摘要：自2004年以来，纯低温余热发电技术迅速在水泥、玻璃和钢铁等行业得到推广，成为一个新的经济增长点，为企业带来了很好的节能减排效果和经济效益。余热发电基本已成为水泥企业的标准配置，而且余热发电已成为企业的主要利润增长点之一，吨熟料发电量也逐渐被企业管理人员重点关注。水泥窑余热发电普遍采用的热力循环系统的基本形式有：单压技术、闪蒸技术和双压技术三种。不管采用哪种热力循环系统，都是希望充分利用生产过程中产生的废热最大限度地进行发电，提高发电效率，“自产自用”，减少生产外购电量。
关键词：余热发电；问题措施；节能改造
引言
我国是世界上最大的水泥生产和消费国，也是能源紧缺国家，充分利用水泥窑余热发电已经成为水泥工业发展的一个主流方向。所谓纯低温余热发电，就是利用新型干法水泥窑窑头和窑尾废气余热进行发电的一项新技术，也是水泥企业降低电耗的有效途径。纯低温余热发电的建设不仅有较好的经济投资回报，更能够带来良好的社会效益。在国际上，水泥余热发电已不是新技术，但是对于中国的水泥工业来说，刚起步不久的余热发电技术仍然处于不断发展的阶段。因此除了国家政策的不断扶持外，还需要我们这些中国水泥人对水泥余热发电技术不断的探究、专研，努力使中国制造的水泥余热发电技术将达到国际领先水平。
一、中国发展水泥窑余热发电技术的目的
水泥余热发电即直接对水泥窑在熟料煅烧过程中窑头窑尾排放的余热废气进行回收，通过余热锅炉产生蒸汽带动汽轮发电机发电，能有效地实现降低能耗、保护环境。水泥生产，一方面消耗大量的热能（每吨水泥熟料消耗燃料折标准煤为100～115kg），另一方面还同时消耗大量的电能（每吨水泥约消耗90～115kwh）。如果将排掉的400℃以下低温废气余热转换为电能并回用于水泥生产，可使水泥熟料生产综合电耗降低60%或水泥生产综合电耗降低30%以上。此前，由于水泥产能过剩已严重阻碍了行业可持续发展，随着市场需求的下降、“十三五”规划的实施，对水泥企业节能降耗有了更严厉的新要求，将直接关系水泥企业的存亡。
推广水泥窑余热发电技术可以为“建设节约型社会、推进资源综合利用”政策的推行提供技术支持。中国政府在为贯彻实施《节能中长期专项规划》而编制的《中国节能技术政策大纲》（2005年修订稿）中明确支持“大中型新型干法水泥窑余热发电技术”的研究、开发、推广工作。同时水泥生产企业建设余热电站，投资小，见效快，可以大幅降低水泥生产能耗既成本，相应地可以大幅提高企业经济效益。
支持并促进“水泥窑余热发电技术”的研究、开发、推广工作，可以使中国水泥窑余热发电的总体技术水平达到或接近当前国外先进工业国家已经达到的技术水平。目前，在国外的许多水泥建设项目中都是采用中国的余热发电技术，这也是对“中国制造”的认可。
发电模拟图
二、水泥窑余热发电存在的问题
目前，低温余热发电技术主要存在以下问题：
（1）汽轮机发电机组方面问题。为了充分利用350℃以下的纯低温余热发电，我国仍有许多问题需要解决，如多级低参数混合压力汽轮机的设计与制造。
（2）水泥生产技术与余热发电技术的结合方面。水泥窑尾气的温度控制范围，窑头熟料冷却剂是否可以与余热锅炉一体化，篦冷机残余空气的最佳温度还需要进一步研究。
（3）热锅炉管束的磨损和积灰也是一个问题。废气含尘量大，粉尘硬度高，易产生灰尘和磨损，不仅影响水泥窑的稳定运行，而且影响电站的发电。
（4）自动控制系统不容忽视。目前，水泥熟料线DCS控制系统和余热发电DCS控制系统是完全独立的控制系统，经常会出现水泥质量不稳定，多发电产生的熟料能耗增加等问题。
三、水泥窑余热发电的改进措施和方法
3.1充分利用水泥窑的余热措施
（1）双压技术
中信重工率先推出水泥窑余热发电双压技术。其原理是利用高温烟气产生高压蒸汽和低温烟气产生低压蒸汽，实现烟气余热的梯级利用。实践证明，当窑头锅炉采用双压技术时，与单压系统相比，余热发电系统的发电量可提高8％~10％，对废热能特别有利。一代大型水泥窑。
目前，随着水泥技术的提高和水泥技术的发展，通过加强高温风机出口到加湿塔段的管道保温，加湿塔旁路改造或采用管道加湿等技术手段，窑尾锅炉排气温度当温度在170°C~190°C以上时，可以满足干燥原料的需要。此时，窑尾锅炉还可以采用双压技术，利用低温烟气产生的低压蒸汽，进入汽轮机作为补充蒸汽发电。它可以大大增加废热发电量。
（2）优化煤磨和取风的工艺
磨煤机操作需要一定的高温热空气来干燥原料。在一些水泥窑废热发电系统中，煤磨风直接从进入窑炉的烟道气中提取，因为进入窑炉的烟气温度要高得多。在煤磨风所需的温度下，此时采用冷空气的方法降低进入磨煤机的烟气温度，以满足正常运行期间磨煤机的风力需求，造成浪费高温烟气。实际上，可以从篦冷机尾部的排气管中抽出一部分低温烟气，然后将进入窑头锅炉的低温烟气混合，以满足正常的风力需求。磨煤机，可以大大减少磨煤机。在操作中使用的高温烟气，使更多的高温烟气进入窑头锅炉，从而增加了系统的发电量。
（3）窑头锅炉排烟的利用
窑头锅炉的排气温度通常约为100℃。在现有的废热发电系统中，窑头锅炉的废气通常在被除尘装置除去后被窑头排气扇排放到大气中，并且被浪费掉。实际上，这部分热量可以得到有效利用。通过循环风道将窑排气扇的排气口连接到炉排冷却器下方的冷却风扇入口，进入窑炉的烟气温度可提高约20℃至50℃，这可以大大增加废热发电量。在窑头锅炉的循环风利用系统中，为了不影响水泥熟料的质量，循环风管仅连接到篦冷机的第二和第三部分的冷却风扇入口。
回收窑头废气的不利因素是增加冷却风扇的功率消耗。但是，循环风使用后余热发电系统发电量的增加远远大于冷却风机功耗的增加，循环风道的安装方便，投资大。成本相对较高。因此，使用循环风是提高余热发电系统发电能力的重要措施，特别是在高寒地区。
（4）窑缸的辐射热的利用
水泥回转窑筒的表面温度约为300℃~400℃，热量始终散发到周围环境。因此，可以在窑筒周围设置辐射热交换表面以回收热量。由于辐射传热能力与温度的四次方成正比，而且窑缸的表面温度不是太高，只有窑管辐射不足以加热给水产生高温蒸汽，因此很难将这部分热量用于余热发电。 目前，广泛使用的利用措施是采用独立的水循环系统，利用窑管体产生热水供暖或外热水供应，取得了良好的经济效益。
（5）其他措施
在设计中 水泥窑余热发电系统，还有一些其他措施，以充分利用水泥窑余热，如窑尾加湿塔的旁路改造，新的热脱气和增强烟气，蒸汽管的使用 水泥窑的余热进一步用于提高余热发电的能力。
结束语
余热发电过程中没有燃料燃烧，并且没有污染物排放到大气中。在节约能源的同时，它减少了二氧化碳等污染物排放，降低了废气温度，并对温室效应有了一定的缓解作用。某些促销。此外，通过建设低温余热发电站减少二氧化碳的数量可以在国际二氧化碳市场进行交易，这可以为企业带来额外的经济效益。可以说，低温余热发电技术项目不仅技术成熟，可行，而且经济上可观。它拥有巨大的市场，广阔的未来和光明的未来。它具有很强的竞争力和明显的竞争优势。此外，项目建设初期投资较少，建设周期短，风险低，收益高，投资回收期短。它可以被视为一个有利于国家和人民的绿色环保项目。这是一项非常必要投资建设的风险性较低的节能环保项目。
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论文作者:王新宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/3
标签：余热论文; 水泥论文; 烟气论文; 技术论文; 低温论文; 熟料论文; 锅炉论文; 《基层建设》2018年第33期论文;