水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)主要發(fā)展趨勢

　　我國水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)經(jīng)過近十余年的發(fā)展有了長足的進(jìn)步，現(xiàn)已接近國際先進(jìn)水平。誕生了各種各樣的并能滿足不同窯型要求的發(fā)電系統(tǒng)。在未來相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，我國水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢主要集中于以下幾個(gè)方面：

　　余熱發(fā)電窯　采用立式余熱鍋爐和補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組的二級(jí)余熱發(fā)電系統(tǒng)。立式余熱鍋爐徹底解決了臥式余熱鍋爐漏風(fēng)及爐內(nèi)溫度場實(shí)際分布與鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)所假想的溫度完全不相同的問題，可以大大提高鍋爐蒸汽產(chǎn)量；篦冷機(jī)或立式余熱鍋爐排出的200℃左右廢氣余熱可以充分回收并用以發(fā)電。這樣可使噸熟料余熱發(fā)電量在熟料熱耗不變的前提下提高到195千瓦小時(shí)以上，使水泥窯綜合能耗達(dá)到同規(guī)模預(yù)分解窯的能耗水平，而經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)高于預(yù)分解窯。

　　余熱發(fā)電窯二級(jí)余熱補(bǔ)燃發(fā)電系統(tǒng)除具有二級(jí)余熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)外，還可解決水泥窯煤粉制備系統(tǒng)的運(yùn)行安全及環(huán)保問題。同時(shí)，對(duì)于嚴(yán)重缺電地區(qū)或同時(shí)具有立窯、立波爾窯、濕法窯等其它窯型的水泥廠，也可解決供電問題，并能夠進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益。

　　預(yù)分解窯及預(yù)熱器窯　為了克服帶補(bǔ)燃鍋爐的中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)，采用補(bǔ)汽式汽輪機(jī)組，充分回收200℃以下的廢氣余熱，同時(shí)補(bǔ)燃鍋爐應(yīng)當(dāng)以煤矸石等劣質(zhì)煤或垃圾為燃料，除節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤外，還可為水泥生產(chǎn)提供原料，降低發(fā)電成本，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益。

　　目前，從事水泥工業(yè)技術(shù)工作的人員，致力于如何降低熟料熱耗及水泥電耗的研究工作，而從事余熱發(fā)電技術(shù)工作的人員致力于如何提高余熱利用率，提高余熱發(fā)電量的研究工作。目前還沒有哪一個(gè)部門研究如何將水泥工藝技術(shù)與余熱發(fā)電技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，以尋求最低的水泥綜合能耗及最佳的經(jīng)濟(jì)效益問題。筆者經(jīng)過分析、研究認(rèn)為，水泥工藝技術(shù)與余熱發(fā)電技術(shù)最佳結(jié)合的方式應(yīng)當(dāng)為：縮減水泥窯預(yù)熱器級(jí)數(shù)或者改變預(yù)熱器廢氣及物料流程，使出預(yù)熱器的廢氣溫度能夠達(dá)到550℃～650℃，這樣余熱發(fā)電系統(tǒng)可以取消補(bǔ)燃鍋爐，采用余熱發(fā)電窯的二級(jí)余熱發(fā)電系統(tǒng)。這種結(jié)合方式，水泥熟料熱耗雖然有所增加(對(duì)于五級(jí)預(yù)熱器，廢氣溫度由320℃～350℃提高至550℃～650℃后，每千克熟料熱耗預(yù)計(jì)增加1000～1200千焦)，但發(fā)電系統(tǒng)可以取消補(bǔ)燃鍋爐而不存在由于補(bǔ)燃鍋爐容量小、效率低的問題，同時(shí)能夠保持余熱鍋爐生產(chǎn)高壓高溫蒸汽，使發(fā)電系統(tǒng)仍然具有較高的運(yùn)行效率，噸熟料余熱發(fā)電量可以提高90千瓦小時(shí)以上，水泥綜合能耗將低于目前的預(yù)分解窯水平，經(jīng)濟(jì)效益則顯著提高。筆者認(rèn)為：從我國的國情考慮，這種方式的水泥窯及發(fā)電系統(tǒng)，以其最低的投資、更低的綜合能耗、更高的經(jīng)濟(jì)效益應(yīng)當(dāng)成為今后水泥工業(yè)發(fā)展的主要方向，這是水泥工業(yè)需要認(rèn)真研究與探討的重大課題。

　　現(xiàn)已投入生產(chǎn)的余熱發(fā)電窯及小型預(yù)熱器窯(包括立筒預(yù)熱器窯)　流態(tài)化分解爐(或煙道式分解爐)加1～2級(jí)懸浮預(yù)熱器加余熱發(fā)電窯二級(jí)余熱發(fā)電技術(shù)，是今后對(duì)已投入生產(chǎn)的余熱發(fā)電窯及小型預(yù)熱器窯進(jìn)行技術(shù)改造的主要模式。這項(xiàng)綜合技術(shù)，除了水泥窯的熟料產(chǎn)量可以增加20％～100％以外，每噸水泥熟料發(fā)電量也可達(dá)110～195千瓦小時(shí)，收到增產(chǎn)、降耗、提高經(jīng)濟(jì)效益的三重效果，同時(shí)改造投資也大大低于其它模式。

　　立窯廠　根據(jù)立窯廠的生產(chǎn)能力及資金條件，第一步，先利用余熱發(fā)電窯(中空窯)加二級(jí)余熱發(fā)電技術(shù)取代立窯。如某立窯廠有3條8.8萬噸的生產(chǎn)線，可停產(chǎn)2臺(tái)立窯，建一條直徑36米×74米中空窯及一套4500千瓦補(bǔ)汽式余熱發(fā)電系統(tǒng)，這一步投資約需3600～3800萬元。其次，利用流態(tài)化分解爐加1～2級(jí)懸浮預(yù)熱器技術(shù)，再對(duì)余熱發(fā)電窯進(jìn)行技術(shù)改造，即對(duì)于上例所述立窯廠，停產(chǎn)第三臺(tái)立窯，并對(duì)已建成的直徑3.6米×74米中空窯加裝流態(tài)化分解爐及1～2級(jí)懸浮預(yù)熱器，同時(shí)對(duì)余熱鍋爐進(jìn)行局部改造，這一步的投資約需800～1000萬元。上述兩步改造工作完成后，以總投資4500～5000萬元的代價(jià)，將原立窯廠升級(jí)換代為預(yù)分解窯廠，并使熟料總產(chǎn)量維持在原有3臺(tái)立窯總和的水平，在每噸標(biāo)準(zhǔn)煤到廠價(jià)不高于180元的條件下，水泥生產(chǎn)成本可降至95元以下。