水泥余热发电

12月11日上午，由中国能源环境科技协会主办的“余热回收再利用技术与产业发展研讨会”在杭州召开。会议齐聚了行业权威专家，业内知名企业负责人，专业技术人员等，旨在推动余热产业发展，交流余热再利用技术与经验，探讨我国政策环境和发展战略。中国水泥网CEO邵俊受邀参加会议并做了题为《低碳经济下的水泥窑余热发电技术发展》的报告，内容整理如下：

一、水泥低碳时代已经到来！

2009年11月26日哥本哈根会议召开前夕，中国政府正式对外宣布控制温室气体排放的行动目标，决定到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%—45%，并将其作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划。

从长期来看，中国发展低碳经济是必然的选择。但是，低碳经济转型过程中，也会带来巨大的社会成本。由于中国经济发展处于城市化和工业化背景下相对较高碳密度的重工业主导阶段、能源资源以高碳的煤为主等多方面现实原因，中国的碳排放总量还是会呈现上升的趋势。

水泥行业作为高耗能、高排放产业之一，二氧化碳排放量占人类活动制造的二氧化碳总量的5%，势必会感受到减排带来的压力。作为总产能已经达到了全世界的50%中国水泥行业，纯低温余热发电技术就是减排二氧化碳的有效方式之一。“作为水泥行业，节能减排、循环经济、低碳环保反复讲了很多年，但我觉得其中最主要、最简单可行的就是纯低温余热发电技术。”邵俊简洁明了地说。

二、余热发电技术在水泥行业的应用现状

水泥行业里的余热利用已有相当长的发展过程，主要可以分为四个阶段：第一阶段为1953年至1989年。这30多年的主要工作是开展了中空窑高温余热发电技术及装备的开发、推广、应用工作。我国水泥行业参照上世纪30年代日本引进德国技术在我国东北、华北地区建设的中空窑高温余热发电技术装备，对老厂进行改造，同时在老厂扩建中得到应用。总计投运了约290条中空窑余热发电系统，形成了不同蒸汽参数、余热锅炉形式、装机容量的高温余热发电窑系统，为我国开展水泥窑中低温余热发电技术及装备的研究开发奠定了坚实实践基础。

第二阶段为1990年至1996年。“八五”期间，国家安排了水泥行业科技攻关课题，其一是《带补燃锅炉的中低温余热发电技术及装备的研究开发》，主要内容为采用国产标准系列汽轮发电机组，回收400℃以下废气余热进行发电。该课题在1996年完成了攻关工作，形成了《带补燃锅炉的水泥窑中低温余热发电技术》，此项技术的研究、开发、推广、应用，为我国开发水泥窑纯低

温余热发电技术及装备工作积累了丰富的经验。其二是《水泥窑纯低温余热发电工艺及装备技术的研究开发》。其三是《纯低温余热发电技术装备——螺杆式膨胀机研究开发》。根据带补燃锅炉的水泥窑中低温余热发电技术应用的

来源：中国水泥协会

纯低温余热发电技术的经济效益

用国产技术与装备纯低温余热发电项目投资，每千瓦装机约6500元～7000元左右。纯低温余热发电的供电成本通常在0.12元/kWh~0.16元/kWh之间(其中折旧费占37%~39%，维修费占25%~28%，其他费用占18%~22%)。外购电价与

供电成本的差价就是效益。余热发电的供电可满足水泥生产用电1/4~1/3的需求，吨水泥成本可降低12元～15元。投资回收期在3年~4年之间。

余热发电行业的市场前景

低温余热发电一般适合装置在日产2000吨熟料及其以上规模的生产线上。除特殊情况外，日产2000吨熟料以下规模生产线上装置低温余热发电不经济，目前这些小规模新型干法生产线已开始逐步淘汰。按此计算，截止2009年底，已有498条生产线配备余热电站，除去日产2000吨以下不适合配备的生产线之外，还至少有271条水泥生产线需要配备余热电站。

到2010年11月，已有140多条新型干法水泥生产线投产。今明两年，预计还将有约250条新型干法线投产。因此，近几年内，余热发电项目还有较大的增长空间，特别是在中西部地区，比如：云南省目前新型干法水泥生产线有70多条，占到全省水泥生产线的70%以上，而配套余热发电的只有7条线；贵州省目前只有贵州科特林水泥有限公司等4家企业已建成投产，3家企业年内

可建成发电。

纯低温余热发电技术受到国家产业政策支持

余热余压利用工程在《节能中长期专项规划》中被列入十项重点节能工程之一。“十一五”期间在日产2000吨以上水泥生产线建设中低温余热发电装置每年30套，形成年节能300万吨标准煤；通过地面煤层气开发及地面采空区、废弃矿井和井下瓦斯抽放，瓦斯气年利用量达到10亿立方米，相当于年节约135万吨标准煤。

在2006年公布的《水泥工业产业发展政策》第八条里提到：国家鼓励和支持企业发展循环经济，新型干法窑系统废气余热要进行回收利用，鼓励采用纯低温废气余热发电。

最近公布的《水泥行业准入条件》中提到：鼓励对现有水泥(熟料)生产线进行低温余热发电、粉磨系统节能、变频调速和以消纳城市生活垃圾、污泥、工业废弃物可替代原料、燃料等节能减排的技术改造投资项目。新建水泥(熟料)生产线要配置纯低温余热发电。

三、水泥纯低温余热发电的发展趋势

1、从建设高峰期走向维护高峰期

纯低温余热发电技术的推广时间不算长，主要是从2005年起，才开始在水泥行业里得到推广，现在已经是遍地开花，成为水泥企业在生产线上的标准配

置。但随着国家产业政策的调整，新建生产线的空间越来越小，相应的，纯低温余热发电项目的建设高峰期也将很快过去，开始进入稳定运行和维护期。

同时，也因为技术发展相当快，随着运行时间的逐步增长，最初建设的一

些纯低温余热发电项目也暴露出了一些问题，比如不能将水泥工艺与余热发电

真正地结合起来，导致煤耗、电耗升高，熟料产量下降。因此，解决余热发电

在运行中遇到的各类问题，深入探讨生产线运转效率和发电量之间的关系，成

为水泥企业的关注焦点。总结起来，问题大致可以分为以下几点——问题之一：尽管目前水泥窑纯低温余热发电项目的建设相当普及，但是经

过几年时间的运行，一部分余热发电机组已经开始出现了运行故障、发电效率

降低等问题，接下去或许就将面临大批量的项目维修、技术改进工作。

问题之二：还存在着很多余热发电项目实际运行功率往往达不到装机功率

的普遍问题，或是设计单位为了保险，余热发电设计较为保守，导致吨熟料发

电量上不去。

问题之三：水泥价格比较低的情况下，一些企业为了追求发电量，牺牲熟

料热耗。

问题之四：水泥厂余热发电原则是并网不上网，所发电量全部自用。但目

前水泥厂余热发电并网仍然是“老大难”问题，有的企业甚至将并网问题反映

给省长，仍得不到解决。

问题之五：水泥窑应用纯低温余热发电技术，在前几年还可以获得CDM项

目的额外收益。但随着该技术的不断普及，申请CDM项目越来越困难。同时，

哥本哈根会议的失败令CDM行业的前途更加艰难。现有的CDM各项制度政策皆

是根据《京都议定书》制定的。CDM执行的最终结果是节能减排、依靠发达国

家购买碳信用额来推动项目发展，因此包括中介机构、业主、买家在内的各方

都在关注哥本哈根会议的动态和成果。但哥本哈根会议最终匆匆闭幕，大会并

没有形成任何实质性的决议，即将于三年后到期的《京都议定书》中的减排协

议面临着无路可走、无法可依的状况，对新的减排协议充满期待的各方仍将面

临未来发展的不确定。

此外，据业内人士介绍，水泥行业余热发电行业目前还普遍存在着诸如：

电站建设不按电力行业法规实施，不能持久运行、设备可用率不高；过分强调

经济效益、低成本，同样设备采购没有按照电力部门规范采购，产品质量参差

不齐；项目运营操作管理者不够专业，项目操作维护不够科学合理等等的问题。

中国水泥行业余热发电技术如何从量的增长转向质的飞跃，是值得关注的

问题。

2、非水工质的余热发电技术研究

朗肯循环是传统水泥窑纯低温余热发电所采用的技术，一般都是以水为介质，已经被水泥行业普遍采用。

低温有机朗肯循环(ORC)，与水蒸汽工质的朗肯循环相比，具有如下优点：对于<370℃的余热能源，有机工质的朗肯循环热效率高；低沸点工质在较低温

度下获得高压力的初蒸汽；冷凝压力高，泄漏小；常压凝固点低，利于系统低