富氧新猜想：節(jié)能非節(jié)煤 余熱發(fā)電有無必要？

  在環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提升以及市場需求下滑雙重壓力下，水泥工業(yè)當(dāng)前正處于轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，原有的生產(chǎn)方式和工藝越來越難以跟上時代的步伐。今年1-9月，水泥行業(yè)大面積效益下滑，不少企業(yè)甚至出現(xiàn)巨虧，除去市場大環(huán)境帶來的影響，自身成本控制力的欠缺也是重要因素之一。

  以業(yè)內(nèi)龍頭海螺水泥為例，即便1-9月全國水泥行業(yè)利潤僅184億，降幅達(dá)到65%，創(chuàng)下多年以來新低，但海螺水泥前三季仍然實現(xiàn)凈利潤61億元，占據(jù)行業(yè)利潤總額超過三成。大幅低于業(yè)內(nèi)平均水平的生產(chǎn)成本，是其取得如此業(yè)績的重要原因。

  未來國內(nèi)水泥需求極有可能逐步回落，水泥行業(yè)或?qū)⒂瓉硪粓隹涨罢侠顺保诖吮尘跋?，降低生產(chǎn)成本已經(jīng)不僅僅是提升經(jīng)營效益的需要，更是爭奪市場份額，關(guān)乎企業(yè)生存的關(guān)鍵。正因如此，目前越來越多得水泥企業(yè)也更愿意嘗試新的生產(chǎn)工藝，從生產(chǎn)線的整體優(yōu)化方面，降低生產(chǎn)成本，而作為水泥生產(chǎn)主要能耗環(huán)節(jié)，也是最主要的成本產(chǎn)生環(huán)節(jié)，燒成系統(tǒng)改造首當(dāng)其沖。

  富氧燃燒是近代燃燒技術(shù)的一大突破，在鋼鐵、玻璃等行業(yè)的成功應(yīng)用，已經(jīng)充分證明了其在強(qiáng)化燃燒，提高燃燒效率，推動產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排方面的突出功效。在水泥工業(yè)，由于富氧燃燒可以使燃料中的揮發(fā)份和沒燃盡的碳粒子充分燃燒，在不增加燃料的前提下，大幅提高火焰溫度，因此有望成為行業(yè)謀求減少污染，降低生產(chǎn)成本的一個突破口。

  富氧燃燒節(jié)能≠節(jié)煤

  雖然富氧燃燒技術(shù)一直以來備受業(yè)內(nèi)關(guān)注，但一段時間以來，不少企業(yè)對富氧燃燒如何通過節(jié)能降低生產(chǎn)成本的認(rèn)識卻有著不小的偏差，以至于將節(jié)能與節(jié)煤等同考慮，而在西亞特工業(yè)氣體科技（杭州）有限公司（簡稱：西亞特科技）CEO蔡暉看來，二者卻有著根本的差異。

  “富氧燃燒對水泥燒成系統(tǒng)的影響應(yīng)該分為三個層次：首先是節(jié)能，其次是降低污染物排放，最后才是節(jié)煤?！辈虝熣J(rèn)為，富氧燃燒對于水泥工業(yè)的意義在于提升燃燒效率，同時減少空氣流量，降低熱量損失，從而提升整個燒成系統(tǒng)熱交換效率，將煤炭有限的熱值充分發(fā)揮。

  由于熱值利用效率的大幅提升，使得水泥廠原來用優(yōu)質(zhì)煤才可以達(dá)到的熟料燒成效果，利用等量或稍多劣質(zhì)煤即可實現(xiàn)。因此，蔡暉認(rèn)為利用劣質(zhì)煤替代優(yōu)質(zhì)煤才是富氧燃燒技術(shù)節(jié)能理念最直接的體現(xiàn)。

  事實上，一直以來國不乏使用劣質(zhì)煤的水泥企業(yè)，但由于燃燒效率不好，導(dǎo)致資源浪費較為嚴(yán)重，同時影響生產(chǎn)效率和熟料質(zhì)量。利用富氧燃燒解決劣質(zhì)煤不充分燃燒等問題，不但可以提高熟料強(qiáng)度，更能有效降低水泥生產(chǎn)成本，可謂一舉兩得。

  值得一提的是，目前在我國云貴川等地區(qū)大量分布著劣質(zhì)煤，將劣質(zhì)煤充分利用也是實現(xiàn)資源綜合利用的有效手段。蔡暉告訴中國水泥網(wǎng)記者，富氧燃燒影響水泥燒成系統(tǒng)的三個層次不能改變，節(jié)煤的前提應(yīng)該是利用劣質(zhì)煤替代優(yōu)質(zhì)煤，同時有效降低污染物排放。

  余熱發(fā)電并非不可或缺

  經(jīng)過十余年的發(fā)展，水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)在全行業(yè)得到廣泛推廣。目前國內(nèi)新型干法水泥生產(chǎn)線基本上均已配套余熱發(fā)電系統(tǒng)，有效降低了水泥生產(chǎn)成本，并推進(jìn)了水泥行業(yè)節(jié)能降耗的發(fā)展。

  然而，隨著富氧燃燒技術(shù)的推廣應(yīng)用，作為余熱利用手段之一，余熱發(fā)電系統(tǒng)的必要性已經(jīng)受到挑戰(zhàn)。以西亞特科技開發(fā)的深冷法直送富氧助燃技術(shù)為例，該技術(shù)利用蒸汽深冷制氧，電耗可以降低50%以上，不但大幅降低富氧燃燒制氧成本，更能將現(xiàn)有水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蒸汽加以充分利用。

  眾所周知，任何一種能量轉(zhuǎn)換為另一種能量，均不可能達(dá)到百分之百，在轉(zhuǎn)換過程中的損失不可避免。因此，現(xiàn)有余熱發(fā)電系統(tǒng)將余熱轉(zhuǎn)化為電能，再將電能運(yùn)用于生產(chǎn)的做法，雖然可以將水泥生產(chǎn)過程中的余熱較大程度利用，但能量轉(zhuǎn)化過程已經(jīng)相對復(fù)雜，加之汽輪機(jī)發(fā)電本身效率偏低，熱量流失實際相當(dāng)嚴(yán)重。

  而相反，將水泥余熱蒸汽直接運(yùn)用于深冷制氧，則轉(zhuǎn)化流程簡單，有利于減少不必要的能源損失，相比于轉(zhuǎn)化為電能的做法明顯更為高效。有鑒于此，利用蒸汽深冷制氧，再將氧氣應(yīng)用于富氧燃燒，對于水泥企業(yè)提高能源利用效率，降低生產(chǎn)成本也將更為有效。

  蔡暉介紹說：“現(xiàn)有5000t/d水泥生產(chǎn)線，每小時可以產(chǎn)生7-8公斤/m²蒸汽50噸左右，在二次風(fēng)與三次風(fēng)均采用富氧燃燒的情況下，水泥企業(yè)產(chǎn)生的蒸汽可能不夠用。對此水泥企業(yè)可以有兩種選擇，其一是二次風(fēng)和三次風(fēng)不全部采用富氧，其二是與周邊火電廠合作，對火電廠放空蒸汽回收利用?！?

  可見，利用蒸汽深冷制氧，推動富氧燃燒技術(shù)應(yīng)用可以成為水泥企業(yè)實現(xiàn)資源綜合利用，降低生產(chǎn)成本的另一條思路，但是需要指出的是，一方面當(dāng)前蒸汽與電力價格倒掛，不符合市場規(guī)律；另一方相關(guān)政策并不全面，有關(guān)部門若能依據(jù)資源綜合利用，對水泥企業(yè)進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)助，將有助于該技術(shù)的推廣應(yīng)用。

  綜合而言，富氧燃燒作為水泥工業(yè)燒成系統(tǒng)改造升級的一種新思路，帶給行業(yè)的思考極為深刻，無論是劣質(zhì)煤替代優(yōu)質(zhì)煤，還是淘汰余熱發(fā)電，開辟余熱利用新途徑，這一新技術(shù)的應(yīng)用有望為進(jìn)一步降低水泥生產(chǎn)能耗，并推動行業(yè)綠色生產(chǎn)提供重要幫助。