中國(guó)水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)

一、中國(guó)發(fā)展水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)的目的

1．1降低能耗、保護(hù)環(huán)境

    水泥熟料鍛燒過(guò)程中，由窯尾預(yù)熱器、窯頭熟料冷卻機(jī)等排掉的400℃以下低溫廢氣余熱，其熱量約占水泥熟料燒成總耗熱量30%以上，造成的能源浪費(fèi)非常嚴(yán)重。水泥生產(chǎn)，一方面消耗大量的熱能（每噸水泥熟料消耗燃料折標(biāo)準(zhǔn)煤為100～115kg），另一方面還同時(shí)消耗大量的電能（每噸水泥約消耗90～115kwh）。如果將排掉的400℃以下低溫廢氣余熱轉(zhuǎn)換為電能并回用于水泥生產(chǎn)，可使水泥熟料生產(chǎn)綜合電耗降低60%或水泥生產(chǎn)綜合電耗降低30%以上，對(duì)于水泥生產(chǎn)企業(yè)：可以大幅減少向社會(huì)發(fā)電廠(chǎng)的購(gòu)電量或大幅減少水泥生產(chǎn)企業(yè)燃燒燃料的自備電廠(chǎng)的發(fā)電量以大大降低水泥生產(chǎn)能耗；可避免水泥窯廢氣余熱直接排入大氣造成的熱島現(xiàn)象，同時(shí)由于減少了社會(huì)發(fā)電廠(chǎng)或水泥生產(chǎn)企業(yè)燃燒燃料的自備電廠(chǎng)的燃料消耗，可減少CO2等燃燒廢物的排放而有利于保護(hù)環(huán)境。

1．2為“建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、推進(jìn)資源綜合利用”政策的推行提供技術(shù)支持

    能源、原材料、水、土地等自然資源是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要的物質(zhì)保證。而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，資源約束的矛盾日益凸顯。為此中國(guó)政府在為貫徹實(shí)施《節(jié)能中長(zhǎng)期專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》而編制的《中國(guó)節(jié)能技術(shù)政策大綱》（2005年修訂稿）中明確支持“大中型新型干法水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)”的研究、開(kāi)發(fā)、推廣工作。

1．3符合清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）項(xiàng)目的要求

     清潔發(fā)展機(jī)制是《京都議定書(shū)》第十二條確定的一個(gè)基于市場(chǎng)的靈活機(jī)制，其核心內(nèi)容是允許附件一締約方(即發(fā)達(dá)國(guó)家)與非附件一國(guó)家(即發(fā)展中國(guó)家)合作，在發(fā)展中國(guó)家實(shí)施溫室氣體減排項(xiàng)目。
    清潔發(fā)展機(jī)制的設(shè)立具有雙重目的：促進(jìn)發(fā)展中國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展和為實(shí)現(xiàn)公約的最終目標(biāo)做出貢獻(xiàn)；協(xié)助發(fā)達(dá)國(guó)家締約方實(shí)現(xiàn)其在《京都議定書(shū)》第三條之下量化的溫室氣體減限排承諾。通過(guò)參與清潔發(fā)展機(jī)制項(xiàng)目，發(fā)達(dá)國(guó)家的政府可以獲得項(xiàng)目產(chǎn)生的全部或者部分經(jīng)核證的減排量，并用于履行其在《京都議定書(shū)》下的溫室氣體減限排義務(wù)。對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)而言，獲得的CERs可以用于履行其在國(guó)內(nèi)的溫室氣體減限排義務(wù)，也可以在相關(guān)的市場(chǎng)上出售獲得經(jīng)濟(jì)收益。由于獲得CERs的成本遠(yuǎn)低于其在國(guó)內(nèi)采取減排措施的成本，發(fā)達(dá)國(guó)家政府和企業(yè)通過(guò)參加清潔發(fā)展機(jī)制項(xiàng)目可以大幅度降低其實(shí)現(xiàn)減排義務(wù)的經(jīng)濟(jì)成本。

    對(duì)于發(fā)展中國(guó)家而言，通過(guò)參加清潔發(fā)展機(jī)制項(xiàng)目合作可以獲得額外的資金和（或）先進(jìn)的環(huán)境保護(hù)技術(shù)，從而可以促進(jìn)本國(guó)的可持續(xù)發(fā)展。因此，清潔發(fā)展機(jī)制是一種“雙贏”的機(jī)制。清潔發(fā)展機(jī)制合作也可以降低全球?qū)崿F(xiàn)溫室氣體減排的總體經(jīng)濟(jì)成本。

1.4對(duì)于水泥生產(chǎn)企業(yè)  

     水泥生產(chǎn)企業(yè)建設(shè)余熱電站，投資小，見(jiàn)效快，可以大幅降低水泥生產(chǎn)能耗既成本，相應(yīng)地可以大幅提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1.5國(guó)家技術(shù)進(jìn)步方面

     支持并促進(jìn)“水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)”的研究、開(kāi)發(fā)、推廣工作，可以使中國(guó)水泥窯余熱發(fā)電的總體技術(shù)水平達(dá)到或接近當(dāng)前國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已經(jīng)達(dá)到的技術(shù)水平。

二、中國(guó)水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)、推廣工作的簡(jiǎn)要過(guò)程

     1984年，根據(jù)當(dāng)時(shí)水泥生產(chǎn)能力嚴(yán)重不足、供電能力十分緊張、新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)處于起步階段、煤電比價(jià)很低的實(shí)際情況，中國(guó)政府安排了救活十四個(gè)老水泥廠(chǎng)的工作。結(jié)合這項(xiàng)工作，國(guó)內(nèi)開(kāi)展了中空余熱發(fā)電窯的高溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備的研究、開(kāi)發(fā)、推廣、應(yīng)用工作。至1995年，利用高溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備，在國(guó)內(nèi)建設(shè)投產(chǎn)了約290條帶有高溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的中空余熱發(fā)電窯。形成了以主蒸汽參數(shù)、余熱鍋爐形式、余熱發(fā)電能力分別為2.45MPa—400℃—噸熟料余熱發(fā)電量90～110KW—臥式余熱鍋爐、3.82MPa—450℃—噸熟料余熱發(fā)電量130～150KW—臥式余熱鍋爐、3.82MPa—450℃—噸熟料余熱發(fā)電量170～180KW—立式余熱鍋爐的三代水泥窯高溫余熱發(fā)電技術(shù)，為我國(guó)開(kāi)展水泥窯低溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備的研究開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

     中國(guó)政府根據(jù)新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，在1990年安排了國(guó)家重大科技攻關(guān)項(xiàng)目《水泥廠(chǎng)低溫余熱發(fā)電工藝及裝備技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)》工作。其課題之一是：《帶補(bǔ)燃鍋爐的中、低溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備的研究開(kāi)發(fā)》，目的是在當(dāng)時(shí)中國(guó)國(guó)內(nèi)尚不能解決中低品位余熱—?jiǎng)恿D(zhuǎn)換機(jī)械的條件下，采用中國(guó)國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)系列汽輪發(fā)電機(jī)組回收400℃以下廢氣余熱進(jìn)行發(fā)電。該課題在1996年完成了攻關(guān)工作并形成了《帶補(bǔ)燃鍋爐的水泥窯低溫余熱發(fā)電技術(shù)》。截止2005年底，利用這項(xiàng)技術(shù)，在中國(guó)國(guó)內(nèi)的23個(gè)水泥廠(chǎng)36條1000～4000t/d預(yù)分解窯生產(chǎn)線(xiàn)上建設(shè)投產(chǎn)了28臺(tái)、總裝機(jī)為45.36萬(wàn)Kw的以煤矸石、石煤為補(bǔ)燃鍋爐燃料的綜合利用電站，各水泥廠(chǎng)取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。這項(xiàng)技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)、推廣、應(yīng)用，為我國(guó)開(kāi)發(fā)水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備工作積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

     根據(jù)研究、開(kāi)發(fā)、推廣《帶補(bǔ)燃鍋爐的水泥窯低溫余熱發(fā)電技術(shù)》的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合日本KHI公司1995年為中國(guó)一條4000t/d水泥窯提供的6480Kw純低溫余熱電站的建設(shè)，國(guó)內(nèi)分別于1997年、2001年在一條2000t/d水泥線(xiàn)、一條1500t/d水泥線(xiàn)上利用中國(guó)國(guó)產(chǎn)的設(shè)備和技術(shù)建設(shè)投產(chǎn)了裝機(jī)容量各為3000Kw、2500Kw的純低溫余熱電站。2001年至2005年，中國(guó)水泥行業(yè)利用中國(guó)國(guó)產(chǎn)的設(shè)備和技術(shù)在十?dāng)?shù)條1200t/d級(jí)、2500t/d級(jí)、5000t/d級(jí)新型干法窯上配套建設(shè)了裝機(jī)容量分別為2.0MW、3.0MW、6.0MW的純低溫余熱電站，形成了中國(guó)第一代水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，綜合技術(shù)指標(biāo)可以達(dá)到噸熟料余熱發(fā)電量為3140KJ/kg-28～33kwh/t。

     通過(guò)對(duì)十?dāng)?shù)條1200t/d級(jí)、2500t/d級(jí)、5000t/d級(jí)新型干法窯2.0MW、3.0MW、6.0MW純低溫余熱電站建設(shè)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，自2003年起，中國(guó)研究、開(kāi)發(fā)出了第二代水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)。至2007年2月，利用第二代水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)在中國(guó)國(guó)內(nèi)的1條1500t/d、1條1800t/d及1條2000t/d、1條3200t/d、4條2500t/d、 6條5000t/d共14條新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)上設(shè)計(jì)、建設(shè)、投產(chǎn)了11臺(tái)裝機(jī)容量分別為1臺(tái)3MW、1臺(tái)3.3MW 、2臺(tái)7.5MW、3臺(tái)4.5MW 2臺(tái)9MW、2臺(tái)18MW的純低溫余熱電站，其噸熟料余熱發(fā)電量均為3140KJ/kg-38～42kwh/t。

中國(guó)水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)、推廣工作的整個(gè)過(guò)程均是以大連易世達(dá)能源工程有限公司的主要技術(shù)力量為核心并因此獲得了若干項(xiàng)有關(guān)水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)的中國(guó)國(guó)家專(zhuān)利。

三、中國(guó)第二代水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)的比較

     目前發(fā)達(dá)國(guó)家從事水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備研究、開(kāi)發(fā)、推廣應(yīng)用工作的國(guó)家主要有日本、荷蘭、以色列、德國(guó)等先進(jìn)工業(yè)國(guó)家，其中尤以日本鋼管（JFE）、日本川崎重工（KHI）的技術(shù)及裝備在國(guó)際上推廣應(yīng)用所占的比重最大。中國(guó)第二代水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)相比如下：

四、大連易世達(dá)能源工程有限公司概況

     大連易世達(dá)能源工程有限公司，主要從事新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)純低溫余熱電站工程設(shè)計(jì)、技術(shù)咨詢(xún)、工程總承包、設(shè)備成套、安裝、調(diào)試、生產(chǎn)運(yùn)行管理等業(yè)務(wù)。目前擁有熱能、工藝、機(jī)械、電氣、土建等各專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)人員60多名，集中了原余熱發(fā)電“八五”國(guó)家攻關(guān)組主要技術(shù)力量，具有強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、工程管理和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)能力，是集開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、運(yùn)營(yíng)服務(wù)于一體的技術(shù)密集型企業(yè)。目前具有余熱發(fā)電三項(xiàng)實(shí)用新型及兩項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利，其專(zhuān)利技術(shù)涉及目前主蒸汽參數(shù)為1.57MPa-3.43 MPa—340⁰C-435⁰C的水泥窯純余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)。至2006年，在技術(shù)開(kāi)發(fā)及工程建設(shè)方面取得了如下主要業(yè)績(jī)：

技術(shù)開(kāi)發(fā)方面（帶*的為：大連易世達(dá)能源工程有限公司主要技術(shù)力量在天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院時(shí)參與或主持的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目）：

*（1）完成了水泥窯余熱發(fā)電“八五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“帶補(bǔ)燃鍋爐的低溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備的研究開(kāi)發(fā)”工作，開(kāi)發(fā)成果《帶補(bǔ)燃鍋爐的低溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備》獲國(guó)家“八五”科技攻關(guān)重大科技成果獎(jiǎng)，技術(shù)核心人員榮獲“八五”國(guó)家重點(diǎn)科研攻關(guān)全國(guó)先進(jìn)個(gè)人，受到了江澤民等黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的接見(jiàn)。

*（2）完成了日本NEDO贈(zèng)送寧國(guó)水泥廠(chǎng)純低溫余熱電站設(shè)備的技術(shù)談判、工程立項(xiàng)、日方資料轉(zhuǎn)化、工程設(shè)計(jì)工作。

*（3）完成了水泥窯余熱發(fā)電“八五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目成果《帶補(bǔ)燃鍋爐的低溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備》的技術(shù)升級(jí)工作（補(bǔ)燃鍋爐燃料由煤粉升級(jí)為：煤矸石、石煤等劣質(zhì)燃料及生活垃圾），此項(xiàng)技術(shù)已投產(chǎn)應(yīng)用于近40個(gè)工程：浙江紅火集團(tuán)、福建龍麟集團(tuán)、牡丹江水泥集團(tuán)、葛洲壩水泥廠(chǎng)、杭州錢(qián)潮集團(tuán)倉(cāng)前水泥廠(chǎng)等。

（4）完成中空余熱發(fā)電窯高溫二級(jí)余熱發(fā)電技術(shù)及裝備的研究開(kāi)發(fā)工作，開(kāi)發(fā)成果至2003年4月已工業(yè)實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用于二個(gè)實(shí)際工程，每噸熟料余熱發(fā)電量提高到1500×4.1868kJ/kg——190～200kWh/t。

*（5）完成水泥窯余熱發(fā)電“八五”國(guó)家重點(diǎn)科技公關(guān)延續(xù)性項(xiàng)目——水泥窯純低溫余熱發(fā)電——低參數(shù)混壓進(jìn)汽式（補(bǔ)汽式）汽輪機(jī)的研究開(kāi)發(fā)工作，其實(shí)際應(yīng)用工程及補(bǔ)汽式汽輪機(jī)組已通過(guò)部級(jí)鑒定，該套機(jī)組已應(yīng)用于九個(gè)實(shí)際工程。

（6）完成了水泥窯窯頭熟料冷卻機(jī)余熱鍋爐與補(bǔ)燃鍋爐一體化的研究開(kāi)發(fā)工作，其開(kāi)發(fā)成果目前已完成中間實(shí)驗(yàn)運(yùn)行考核階段。

（7）完成了中空余熱發(fā)電窯熟料提產(chǎn)降耗的技改研究、開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)工作，使中空余熱發(fā)電窯熟料產(chǎn)量提高200%～400%。

（8）完成了帶有二級(jí)預(yù)熱器、分解爐配套純中低溫二級(jí)余熱電站的新型干法水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)的技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。

*（9）完成了國(guó)內(nèi)第一代水泥窯純中低溫余熱發(fā)電技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)工作，其標(biāo)志為：主蒸汽參數(shù)為0.69～1.27MPa-280～340℃，實(shí)現(xiàn)了理論上采用這種主蒸汽參數(shù)時(shí)的最大發(fā)電量750kcal/kg-28～33kwh/t。

（10）完成了提高型（也稱(chēng)為第二代）水泥窯純中低溫余熱發(fā)電技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)工作（其標(biāo)志為：主蒸汽參數(shù)為1.57～3.43MPa-340～435℃，實(shí)現(xiàn)了理論上采用這種主蒸汽參數(shù)時(shí)的最大發(fā)電量750kcal/kg-38～42kwh/t），確定了提高水泥窯純低溫余熱發(fā)電能力的技術(shù)途徑，相應(yīng)地發(fā)明了若干具體技術(shù)措施（三項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利、兩項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利），使水泥窯純低溫余熱發(fā)電能力比目前推廣應(yīng)用的第一代水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)提高14.5～31.25%。

（11）歷年來(lái)先后完成15種余熱發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)、32種余熱發(fā)電裝備技術(shù)的開(kāi)發(fā)工作，完成了46個(gè)水泥廠(chǎng)的余熱發(fā)電工程設(shè)計(jì)工作、9條水泥生產(chǎn)線(xiàn)技改或新建設(shè)計(jì)工作、15個(gè)水泥廠(chǎng)的水泥生產(chǎn)線(xiàn)及余熱發(fā)電工程啟動(dòng)調(diào)試工作。

在純低溫余熱發(fā)電工程實(shí)例上，大連易世達(dá)能源工程有限公司利用第二代水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，至2007年2月在國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)的1條1500t/d、1條1800t/d、1條2000t/d、1條3200t/d、4條2500t/d、6條5000t/d等共計(jì)13條新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)、建設(shè)、設(shè)計(jì)了1臺(tái)3MW、1臺(tái)3.3MW、3臺(tái)4.5MW、2臺(tái)7.5MW、2臺(tái)9MW、2臺(tái)18MW共計(jì)11臺(tái)總裝機(jī)為89MW的純余熱電站，噸熟料余熱發(fā)電量均為750kcal/kg-38~42kwh/t。

高溫及補(bǔ)燃余熱電站工程設(shè)計(jì)方面，見(jiàn)下表（帶*的為：大連易世達(dá)能源工程有限公司主要技術(shù)力量在天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院時(shí)參與或主持的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目）：

純低溫余熱電站工程設(shè)計(jì)方面，見(jiàn)下表（帶*的為：大連易世達(dá)能源工程有限公司主要技術(shù)力量在天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院時(shí)參與或主持的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目）：

工程總承包方面：

河南七里崗水泥廠(chǎng)2#窯（1200t/d）AQC補(bǔ)燃及余熱鍋爐一體化工程；
華新金貓水泥（蘇州）有限公司1#窯（3500t/d）SP余熱鍋爐工程；

山水昌樂(lè)水泥公司2500t/d水泥窯3MW純低溫余熱電站工程；

福建福龍水泥廠(chǎng)6000kw電站AQC余熱鍋爐工程；

浙江龍游杜山水泥2500t/d窯4.5MW純低溫余熱電站工程。

山水濰坊水泥公司2500t/d水泥窯4..5MW純低溫余熱電站工程；

山水創(chuàng)新水泥公司2500t/d水泥窯4..5MW純低溫余熱電站工程；

山水水泥公司1800t/d+2000t/d水泥窯7..5MW純低溫余熱電站工程；

浙江興寶龍水泥公司1500t/d水泥窯3MW純低溫余熱電站工程；

福建福龍水泥廠(chǎng)3200t/d水泥窯9.0MW純低溫余熱電站工程；

五、水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)及相關(guān)問(wèn)題

5.1第一代純低溫余熱發(fā)電技術(shù)

技術(shù)要點(diǎn)：利用水泥窯窯尾預(yù)熱器排出的350℃以下廢氣設(shè)置一臺(tái)窯尾預(yù)熱器余熱鍋爐（簡(jiǎn)稱(chēng)SP鍋爐）、利用水泥窯窯頭熟料冷卻機(jī)排出的400℃以下廢氣設(shè)置一臺(tái)熟料冷卻機(jī)廢氣余熱鍋爐（簡(jiǎn)稱(chēng)AQC爐）、兩臺(tái)鍋爐設(shè)置一臺(tái)蒸汽輪機(jī)、發(fā)電系統(tǒng)主蒸汽參數(shù)為0.69～1.27MPa—280～340℃、余熱發(fā)電能力為3140kJ/kg熟料——28～32kwh/t熟料。

熱力系統(tǒng)構(gòu)成有如下三種模式：

其一：?jiǎn)螇翰谎a(bǔ)汽式純余熱發(fā)電技術(shù)，見(jiàn)圖1。

其二：復(fù)合閃蒸補(bǔ)汽純余熱發(fā)電技術(shù)，見(jiàn)圖2。

其三：多壓補(bǔ)汽式純余熱發(fā)電技術(shù)，見(jiàn)圖3

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     第一代余熱發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)：上述三種技術(shù)沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，共同的特點(diǎn)：都是利用在窯頭熟料冷卻機(jī)中部增設(shè)抽廢氣口或直接利用冷卻機(jī)尾部廢氣出口的400℃以下廢氣及窯尾預(yù)熱器排出的300～350℃的廢氣余熱；最重要的特點(diǎn)是采用0.69～1.27MPa-280～340℃低壓低溫主蒸汽。區(qū)別僅在于：窯頭熟料冷卻機(jī)在生產(chǎn)0.69～1.27MPa-280～340℃低壓低溫蒸汽的同時(shí)或同時(shí)再生產(chǎn)0.1～0.5MPa-飽和～160℃低壓低溫蒸汽、或同時(shí)再生產(chǎn)85～200℃的熱水；汽輪機(jī)采用補(bǔ)汽式或不補(bǔ)汽式汽輪機(jī)；復(fù)合閃蒸補(bǔ)汽式適用于汽輪機(jī)房與冷卻機(jī)距離較遠(yuǎn)的情況而多壓補(bǔ)汽式適用于汽輪機(jī)房與冷卻機(jī)距離較近的情況。

      第一代余熱發(fā)電技術(shù)存在的問(wèn)題及實(shí)際發(fā)電能力：

      第一代余熱發(fā)電技術(shù)填補(bǔ)了我國(guó)水泥行業(yè)的空白，為我國(guó)發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)奠定了基礎(chǔ)并積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。但由于技術(shù)條件的限制，其技術(shù)水平類(lèi)比新型干法窯，相當(dāng)于上世紀(jì)九十年代初的水平，無(wú)論投資、發(fā)電能力、運(yùn)行的穩(wěn)定性、設(shè)備壽命、運(yùn)行可調(diào)整性都存在一定的問(wèn)題：

（1）沒(méi)有很好利用熟料冷卻機(jī)的廢氣溫度，系統(tǒng)只生產(chǎn)低溫低壓蒸汽，余熱沒(méi)有按其溫度分布進(jìn)行梯級(jí)利用，使發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)效率太低，余熱達(dá)不到應(yīng)該達(dá)到的發(fā)電量，比如：對(duì)于帶有5級(jí)預(yù)熱器的水泥窯其余熱發(fā)電能力在保證滿(mǎn)足生料烘干所需廢氣溫度為210℃、煤磨烘干所需廢氣參數(shù)、不影響水泥生產(chǎn)、不增加水泥熟料燒成熱耗及電耗、不改變水泥生產(chǎn)用原燃料的烘干熱源、不改變水泥生產(chǎn)的工藝流程及設(shè)備的條件下，每噸熟料余熱發(fā)電量實(shí)際上不可能超過(guò)750kcal/kg-33kwh（實(shí)際熟料產(chǎn)量為5500t/d,熱耗為小于750kcal/kg或者預(yù)熱器出口廢氣溫度小于330℃,生料烘干溫度大于210℃時(shí)的發(fā)電功率不會(huì)大于7800Kw）。

      目前，一些設(shè)計(jì)單位采用第一代余熱發(fā)電技術(shù)宣傳已有很高的發(fā)電量，如：2500t/d窯發(fā)電裝機(jī)已達(dá)6000KW或發(fā)電功率已達(dá)到4000KW, 5500t/d窯發(fā)電已達(dá)9300KW。對(duì)于第一代余熱發(fā)電技術(shù)，在理論上這是不可能的。經(jīng)實(shí)際調(diào)查，有如下幾種情況，在宣傳上促成了發(fā)電功率的提高，但這些情況都是背離余熱發(fā)電應(yīng)遵循的基本原則的，有的甚至是弄虛作假。

      第一種情況：熟料熱耗遠(yuǎn)高于750Kcal/Kg。一般來(lái)講，對(duì)于新型干法水泥煅燒工藝形成的低溫廢氣余熱，以熟料熱耗750Kcal/Kg為基數(shù)，當(dāng)熟料熱耗每增加7～8Kcal/Kg時(shí)，噸熟料余熱發(fā)電量應(yīng)增加1 kwh以上。以750Kcal/Kg的熟料熱耗,對(duì)于2500t/d窯：當(dāng)采用第一代余熱發(fā)電技術(shù)時(shí)，實(shí)際噸熟料余熱發(fā)電能力應(yīng)為28～32kwh，電站實(shí)際發(fā)電功率應(yīng)為2900～3350KW(如果采用第二代余熱發(fā)電技術(shù), 實(shí)際噸熟料余熱發(fā)電能力應(yīng)為38～42kwh，電站發(fā)電功率應(yīng)為3900～4380KW)；以850Kcal/Kg的熟料熱耗,對(duì)于2500t/d窯：當(dāng)采用第一代余熱發(fā)電技術(shù)時(shí)，實(shí)際噸熟料余熱發(fā)電能力應(yīng)為40～44kwh，電站實(shí)際發(fā)電功率應(yīng)為4160～4580KW(如果采用第二代余熱發(fā)電技術(shù), 實(shí)際噸熟料余熱發(fā)電能力應(yīng)為50～54kwh，電站發(fā)電功率應(yīng)為5200～5600KW)。以750Kcal/Kg的熟料熱耗,對(duì)于5000t/d窯：當(dāng)采用第一代余熱發(fā)電技術(shù)時(shí)，電站發(fā)電功率應(yīng)為6200～7500KW(如果采用第二代余熱發(fā)電技術(shù), 電站發(fā)電功率應(yīng)為7900～8750KW)。

      第二種情況：在發(fā)電機(jī)功率表上做手腳,乘上大于一的系數(shù),這是典型的做假行為。

      第三種情況：為了提高發(fā)電量，利用三次風(fēng)或其它水泥生產(chǎn)用的高溫氣體來(lái)發(fā)電，這無(wú)疑需要大大增加熟料熱耗，而由于余熱發(fā)電蒸汽參數(shù)較低，熱力系統(tǒng)循環(huán)熱效率低，這種方式是對(duì)能源的浪費(fèi)。

第四種情況：熟料實(shí)際產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其宣傳的產(chǎn)量，給大家造成余熱發(fā)電量很高的假象。

(2)由于采用0.69～1.27MPa-280～340℃低壓低溫蒸汽，對(duì)適應(yīng)水泥窯生產(chǎn)的波動(dòng)性較差。如:采用1.27MPa-340℃蒸汽參數(shù)時(shí)，保證汽輪機(jī)壽命和效率的蒸汽參數(shù)變化范圍為0.97～1.47MPa-325～350℃，但由于水泥窯生產(chǎn)的波動(dòng)性,保證蒸汽參數(shù)變化范圍為0.97～1.47MPa-325～350℃是非常困難的，這是目前利用第一代余熱發(fā)電技術(shù)建設(shè)投產(chǎn)的余熱電站普遍存在的問(wèn)題，其危害在于將大大縮短汽輪機(jī)壽命，目前只是由于已投產(chǎn)的余熱電站運(yùn)行時(shí)間都比較短，這個(gè)問(wèn)題還沒(méi)有暴露出來(lái)(采用第二代余熱發(fā)電技術(shù)的2.29MPa-370℃蒸汽參數(shù)，保證汽輪機(jī)壽命和效率的蒸汽參數(shù)變化范圍為1.27～2.47MPa-325～400℃，這就能很好地適應(yīng)水泥窯生產(chǎn)的波動(dòng))。

(3) 第一代余熱發(fā)電技術(shù)的蒸汽溫度是不可調(diào)整的,只能隨水泥窯生產(chǎn)的波動(dòng)而波動(dòng)，而且波動(dòng)范圍之大，足以嚴(yán)重影響汽輪機(jī)壽命(而第二代余熱發(fā)電技術(shù)很好地解決了這個(gè)問(wèn)題)。

(4) 第一代余熱發(fā)電技術(shù)的兩臺(tái)鍋爐給水系統(tǒng)是串連的，任意一臺(tái)鍋爐有異常，都將影響整套電站的運(yùn)行(第二代余熱發(fā)電技術(shù)同樣很好地解決了這個(gè)問(wèn)題)。

(5) 第一代余熱發(fā)電技術(shù)由于采用低壓低溫蒸汽，電站所需要的管道規(guī)格及冷卻水系統(tǒng)設(shè)備相對(duì)較大，單位KW裝機(jī)投資也普遍高于第二代余熱發(fā)電技術(shù)(同樣條件下約提高百分之十以上)。

5.2第二代純余熱發(fā)電技術(shù)

技術(shù)要點(diǎn)：利用水泥窯窯尾預(yù)熱器排出的350℃以下廢氣設(shè)置一臺(tái)窯尾預(yù)熱器余熱鍋爐（簡(jiǎn)稱(chēng)SP鍋爐）或同時(shí)利用窯尾C2級(jí)預(yù)熱器內(nèi)筒設(shè)置過(guò)熱器；利用熟料冷卻機(jī)排出的400℃以下廢氣設(shè)置一臺(tái)熟料冷卻機(jī)廢氣余熱鍋爐（簡(jiǎn)稱(chēng)AQC爐），或者通過(guò)改變窯頭熟料冷卻機(jī)廢氣排放方式：利用熟料冷卻機(jī)排出的部分360℃以下廢氣設(shè)置一臺(tái)AQC余熱鍋爐、利用熟料冷卻機(jī)排出的部分500℃以下廢氣設(shè)置一臺(tái)熟料冷卻機(jī)廢氣余熱過(guò)熱器（簡(jiǎn)稱(chēng)ASH過(guò)熱器）；將AQC爐排出的廢氣部分或全部返回冷卻機(jī)，窯頭熟料冷卻機(jī)冷卻風(fēng)采用循環(huán)風(fēng)方式；利用兩臺(tái)鍋爐或者增設(shè)的余熱過(guò)熱器設(shè)置補(bǔ)汽式蒸汽輪機(jī)，發(fā)電系統(tǒng)主蒸汽參數(shù)為1.57～3.43MPa—340～435℃、補(bǔ)汽參數(shù)為0～0.15MPa—飽和～160℃、余熱發(fā)電能力為3140kJ/kg熟料——38～42kwh/t熟料。

對(duì)于上述技術(shù)要點(diǎn)，構(gòu)成第二代水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)的基本要素為：

(1)冷卻機(jī)采用多級(jí)取廢氣方式，為電站采用相對(duì)高溫高壓主蒸汽參數(shù)及實(shí)現(xiàn)按廢氣溫度將廢氣熱量進(jìn)行梯級(jí)利用創(chuàng)造條件；

(2)電站熱力系統(tǒng)采用1.57～3.43MPa—340～435℃相對(duì)高溫高壓主蒸汽參數(shù)，為提高余熱發(fā)電能力提供保證；

(3)汽輪機(jī)采用多級(jí)混壓進(jìn)汽(即補(bǔ)汽式)汽輪機(jī)，為將180℃以下廢氣余熱生產(chǎn)的低壓低溫蒸汽轉(zhuǎn)換為電能提供手段；

(4) 利用C2級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)筒至C1級(jí)旋風(fēng)筒入口的450～600℃廢氣設(shè)置蒸汽過(guò)熱器，使其一方面C1級(jí)旋風(fēng)筒入口的廢氣溫度僅需降低8～12℃(是水泥生產(chǎn)所允許的同時(shí)不會(huì)增加熟料熱耗)，另一方面通過(guò)設(shè)置的C2級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)筒過(guò)熱器可使SP爐獨(dú)立生產(chǎn)主蒸汽，有利于提高余熱發(fā)電能力及增加電站生產(chǎn)運(yùn)行管理的靈活性、穩(wěn)定性；

(5) 窯頭熟料冷卻機(jī)冷卻風(fēng)采用循環(huán)風(fēng)方式，即將AQC爐出口廢氣部分或全部返回冷卻機(jī)，這樣可以提高窯頭熟料冷卻機(jī)廢氣余熱回收率并同時(shí)可以提高窯頭AQC爐進(jìn)口廢氣溫度從而進(jìn)一步提高發(fā)電量。

      第二代純余熱發(fā)電技術(shù)是大連易世達(dá)能源工程有限公司的專(zhuān)利技術(shù)，專(zhuān)利保護(hù)范圍：主蒸汽參數(shù)1.57～3.82Mpa次中壓或中壓----飽和溫度至450℃過(guò)熱蒸汽，窯頭熟料冷卻機(jī)兩個(gè)及兩個(gè)以上用于生產(chǎn)蒸汽的取廢氣口，熟料冷卻機(jī)循環(huán)風(fēng)技術(shù)，窯尾C2級(jí)預(yù)熱器內(nèi)筒過(guò)熱器技術(shù)。熱力系統(tǒng)構(gòu)：針對(duì)第一代純余熱發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題，分析水泥窯廢氣溫度及廢氣熱量的分布情況如下：

不帶余熱發(fā)電時(shí)的廢氣溫度及熱量分布圖，見(jiàn)圖4；

第一代余熱發(fā)電的廢氣溫度及熱量分布圖，見(jiàn)圖5；

第二代余熱發(fā)電的廢氣溫度及熱量分布圖，見(jiàn)圖6；

     根據(jù)上述廢氣溫度及熱量分布，發(fā)電系統(tǒng)完全有條件采用中溫中壓主蒸汽參數(shù)，實(shí)際應(yīng)用的兩種第二代余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)分別見(jiàn)圖7、圖8

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第二代余熱發(fā)電技術(shù)采用的主要技術(shù)措施：

(1)改變抽取窯頭熟料冷卻機(jī)廢氣方式，即在靠冷卻機(jī)進(jìn)料端(熱端)設(shè)置一抽取400～600℃廢氣的抽廢氣口，同時(shí)在冷卻機(jī)中部設(shè)置抽取260～360℃廢氣的抽廢氣口。根據(jù)廢氣溫度，利用400～600℃抽廢氣口抽出的廢氣設(shè)置ASH蒸汽過(guò)熱器，用于調(diào)整控制汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度；利用260～360℃抽廢氣口抽出的廢氣設(shè)置AQC爐生產(chǎn)1.57～3.82Mpa次中壓或中壓飽和蒸汽并同時(shí)生產(chǎn)0.1～0.5Mpa飽和溫度至180℃的低壓低溫蒸汽、85～200℃熱水。

(2)在利用窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)最終（C1級(jí)旋風(fēng)筒出口）排出的300～350℃廢氣的同時(shí)，利用C2級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)筒至C1級(jí)旋風(fēng)筒入口的450～600℃廢氣設(shè)置蒸汽過(guò)熱器。這樣：一方面C1級(jí)旋風(fēng)筒入口的450～600℃廢氣溫度僅降低20～25℃，是水泥生產(chǎn)所允許的同時(shí)不會(huì)增加熟料熱耗；另一方面，通過(guò)設(shè)置的C2級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)筒過(guò)熱器使SP爐可生產(chǎn)1.57～3.82Mpa次中壓或中壓飽和溫度至450℃的過(guò)熱蒸汽，見(jiàn)圖8。目前這項(xiàng)技術(shù)已在1600t/d窯3000kw純低溫余熱電站系統(tǒng)順利通過(guò)實(shí)驗(yàn)考核運(yùn)行。

(3)為了提高窯頭熟料冷卻機(jī)廢氣余熱回收率以提高窯頭AQC爐進(jìn)口廢氣溫度從而進(jìn)一步提高發(fā)電量，窯頭熟料冷卻機(jī)冷卻風(fēng)采用循環(huán)風(fēng)方式，即將AQC爐出口廢氣部分或全部返回冷卻機(jī)。目前這項(xiàng)技術(shù)也已在1600t/d窯3000kw純低溫余熱電站系統(tǒng)順利通過(guò)實(shí)驗(yàn)考核運(yùn)行。

     對(duì)于第二代余熱發(fā)電技術(shù)的上述（2）、（3）項(xiàng)措施，根據(jù)工程實(shí)際情況，即可以同時(shí)采用，也可以采用其中的某一項(xiàng)，也可以?xún)身?xiàng)都不采用。是否采用上述（2）、（3）項(xiàng)措施，對(duì)余熱電站實(shí)際發(fā)電能力有10～15%的影響。

第二代水泥窯純余熱發(fā)電技術(shù)能夠取得的效果：

    前述三個(gè)措施使第二代水泥窯純余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)及廢氣取熱方式，在不影響水泥熟料熱耗、滿(mǎn)足原燃料烘干所需溫度210℃及燃料烘干、不改變水泥生產(chǎn)工藝及設(shè)備、不影響水泥窯生產(chǎn)的條件下：其一，余熱可以同時(shí)生產(chǎn)次中壓或中壓飽和至450℃的過(guò)熱蒸汽、0.1～0.5Mpa飽和至180℃的低壓低溫蒸汽、85～200℃熱水；其二，最重要的是:熱力循環(huán)系統(tǒng)可以采用次中壓中溫或中壓中溫參數(shù)，提高了熱力循環(huán)系統(tǒng)效率,在充分利用水泥窯不同廢氣溫度的余熱的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了熱量根據(jù)其溫度進(jìn)行梯級(jí)利用的原理；其三，第二代水泥窯純余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)及廢氣取熱方式使水泥窯廢氣余熱按其質(zhì)量最大限度地轉(zhuǎn)換為了電能，從而使余熱發(fā)電能力比目前普遍采用的第一代水泥窯純余熱發(fā)電技術(shù)得以大幅提高,噸熟料發(fā)電能力實(shí)際可達(dá)到750Kcal/Kg---38～42kwh/t。同第一代純低溫余熱發(fā)電技術(shù)相比，在熟料熱耗及建設(shè)投資額不變的前提下，噸熟料余熱發(fā)電能力提高14.5%～31.25%；其四，解決了第一代水泥窯純余熱發(fā)電技術(shù)由于低壓低溫蒸汽而對(duì)水泥窯生產(chǎn)的波動(dòng)性適應(yīng)較差、蒸汽溫度不可調(diào)整、兩臺(tái)鍋爐給水系統(tǒng)串連從而互相影響等系統(tǒng)問(wèn)題，并為降低電站單位KW裝機(jī)投資創(chuàng)造了條件。

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5.3帶補(bǔ)燃鍋爐的低溫余熱發(fā)電技術(shù)

    技術(shù)要點(diǎn)：主要是利用窯尾預(yù)熱器的300～350℃廢氣余熱及窯頭熟料冷卻機(jī)的300～400℃廢氣余熱生產(chǎn)高壓飽和蒸汽及高溫?zé)崴?，通過(guò)補(bǔ)燃鍋爐將蒸汽量、蒸汽壓力、蒸汽溫度調(diào)整至汽輪機(jī)所需要的參數(shù)；其次是利用熟料冷卻機(jī)200℃左右的廢氣生產(chǎn)低壓飽和蒸汽及120℃左右的熱水，為鍋爐給水除氧并取代汽輪機(jī)回?zé)岢槠档推啓C(jī)的發(fā)電汽耗率。熱力系統(tǒng)構(gòu)成模式如下:

A.水泥窯；D.汽輪機(jī)；E.發(fā)電機(jī)；F.冷凝器；G.凝結(jié)水泵；I.除氧器；J.鍋爐給水泵；K.篦冷機(jī)；L.篦冷機(jī)廢氣余熱鍋爐（AQC爐）；M.分解爐及預(yù)熱器；N.SP余熱鍋爐；P.補(bǔ)燃鍋爐；R.窯尾高溫風(fēng)機(jī)

5.4兩代純余熱發(fā)電技術(shù)發(fā)電能力的比較

5.4.1前提條件

為了科學(xué)實(shí)用地得出比較結(jié)論，做如下假設(shè)：

水泥窯5500 t/d熟料產(chǎn)量，熱耗小于750kcal/kg，生料烘干溫度210℃；

窯尾廢氣參數(shù)353600Nm/h---330℃，出鍋爐廢氣參數(shù)353600Nm/h---210℃；

窯頭冷卻機(jī)廢氣參數(shù)310000Nm3/h---290℃，出鍋爐廢氣參數(shù)310000Nm3/h---100℃；

不考慮粉塵、散熱、漏風(fēng)、排污等因素；

發(fā)電機(jī)效率為96.5%；

第二代技術(shù)主蒸汽參數(shù)2.29Mpa—380℃（僅冷卻機(jī)為雙取風(fēng)、汽輪機(jī)為補(bǔ)汽式），第一代技術(shù)主蒸汽參數(shù)0.98Mpa—310℃。

5.4.2比較過(guò)程

比較及計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表：

5.4.3主要結(jié)論：

根據(jù)上表，發(fā)電能力的比較結(jié)論如下：

5.4.4產(chǎn)生發(fā)電能力差異的原因

產(chǎn)生發(fā)電能力差異的根本原因是兩類(lèi)純余熱發(fā)電技術(shù)采用的主蒸汽參數(shù)不同,其中:第一代純余熱發(fā)電技術(shù)采用的是0.69～1.57MPa-飽和～340℃低壓低溫主蒸汽,而第二代純余熱發(fā)電技術(shù)采用的是1.6～3.82MPa-飽和～450℃中壓中溫或次中壓中溫主蒸汽。遵循的理論基礎(chǔ)仍然是根據(jù)熱力學(xué)熱力循環(huán)基本理論得出的提高火力發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)效率為如下的四點(diǎn)結(jié)論:a提高初參數(shù)（即汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)口的蒸汽壓力和溫度），即提高循環(huán)參數(shù)或稱(chēng)主蒸汽壓力和溫度；b降低終參數(shù)，即降低汽輪機(jī)的排汽壓力和溫度；c采用在汽輪機(jī)不同壓力級(jí)分別抽出不同壓力的適量蒸汽用于逐級(jí)加熱鍋爐給水以提高鍋爐給水溫度的回?zé)嵫h(huán)；d采用在汽輪機(jī)某個(gè)壓力級(jí)將蒸汽全部抽出后將蒸汽全部回至鍋爐繼續(xù)加熱升溫，再將其回至汽輪機(jī)的再熱循環(huán)。由于余熱發(fā)電熱源的特點(diǎn)，上述四點(diǎn)結(jié)論中的回?zé)嵫h(huán)及再熱循環(huán)不適用于水泥窯純余熱發(fā)電技術(shù)。

提高初參數(shù)的作用,以溫度為例：1000kcal/h的熱量,如果溫度是1000℃（如1kg/h、1000℃的熱水）,理論上可以轉(zhuǎn)換為0.9135Kw的電力；同樣是1000kcal/h的熱量,如果溫度是100℃（如10kg/h、100℃的熱水）,理論上可以轉(zhuǎn)換為的電力只有0.3118Kw。

5.5兩代純余熱發(fā)電技術(shù)的其它方面比較

除了發(fā)電能力外，第二代純余熱發(fā)電技術(shù)在如下三個(gè)方面也優(yōu)于第一代：

(1)第二代純余熱發(fā)電技術(shù)可以解決第一代純余熱發(fā)電技術(shù)主蒸汽溫度不能調(diào)溫的問(wèn)題；

(2)由于第二代余熱發(fā)電技術(shù)采用相對(duì)高壓、高溫主蒸汽，其蒸汽及水管道、汽輪機(jī)體積、循環(huán)冷卻水量等均小于第一代純余熱發(fā)電技術(shù)，因此對(duì)于同一條水泥窯來(lái)講：第二代余熱發(fā)電技術(shù)雖然發(fā)電能力高但其單位Kw裝機(jī)投資卻低于第一代技術(shù)；

(3)因采用較高的主蒸汽壓力和溫度，為汽機(jī)采用大范圍變化主蒸汽壓力和溫度的滑參數(shù)運(yùn)行創(chuàng)造了條件（當(dāng)設(shè)計(jì)采用主蒸汽壓力和溫度為2.29MPa-370℃時(shí)，實(shí)際運(yùn)行變化范圍可以達(dá)到1.27～2.47Mpa、325℃～400℃）；而第一代純余熱發(fā)電技術(shù)的汽輪機(jī)主蒸汽壓力和溫度允許變化范圍則要小得多（當(dāng)設(shè)計(jì)采用主蒸汽壓力和溫度為0.98MPa-310℃時(shí)，實(shí)際運(yùn)行變化范圍只能達(dá)到0.69～1.27Mpa、290℃～330℃）。因此，第二代純余熱發(fā)電技術(shù)在可提高余熱發(fā)電能力的同時(shí)，由于主蒸汽參數(shù)允許運(yùn)行變化范圍比第一代技術(shù)大得多，發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率、可靠性、對(duì)水泥窯生產(chǎn)波動(dòng)的適應(yīng)性也將比第一代技術(shù)好的多。

上述三點(diǎn)已在山水集團(tuán)余熱電站調(diào)試及試運(yùn)行中得以充分證明。

六、行業(yè)中關(guān)心或有疑問(wèn)的問(wèn)題

6.1問(wèn)題

對(duì)于上述兩代純余熱發(fā)電技術(shù)，行業(yè)中關(guān)心或有疑問(wèn)的問(wèn)題有如下幾方面（1）對(duì)水泥生產(chǎn)是否有影響（如：物料烘干，窯系統(tǒng)的操做等）？

（2）對(duì)熱耗的影響即對(duì)入爐三次風(fēng)和入窯二次風(fēng)是否有影響？

（3）對(duì)熟料冷確效果是否有影響？

（4）對(duì)水泥熟料生產(chǎn)波動(dòng)的適應(yīng)性？

         相對(duì)于第一代技術(shù)，對(duì)第二代技術(shù)關(guān)心或有疑問(wèn)的特殊問(wèn)題：

（1）除了發(fā)電能力外，其它方面是否比第一代更可靠？

（2）國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家為何在中國(guó)采用低壓低溫參數(shù)？

根據(jù)近年已投產(chǎn)的余熱電站生產(chǎn)運(yùn)行及山東山水公司、浙江興寶龍水泥公司余熱電站調(diào)試試生產(chǎn)情況，上述問(wèn)題已不再是問(wèn)題。對(duì)于國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家為何在中國(guó)采用低壓低溫蒸汽參數(shù)，首先國(guó)際上還沒(méi)有新的熱力循環(huán)理論產(chǎn)生，其次在國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家本土及其在臺(tái)灣等地區(qū)建成的水泥窯余熱電站，基本上采用的都是中壓中溫或次中壓中溫主蒸汽參數(shù)，因此，這個(gè)問(wèn)題是難以得出答案的。

6.2對(duì)水泥生產(chǎn)的影響

水泥窯余熱發(fā)電應(yīng)遵循的基本原則為：不影響水泥生產(chǎn)、不增加水泥熟料熱耗及電耗、不改變水泥生產(chǎn)用原燃料的烘干熱源、不改變水泥生產(chǎn)的工藝流程及設(shè)備。

目前水泥窯配套建設(shè)余熱電站，可以做到不增加水泥熟料熱耗及電耗、不改變水泥生產(chǎn)用原燃料的烘干熱源、不改變水泥生產(chǎn)的工藝流程及設(shè)備。但無(wú)論是利用第一代還是第二代余熱發(fā)電技術(shù)建設(shè)的余熱電站，余熱電站投入運(yùn)行后對(duì)水泥生產(chǎn)總會(huì)是有一些影響的，這些影響有的是正面有的是負(fù)面，而且兩代余熱發(fā)電技術(shù)對(duì)水泥生產(chǎn)的影響基本是相同的，其主要為：

（1）窯尾高溫風(fēng)機(jī)：在窯尾SP鍋爐漏風(fēng)控制、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、受熱面配置、清灰設(shè)計(jì)、除灰設(shè)計(jì)、廢氣管道設(shè)計(jì)合適的條件下，電站投入運(yùn)行后，窯尾高溫風(fēng)機(jī)負(fù)荷將有所降低。

（2）增濕塔：將隨著電站的投入或解出調(diào)整噴水量，直至停止或全開(kāi)噴水。

（3）生料磨及煤磨：隨著電站的投入或解出，烘干廢氣溫度將產(chǎn)生較大幅度的變化，需要根據(jù)烘干廢氣溫度的變化調(diào)整烘干廢氣量或磨的運(yùn)行方式。

（4）窯尾電收塵：如果窯尾采用電收塵，電站投入運(yùn)行后對(duì)其收塵效果總是有影響的，只是由于地區(qū)不同、配料不同、燃料不同或其它條件不同，對(duì)收塵效果的影響程度不同。但當(dāng)窯尾采用袋收塵時(shí)，電站投入運(yùn)行對(duì)提高收塵效果是有顯著作用的。

（5）熟料冷卻機(jī)廢氣排風(fēng)機(jī)：冷卻機(jī)配套余熱鍋爐后對(duì)冷卻機(jī)廢氣排風(fēng)機(jī)的影響是沒(méi)有規(guī)律的：有的冷卻機(jī)反映廢氣排風(fēng)機(jī)能力夠，有的反映不夠；有的反映廢氣排風(fēng)機(jī)功率上升，有的反映下降。這種情況雖然與冷卻機(jī)原設(shè)計(jì)配置的廢氣排風(fēng)機(jī)能力有關(guān)，但主要還是與冷卻機(jī)余熱鍋爐及冷卻機(jī)余熱鍋爐配置的廢氣管道系統(tǒng)有直接關(guān)系。

冷卻機(jī)廢氣排風(fēng)機(jī)能力不夠的現(xiàn)象不是由風(fēng)機(jī)本身直接反映出來(lái)的。由于冷卻機(jī)進(jìn)入余熱鍋爐的廢氣量是可調(diào)整的，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)冷卻機(jī)廢氣排風(fēng)機(jī)能力不夠時(shí)，一般是通過(guò)調(diào)整（減少）進(jìn)入余熱鍋爐廢氣量的方式來(lái)滿(mǎn)足排風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。也就是通過(guò)減少發(fā)電量的方式來(lái)滿(mǎn)足排風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，或者說(shuō)是以發(fā)電量不足的現(xiàn)象掩蓋了排風(fēng)機(jī)能力不夠的矛盾。這是需要注意也是有經(jīng)濟(jì)帳可算同時(shí)也是需要各個(gè)工廠(chǎng)根據(jù)自己的實(shí)際情況分析、判斷、解決的問(wèn)題。

（6）窯頭電收塵器：電站投入運(yùn)行后，窯頭電收塵器工作溫度大為降低，粉塵負(fù)荷也相應(yīng)降低。

（7）窯系統(tǒng)操作：由于窯系統(tǒng)增加了兩臺(tái)余熱鍋爐，而余熱鍋爐廢氣不但取自還要送回水泥窯系統(tǒng)，因此勢(shì)必需要增加窯系統(tǒng)窯頭、窯尾、廢氣處理、生料粉磨、煤制備系統(tǒng)的操作環(huán)節(jié)。

6.3其它幾個(gè)問(wèn)題

（1）并網(wǎng)問(wèn)題：

（2）電站與水泥生產(chǎn)線(xiàn)同步建設(shè)時(shí)電站設(shè)計(jì)與水泥生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)的配合問(wèn)題：

（a）變壓器容量：

（b）電氣系統(tǒng)：

（c）水系統(tǒng)：

（d）煤磨烘干熱源：

（e）冷卻機(jī)：

（3）裝機(jī)容量問(wèn)題：

（4）關(guān)于不同地區(qū)的發(fā)電熱力系統(tǒng)構(gòu)成問(wèn)題：

(5)  關(guān)于廢氣參數(shù)的確定問(wèn)題：

（6）關(guān)于汽輪機(jī)及補(bǔ)汽問(wèn)題：

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七、關(guān)于第三代技術(shù)

    對(duì)于上述第二代純余熱發(fā)電技術(shù)，我們根據(jù)調(diào)試及試生產(chǎn)所取得的初步經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)一步分析水泥生產(chǎn)工藝過(guò)程及廢氣溫度、廢氣熱量分布情況，我們目前已研究開(kāi)發(fā)成型第三代純余熱發(fā)電技術(shù)，其目標(biāo)為：對(duì)于帶有5級(jí)預(yù)熱器的新型干法窯其余熱發(fā)電能力在保證滿(mǎn)足生料烘干所需廢氣溫度為210℃、煤磨烘干所需廢氣參數(shù)、不影響水泥生產(chǎn)、不增加水泥熟料燒成熱耗及電耗、不改變水泥生產(chǎn)用原燃料的烘干熱源、不改變水泥生產(chǎn)的工藝流程及設(shè)備的條件下，每噸熟料余熱發(fā)電量達(dá)到或超過(guò)750kcal/kg-48～52.5kwh（對(duì)于5000t/d水泥窯，發(fā)電機(jī)組可為10000～12000KW），這一目標(biāo)是理論分析實(shí)際可能達(dá)到的最高目標(biāo)。目前我們已在國(guó)內(nèi)一條5000t/d、一條3200t/d、一條2500t/d水泥窯余熱發(fā)電的設(shè)計(jì)上采用這項(xiàng)技術(shù)并已進(jìn)入實(shí)施階段。

八、不同規(guī)格水泥窯純低溫余熱發(fā)電概況

8.1第二代余熱發(fā)電技術(shù)

8.1.1  1300t/d級(jí)水泥生產(chǎn)線(xiàn)純低溫余熱電站

8.1.2  2500t/d級(jí)水泥生產(chǎn)線(xiàn)純低溫余熱電站

8.1.3  3200t/d級(jí)水泥生產(chǎn)線(xiàn)純低溫余熱電站

8.1.4  5000 t/d級(jí)水泥生產(chǎn)線(xiàn)純低溫余熱電站

8.2不同規(guī)格水泥窯純低溫余熱發(fā)電概況（第三代余熱發(fā)電技術(shù)）

8.2.1  1300t/d級(jí)水泥生產(chǎn)線(xiàn)純低溫余熱電站

8.2.2  2500t/d級(jí)水泥生產(chǎn)線(xiàn)純低溫余熱電站

8.2.3  3200t/d級(jí)水泥生產(chǎn)線(xiàn)純低溫余熱電站

8.2.4  5000 t/d級(jí)水泥生產(chǎn)線(xiàn)純低溫余熱電站

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