我国水泥行业余热利用现状及发展趋势.doc

我国水泥行业余热利用现状及发展趋势作者:庄春来更新日期: 2007-5-6 今年,国家宏观调控的主要原因是固定资产投资增长过快,使煤、电、油、运难于支撑,影响了我国经济的正常运行和社会的稳步发展。作为能源消耗大户的水泥工业,煤、电、运紧张已经成为严重制约水泥发展的瓶颈。特别是电力短缺,使水泥热点地区水泥企业不能连续生产,不但直接影响水泥生产和市场供应, 对水泥窑的安全运转也带来较大隐患。而水泥余热发电系统不仅发电成本低,经济效益好,还可以缓解电力紧张的矛盾。同时,我国是联合国气候框架公约的成员国,通过节电,减少火力发电生产过程中产生的大量 CO2 ,对减少温室效应、保护生态环境也起着积极的作用。一、余热发电经过三个阶段我国水泥窑余热发电大致经历了中空窑高温余热发电、预热器及预分解窑带补燃炉中低温余热发电、预热器及预分解窑低温余热发电三个发展阶段。我国在 20世纪 20~30年代由于电力紧张,建设了一批干法中空窑余热发电水泥厂,其水泥窑废气温度为 800 ℃~900 ℃、熟料热耗为 6700k J/kg ~8400kJ/kg ,所配套的高温余热发电系统的发电能力为每吨熟料 100kWh ~1 30kWh. 以后,由于我国的电力短缺,中空窑余热发电有了较大发展。80年代末至 90年代初,在解决了余热锅炉所存在的许多重大技术问题和难题后,吨熟料余热发电量大于 170kWh ,运行成本 ~ 元/kWh ,标志着我,为原有中空余热发电窑进行技术改造和新建一批类似生产线打下了良好的基础。直到 90年代初,预分解窑带补燃炉余热发电技术在我国开始应用。上述技术的发展均以提高发电量、缓解电力供应不足为主要目的,为我国水泥工业的发展作出了重要贡献。随着人们节能和环保意识的提高,世界上单纯以余热利用为目的的预热器及预分解窑低温余热发电在上世纪 80年代初有了较大发展,其水泥窑废气温度为 3 50℃左右、熟料热耗为 2900kJ/kg ~3300kJ/kg ,所配套的纯低温余热发电系统的发电能力为每吨熟料 30kWh ~40kWh ,这对水泥企业资源综合利用、提高经济效益有重大意义。在发达国家,特别是能源短缺地区,纯低温余热发电已被广泛应用。二、带补燃锅炉余热发电系统的特点带补燃锅炉的余热发电系统其实就是一座火电厂,我国带补燃锅炉的预分解窑余热发电系统已运行了 10多年。当水泥生产企业要求发电能力大且有煤矸石、垃圾等劣质燃料来源时,可采用带补燃锅炉的余热发电热力循环系统。带补燃锅炉的余热发电系统主要设计思路为:利用低温废气通过锅炉生产高压饱和蒸汽及高压高温热水,其蒸汽通入补燃锅炉汽包、高温热水做为补燃锅炉给水,由于补燃锅炉为消耗燃料的锅炉,因此其蒸汽参数按火力发电厂中压、中温以上的参数要求确定。此系统符合通过理论分析所确定的余热发电热力循环系统的原则,其180 ~350 ℃的低温废气余热利用方式与纯中低温余热发电热力循环系统相同。由于系统带有补燃锅炉,其发电装机容量是变化的,确定发电装机容量有如下两种方式:一种是经济型方式,即发电装机容量按水泥厂全厂总用电功率的 8 0%~90% 确定。按此方式确定的装机容量对于水泥生产厂来讲,由于发电能力大, 电站生产运行的经济性即水泥生产厂的获利是好的,但节能效果则不是很好。第二