如何提高余熱發(fā)電的能力，余熱發(fā)電的途徑有哪些也成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一。

　　我們對(duì)余熱必須充分利用，但是前提是在不增加水泥熟料生產(chǎn)的熱耗、不創(chuàng)造余熱來發(fā)電的情況下。

　　提高余熱發(fā)電的途徑（一）

　　1采用我院專利窯頭鍋爐，較少煙風(fēng)管道、外置式沉降室散熱（每噸熟料發(fā)電可增加2kWh)。

　　我們的窯頭鍋爐采用沉降室與鍋爐一體化，減少沉降室的散熱。以去年我們在浙江的某個(gè)項(xiàng)目為例，一條2500t/d的水泥熟料生產(chǎn)線，起初的小時(shí)發(fā)電量是3000 kWh左右，更換了我們的專利窯頭鍋爐后，發(fā)電量3400kWh以上。汽輪機(jī)，窯頭、循環(huán)水系統(tǒng)都不用變動(dòng)，就是單純的更換窯頭鍋爐，發(fā)電量提高了百分之十幾。

　　2 加強(qiáng)窯尾預(yù)熱器的保溫，提高進(jìn)入SP鍋爐溫度。

　　很多設(shè)計(jì)院為了設(shè)計(jì)的好看，在預(yù)熱器的表面并沒有進(jìn)行保溫，或者保溫的效果很差，在這種情況下應(yīng)該加強(qiáng)預(yù)熱器的保溫，余熱資源是一定的，不能白白浪費(fèi)。

　　曾經(jīng)我們在某水泥企業(yè)做過實(shí)驗(yàn)，該廠一號(hào)線是一條1500t/d的水泥熟料生產(chǎn)線,2號(hào)線是新建項(xiàng)目，我們要求靠生產(chǎn)線把預(yù)熱器的C1桶進(jìn)行保溫，保溫以后鍋爐進(jìn)風(fēng)溫度明顯提高，提高了余熱發(fā)電量。

　　3 窯尾根據(jù)生料磨開啟情況、季節(jié)變化，窯尾余熱鍋爐出口煙氣溫度可調(diào)。采用復(fù)合型的熱力系統(tǒng)。

　　4 窯頭鍋爐系統(tǒng)余風(fēng)再循環(huán)技術(shù)。

　　利用窯頭煙囪出口的煙氣，引致冷卻風(fēng)機(jī)下面，從而循環(huán)利用進(jìn)入鍋爐的煙氣，在不影響熟料的冷卻和質(zhì)量的情況下，提高余熱發(fā)電量。根據(jù)我們的研究顯示，窯頭鍋爐系統(tǒng)利用余風(fēng)再循環(huán)系統(tǒng)用法得當(dāng)，可以提高5%-10%的余熱發(fā)電量。尤其是在北方地區(qū)冬夏天氣溫度相差太大的情況下，利用這一技術(shù)可以減少環(huán)境對(duì)窯頭篦冷機(jī)的影響，以提高發(fā)電量。

　　5 如利用窯胴體輻射熱。以一條2500t/d水泥熟料生產(chǎn)線為例，利用窯胴體輻射熱可增加發(fā)電量300kW,或者帶2萬平米的采暖面積。利用窯胴體的余熱，一是用于發(fā)電，二是用于采暖，采暖效益較余熱發(fā)電效果更好。

　　6 復(fù)合空冷技術(shù)。

　　像我國的內(nèi)蒙古，山西等很多缺水的地區(qū)適于利用空冷的技術(shù)，對(duì)于余熱發(fā)電來講，復(fù)合空冷技術(shù)的裝置比較小，耗損能力也不是很多，當(dāng)水資源跟余熱發(fā)電匹配的時(shí)候，可以采用空冷與蒸發(fā)相結(jié)合的方式，提高冬天和夏天的發(fā)電量。

　　提高余熱發(fā)電的途徑（二）

　　以下是從路徑考慮或者是裝備管理來考慮，如何提高余熱發(fā)電量。

　　1 初參數(shù)的提高，汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度提高10℃，發(fā)電量能提高約2.5%。受余熱溫度、汽水管道散熱的影響，提高初始溫度的話需加強(qiáng)鍋爐、預(yù)熱器的保溫和密封。

　　2 汽輪機(jī)背壓的降低，0.008MPa降低到0.006MPa，發(fā)電量提高4%。

　　3 背壓受濕球溫度、循環(huán)水量、循環(huán)水質(zhì)、凝汽器換熱面清潔度的影響；

　　我們曾經(jīng)在亞東水泥做過實(shí)驗(yàn)，他們以前余熱發(fā)電的裝備采用日本GFE進(jìn)口設(shè)備，后面跟我們合作，我們發(fā)現(xiàn)臺(tái)式機(jī)采用日本的技術(shù)以后，即使汽輪機(jī)在利用三年之后，凝汽器系統(tǒng)無需清洗，鍋爐連續(xù)排污損耗也較小，水質(zhì)管理、水凝器的真空等方面的損耗都非常低，能源利用率和發(fā)電效率很高。日本GFE花很少的代價(jià)，就能把能源、余熱、蒸汽全部轉(zhuǎn)換為二次能源，這點(diǎn)值得學(xué)習(xí)。

　　4 汽輪機(jī)葉片的效率，汽輪機(jī)的整體效率提高。汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營過程中要保持的很好，開行過程中汽輪機(jī)震動(dòng)比較小，使整體效率包括蒸汽效率得到很大提高。

　　5 煙氣取熱方式、余熱能級(jí)的梯級(jí)利用；

　　6 非汽水系統(tǒng)：有機(jī)工質(zhì)循環(huán)。

　　余熱利用這一塊必須要做文章，設(shè)備管理、運(yùn)行管理提供一些研究運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)以供參考。余熱發(fā)電雖然在我們國內(nèi)利用率占70%-80%，目前已有的余熱發(fā)電站的發(fā)電效果并不是特別理想，采用以上這些手段使余熱發(fā)電量得到提高。

　　提高余熱發(fā)電的途徑（三）

　　1 熱力系統(tǒng)優(yōu)化，與主工藝最佳配合。余熱發(fā)電配置應(yīng)該與水泥生產(chǎn)線相匹配，余熱發(fā)電必須和主工藝配合，水泥窯余熱發(fā)電與余熱發(fā)電站做到相互配合、相互銜接，才能提高余熱發(fā)電量，

　　2 系統(tǒng)自動(dòng)化程度的提高。在運(yùn)行生產(chǎn)過程中，對(duì)余熱發(fā)電量、運(yùn)行成本進(jìn)行控制。很多海外的項(xiàng)目，像印度、海德堡都要求無人值守，汽輪機(jī)、鍋爐操作只需兩人就可完成操作。運(yùn)行過程中熟料的調(diào)整，風(fēng)量的調(diào)整，余熱資源的調(diào)整，都利用無人值守，提高自動(dòng)化水平，最大化的提高余熱發(fā)電量。在整個(gè)調(diào)整工藝中使得余熱資源、廢熱指標(biāo)都和電廠做到匹配，使余熱利用最大化。

　　三、其他行業(yè)余熱發(fā)電

　?。ㄒ唬Y(jié)余熱特點(diǎn)如下：

　　1 燒結(jié)余熱資源品位整體較低，低溫部分所占比例較大

　　高溫部分溫度在300-450℃之間，這部分廢氣占整個(gè)廢氣量的30-40％。

　　2 廢氣溫度波動(dòng)較大

　　余熱回收段廢氣溫度最高能達(dá)到520℃，最低時(shí)只有280℃。

　　3 余熱資源的連續(xù)性難以保證

　　與燒結(jié)生產(chǎn)工藝密切相關(guān)，在燒結(jié)生產(chǎn)過程中由于設(shè)備運(yùn)行的不穩(wěn)定性，短時(shí)間的停機(jī)現(xiàn)象很難避免。

　　燒結(jié)、環(huán)冷余熱發(fā)電系統(tǒng)

　　（二）、鐵合金礦熱爐余熱發(fā)電

　　（1）12500KVA 冶煉爐

　　排煙溫度   350～450℃

　　煙氣流量   ～14萬m3/h,

　?。?）25000KVA 冶煉爐

　　排煙溫度  450～550℃

　　煙氣流量   ～26萬m3/h

　　目前國內(nèi)在運(yùn)行中有余熱利用價(jià)值的主要有以上兩種爐型，根據(jù)國家最新政策，對(duì)于新建礦熱爐容量基本要求達(dá)到30MVA及更高。