今年，國家宏觀調(diào)控的主要原因是固定資產(chǎn)投資增長過快，使煤、電、油、運難于支撐，影響了我國經(jīng)濟的正常運行和社會的穩(wěn)步發(fā)展。作為能源消耗大戶的水泥工業(yè)，煤、電、運緊張已經(jīng)成為嚴重制約水泥發(fā)展的瓶頸。特別是電力短缺，使水泥熱點地區(qū)水泥企業(yè)不能連續(xù)生產(chǎn)，不但直接影響水泥生產(chǎn)和市場供應(yīng)，對水泥窯的安全運轉(zhuǎn)也帶來較大隱患。而水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)不僅發(fā)電成本低，經(jīng)濟效益好，還可以緩解電力緊張的矛盾。同時，我國是聯(lián)合國氣候框架公約的成員國，通過節(jié)電，減少火力發(fā)電生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量CO2，對減少溫室效應(yīng)、保護生態(tài)環(huán)境也起著積極的作用。

        一、余熱發(fā)電經(jīng)過三個階段

        我國水泥窯余熱發(fā)電大致經(jīng)歷了中空窯高溫余熱發(fā)電、預(yù)熱器及預(yù)分解窯帶補燃爐中低溫余熱發(fā)電、預(yù)熱器及預(yù)分解窯低溫余熱發(fā)電三個發(fā)展階段。我國在20世紀20～30年代由于電力緊張，建設(shè)了一批干法中空窯余熱發(fā)電水泥廠，其水泥窯廢氣溫度為800℃～900℃、熟料熱耗為6700kJ/kg～8400kJ/kg，所配套的高溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力為每噸熟料100kWh～130kWh.以后，由于我國的電力短缺，中空窯余熱發(fā)電有了較大發(fā)展。80年代末至90年代初，在解決了余熱鍋爐所存在的許多重大技術(shù)問題和難題后，噸熟料余熱發(fā)電量大于170kWh，運行成本0.08～0.12元/kWh，標志著我國中空窯余熱發(fā)電技術(shù)達到了一個嶄新的水平，為原有中空余熱發(fā)電窯進行技術(shù)改造和新建一批類似生產(chǎn)線打下了良好的基礎(chǔ)。直到90年代初，預(yù)分解窯帶補燃爐余熱發(fā)電技術(shù)在我國開始應(yīng)用。上述技術(shù)的發(fā)展均以提高發(fā)電量、緩解電力供應(yīng)不足為主要目的，為我國水泥工業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻。

        隨著人們節(jié)能和環(huán)保意識的提高，世界上單純以余熱利用為目的的預(yù)熱器及預(yù)分解窯低溫余熱發(fā)電在上世紀80年代初有了較大發(fā)展，其水泥窯廢氣溫度為350℃左右、熟料熱耗為2900kJ/kg～3300kJ/kg，所配套的純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力為每噸熟料30kWh～40kWh，這對水泥企業(yè)資源綜合利用、提高經(jīng)濟效益有重大意義。在發(fā)達國家，特別是能源短缺地區(qū)，純低溫余熱發(fā)電已被廣泛應(yīng)用。

        二、帶補燃鍋爐余熱發(fā)電系統(tǒng)的特點

        帶補燃鍋爐的余熱發(fā)電系統(tǒng)其實就是一座火電廠，我國帶補燃鍋爐的預(yù)分解窯余熱發(fā)電系統(tǒng)已運行了10多年。當水泥生產(chǎn)企業(yè)要求發(fā)電能力大且有煤矸石、垃圾等劣質(zhì)燃料來源時，可采用帶補燃鍋爐的余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)。

        帶補燃鍋爐的余熱發(fā)電系統(tǒng)主要設(shè)計思路為：利用低溫廢氣通過鍋爐生產(chǎn)高壓飽和蒸汽及高壓高溫熱水，其蒸汽通入補燃鍋爐汽包、高溫熱水做為補燃鍋爐給水，由于補燃鍋爐為消耗燃料的鍋爐，因此其蒸汽參數(shù)按火力發(fā)電廠中壓、中溫以上的參數(shù)要求確定。此系統(tǒng)符合通過理論分析所確定的余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)的原則，其180～350℃的低溫廢氣余熱利用方式與純中低溫余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)相同。

        由于系統(tǒng)帶有補燃鍋爐，其發(fā)電裝機容量是變化的，確定發(fā)電裝機容量有如下兩種方式：一種是經(jīng)濟型方式，即發(fā)電裝機容量按水泥廠全廠總用電功率的80%～90%確定。按此方式確定的裝機容量對于水泥生產(chǎn)廠來講，由于發(fā)電能力大，電站生產(chǎn)運行的經(jīng)濟性即水泥生產(chǎn)廠的獲利是好的，但節(jié)能效果則不是很好。第二種是節(jié)能型方式，即發(fā)電裝機容量按技術(shù)上可能實現(xiàn)的最小補燃量來確定。按此方式確定的裝機容量其節(jié)能效果是好的，但對水泥廠來講由于發(fā)電能力受限，電站生產(chǎn)運行的經(jīng)濟性則不是很好。

        帶補燃鍋爐的余熱發(fā)電，由于其運行操作比火電廠復(fù)雜、不易控制，而且設(shè)備龐大、投資費用高，推廣受到一定的限制。雖然利用了水泥熟料生產(chǎn)余熱，節(jié)約了能源，但是，因增設(shè)補燃鍋爐而多發(fā)出的電能部分，與大容量的高溫高壓蒸汽發(fā)電相比，其單位電能煤耗要高40%以上，是不經(jīng)濟的。另外，帶補燃鍋爐的余熱發(fā)電相當于一個小火電廠，這是國家政策不允許的。

        三、純低溫余熱發(fā)電的發(fā)展趨勢

        在國內(nèi)，經(jīng)過十幾年的開發(fā)、研究和若干實際工程投產(chǎn)運行，對于水泥窯余熱發(fā)電來講，純低溫余熱發(fā)電技術(shù)無論是熱力循環(huán)系統(tǒng)還是設(shè)備（國產(chǎn)化）都已成熟可靠，尤其是補汽式汽輪機的研制成功，使我國余熱發(fā)電技術(shù)及裝備除了汽輪機本體效率比日本的產(chǎn)品略低外，總體上的技術(shù)水平已經(jīng)趕上國際先進工業(yè)國家，為我國眾多的不同窯型水泥生產(chǎn)廠提供了可供選擇的余熱發(fā)電技術(shù)及裝備。對于余熱發(fā)電技術(shù)，無論是循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)工質(zhì)，還是各種專用設(shè)備（余熱鍋爐、補燃鍋爐、汽輪機、鍋爐給水除氧設(shè)備等仍然有進一步發(fā)展、提高的余地，同時也存在著余熱發(fā)電技術(shù)如何與水泥熟料煅燒技術(shù)進一步結(jié)合以開發(fā)出帶有純低溫余熱發(fā)電的更加節(jié)能的新型干法水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的問題。將水泥生產(chǎn)設(shè)備的節(jié)電技術(shù)與余熱發(fā)電技術(shù)結(jié)合起來開發(fā)出每公斤綜合能耗（熱耗及電網(wǎng)供電量）僅相當于3500kJ熱能的帶有純低溫余熱發(fā)電的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是現(xiàn)實的，也是可能的。

        進入新世紀后，我國的經(jīng)濟建設(shè)進入了一個高速穩(wěn)步發(fā)展的新時期，對水泥需求量的增加，促進了水泥工業(yè)的高速發(fā)展。隨著水泥生產(chǎn)規(guī)模的擴大，生產(chǎn)設(shè)備開發(fā)制造的大型化和國產(chǎn)化程度也逐年提高。我國近年來新建投產(chǎn)的新型干法水泥生產(chǎn)線，在工藝生產(chǎn)方法、自動控制、投資、生產(chǎn)規(guī)模、勞動生產(chǎn)率和環(huán)境保護等生產(chǎn)技術(shù)和裝備方面，已逐步接近國際先進水平，但我國的新型干法水泥廠可燃廢料的替代率和生產(chǎn)用電的自供率很低，與發(fā)達國家相比，存在很大差距。據(jù)報道，迄今為止，為解決電力供應(yīng)緊張狀況，在新型干法線上加帶有補燃鍋爐的余熱發(fā)電系統(tǒng)，也不到10條生產(chǎn)線，而主要從節(jié)約能源、降低水泥生產(chǎn)成本考慮，配備有純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的，僅有3條新型干法水泥生產(chǎn)線。

         純低溫余熱發(fā)電是利用窯頭、窯尾排放廢氣余熱發(fā)電，無需消耗燃料。在預(yù)分解窯系統(tǒng)上加設(shè)純中低溫余熱發(fā)電，能將水泥生產(chǎn)的綜合熱利用率從60%左右提高到90%以上，經(jīng)濟效益明顯。純中低溫余熱發(fā)電量現(xiàn)已達到30～40kWh/t熟料，使水泥生產(chǎn)線的自供電量達到1/3以上，經(jīng)濟效益是很可觀的，窯頭、窯尾廢氣通過余熱鍋爐溫度進一步降低后排放，對環(huán)境的熱污染程度降低。而相對于燃煤電站，不用燃煤發(fā)出10000kWh電，少排放近8t的CO2，這對減少溫室效應(yīng)，保護生態(tài)環(huán)境，起著積極的促進作用。因此，在用新型干法生產(chǎn)線取代耗能高的立窯和濕法窯水泥生產(chǎn)方法的同時，在已投產(chǎn)運行和新建的新型干法窯生產(chǎn)線上，加設(shè)純中低溫余熱發(fā)電裝置，充分利用余熱發(fā)電，回收能源，將會成為我國水泥工業(yè)節(jié)能的一項重大舉措。

                                    來源：中國建材信息總網(wǎng)