水泥厂余热发电

宁国水泥厂水泥窑余热发电项目总结报告

安徽宁国水泥厂

一、前言

一九九五年八月，日本国新能源产业技术综合开发机构（NEDO）与中国国家计委、国家建材局签订了水泥余热发电设备示范事业基本协定书，由日方无偿提供一套先进且成熟可靠的低温余热发电技术和设备用于中国现有水泥厂，通过科学论证和国内外专家的实地考察，日方提供的这套设备安装在宁国水泥厂4000t/d水泥生产线上，发电机装机容量为6480kw，设计年发电量为408 7x10000kwh，吨熟料发电能力为3307kwh／t。

二、余热发电项目的主要技术特点

水泥厂余热资源的特点是：流量大，品位低。以宁国水泥厂4O00t/d生产线为例，PH（预热器）和、AQC（冷却机）出口废气流量和温度分别为258550Nm3/h、340℃和306600Nm3/h、238℃，其中部分废气用来烘干燃煤和原料。

针对上述余热资源的特点，在热力系统的设计上采取以下技术措施：

1、采用减速式两点混汽式汽轮机，利用参数较低的主蒸汽和来自闪蒸器的饱和蒸汽发电；

2、设置具有专利技术的余热锅炉，能够充分利用余热资源；

3、应用热水闪蒸技术，设置一台高压用蒸器和一台低压闪蒸器，闪蒸出的饱和蒸汽混入汽轮机做功；

4、由于PH出口废气还要用于原料烘干，所以PH锅炉无省煤器，只设蒸发器和过热器，从而使出炉烟温达250℃，仍可用于原料烘干；

5、AQC锅炉设计为立式自然循环锅炉，带汽包，烟气自上而下通过锅炉。锅炉自上而下布置过热器、蒸发器和省煤器，由于废气粉尘为熟料颗粒，粘附性不强，除尘方式采用自然沉降；另外为增大换热面积，强化换热效果，AQC锅炉的传热管设计为螺旋翅片管。PH锅炉采用卧式强制

循环锅炉，带汽包，设蒸发器和过热器，烟气在管外水平流动，受热面为蛇彩光管，设置机械振打装置来解决废气的粉尘附着问题。

再者，整个余热发电系统采用先进的DCS集散控制系统，系统的操作简便可靠，并设有完善的报警和保护程序，使整个发电工艺系统能够长期稳定运行。

上述关键技术的解决，为保证系统设计的可靠性、合理性起到重要作用。较好地解决了制约我国纯低温水泥余热发电技术水平提高的瓶颈问题，以上技术在宁国水泥厂余热发电系统成功应用，在国内处于领先水平，并且达到国际先进水平。

三、项目的建成和运转实绩

项目于一九九六年十月十八日破土动工，一九九八年一月十四日实现两台锅炉通汽煮炉，随后顺利完成了蒸汽吹管，汽轮机冲动和升速，汽轮机保护动作实验等一系列工作，同年二月八日发电机组并网发电一次成功。

自一九九八年三月开始实质性运转至二OO一年底，从统计数据表明，平均吨熟料发电量已达3 5．35kwh／t，累积发电量已达18677万千瓦时，实现了系统安全、稳定、高效运行，实现投产当年达产达标的可喜成绩。在项目的生产管理上，充分吸收海螺集团多年来生产管理的先进经验，组织技术管理人员及时编写了一系列规章制度和安全操作规程，使余热发电系统的生产管理迅速走向科学化、制度化、规范化，由于管理科学、操作水平显著，使系统产能发挥到设计能力的1 10％，为该项目的应用推广打下了坚实的基础。

四、项目的经济效益和社会效益

水泥余热发电项目的建成并网发电，标志着中日两国在能源环境国际合作中结出丰硕成果，它不仅在全国起着示范作用，同时也给海螺集团创造了巨大的经济效益和深远的社会效益，成为海螺集团新的、稳定的经济增长点。

1、经济效益：

自发电机组正式并网以来，截止到二OO一年十二月三十一日，发电机输出有功功率累计为186 77万千瓦时，按本地区现行综合电价0．50元／kwh计算，创产值9338万元。

2、社会效益：

水泥余热发电项目完全利用水泥生产过程中产生的废气余热作为热源，整个工艺过程不烧一克煤，对环境不造成污染。

从能源利用率的角度来讲，水泥生产过程中消耗的能源有效利用率仅为60％，其余40％的能量随废气排放到大气中，余热发电建成后，可将排放掉的38％的废气余热进行回收，使工厂的能源利用率提高到95％以上，为工厂的可持续发展创造了有利条件。

从环境保护角度来讲，减少了二氧化碳的排放量。众所周知火力发电是燃煤发电，在电力生产过程中要产生大量的二氧化碳，按发电机组截止到二00一年底累计发电量18677万千瓦时来计算，共减少二氧化碳的排放量总计为140885吨，这对减少温室效应、保护生态环境起着积极的促进作用。

五、该项目在海螺集团推广应用的前景

通过水泥余热发电项目在我厂的成功应用，充分说明新型干法水泥窑配套余热发电装置在技术上是完全可行的，它充分利用了水泥生产过程中产生的大量废气余热进行动力回收，每吨熟料可回收30~40kwh的电能，并且该系统能够长期稳定运行，相对水泥窑的运转率可达95％左右，发电成本非常低，相对外购电价可节约大量的购电费用。所以该项技术的应用，既可降低水泥的生产成本，提高企业的经济效益，又可以为国家节约大量的电能，减少环境污染，具有广阔的推广应用前景。

海螺集团作为中国建材行业的领头羊，拥有多条日产5000t／d干法水泥生产线，2001年全集团水泥主业产销量首次跨过1000万吨大关，根据集团“十五”规划目标和“双跨”目标，在“十五”末，力争形成4000万吨水泥熟料生产能力、46万吨化学建材产销能力；目前集团拥有在运行和即将扩建多条4000t/d以上的水泥生产线，并积累了4000t/d水泥余热发电配套装置成功应用的经验，首条余热发电示范项目运行成功后，近期在国内水泥行业进行推广尚有难度。为将示范线尽快在国内水泥行业得到推广，减少大气有害气体排放，回收利用热能和提高企业经济效益，集团计划将水泥余热发电项目作为水泥产业新技术在全集团日产4000吨水泥生产线上进行推广应用，在报请国家计委批准后，计划在今年三月份将邀请日方专家来海螺集团就项目的实施进行可行性论证，讨论示范项目推广的具体方案。

六、普及和推广过程中存在的问题

水泥余热发电示范项目在我厂建成投产近四年时间了；该示范项目在我国的普及和推广工作的进展却较为缓慢，据我们了解，很多水泥生产厂家来我厂对该示范项目的证实运转状况进行实地考察后，一致认为该技术的成功应用完全符合国家的相关产业政策，是二十一世纪的新技术产业，推广应用的前景十分广阔；但从日方提供的设备报价单上了解到，该套系统设备的初投资额较大，再者，由于我国的行业分割，系统建成投产后，能否得到相关电力行业的充分支持，因而不能迅速做出投资决策。

若该项技术在我国的普及推广应用具有实质性的进展，并很快实现产业化。需要国家在产业政策上予以适当的扶持。如该示范项目在我厂的成功应用，说明日本国提供的水泥余热发电技术是先进且成熟可靠的，一些关键技术在国际上具有领先水平，在实施应用过程中，一些关键设备仍需从日方进口，进口设备的关税能否有政策上的优惠；该项技术在我国水泥行业推广应用，对提高我国的能源利用水平，保护环境起到积极的促进作用，发电机组必须通过并网才能保证供电质量，但发电机组的输出电力工厂自发自用，即“并网不上网”，确保工厂的经济效益，相关电力行业是否有政策予以充分的支持。

必须大力推进低温余热发电技术的国产化，该技术在我国进行有效的推广和应用，在保证系统运行可靠性的前提下，必须降低设备的造价，减少投资成本，最有效的手段是扩大国内分交设备范围，除汽轮机及其控制系统、锅炉汽包和集箱等关键设备外，其它设备均可考虑国内分交（包括日方设计中方制造），从而逐步实现该技术的国产化。

附：

余热发电系统九八年——零一年运行报告

一、运行业绩

余热发电系统于一九九八年三月一次并网发电成功。正式投产后系统运行持续高效稳定，运行四年来，随着操作人员技术水平的不断提高，以及同窑操作员的协调性越来越好，锅炉和发电机组运行平稳，相对于窑的运转率逐步提高。发电机的出力得到充分发挥，从九九年发电量4108万千瓦时到2001年总发电量的5294万千瓦时，年增加发电量1188万千瓦时，提升幅度达29％，