实现水泥熟料生产和余热发电成本“双低”目标的途径

实现水泥熟料生产和余热发电成本“双低”目标的途径

张金营（中国联合水泥集团金鲁城工程材料有限公司 山东 泗水273200）

摘 要：在我国水泥工业结构调整进程中，新型干法水泥熟料生产线配套余热利用发电系统的比例逐年增高，为使两套系统均衡协调安全可靠稳定地运行，确保整套大系统的效益最大化，本文讨论了实现水泥熟料生产和余热发电成本“双低”目标的几项技术途径，提出了的建议与对策，供同行参考。

关键词： 水泥熟料生产 水泥余热利用发电系统 节能减排

0 引言

近几年我国水泥工业结构调整成绩斐然，水泥工业又是名副其实的高耗能高排放行业，科学发展、技术创新、节能减排、低碳清洁生产成为水泥工业全行业的实际行动，在这期间水泥纯低温余热发电技术亦同步蓬勃发展与推广应用，截止2009年底，全国已有1113条新型干法水泥生产线在运行，已有498条新型干法熟料生产线配套装有余热利用发电系统，装机总容量超过3316MW。水泥纯低温余热发电技术是一种主要利用新型干法水泥熟料生产线窑头和窑尾的含有余热的废气，通过余热回收装置——余热锅炉将废气余热进行热交换回收，余热锅炉生产出低参数蒸汽推动汽轮机做功，从而带动发电机进行发电，是国家现在大力推广的一项节能减排技术，2005年已被列入我国十大节能工程之一，国家已明令要求新建新型干法水泥熟料生产线均要同步配套建设纯低温余热利用发电系统，新型干法水泥熟料生产线配套余热利用发电系统的比例逐年增高，但由于人才缺乏及条块分割思维的影响，目前许多已经配套余热利用发电系统的新型干法水泥熟料生产线，两套系统还做不到最佳融合，还不能均衡安全可靠稳定地高效运行，为实现水泥熟料生产和余热发

电成本的“双低”目标，笔者总结了下面几项途径，供同行参考。

1 实现成本“双低”目标的主要途径

1.1重视热力循环系统的科学选型

目前，我国水泥工业纯低温余热发电技术的核心是热力循环系统，热力循环方式主要有单压系统、闪蒸系统、双压系统三种基本模式，以及由此衍生的复合系统构成。理论和实践表明，以上三种热力系统的选择，应依据企业的具体情况，具体窑型来选择合适的系统，采用哪种热力循环方式最合理，应依据热平衡计算、生产线规模、企业管理水平、投资高低等实际情况，进行综合比较分析论证。许多企业在这方面不太重视，不重考察与评估，对自己水泥熟料生产线的的余热状况不做科学分析更谈不上进行热工标定，以数据说话，而对项目快速上马的心情又过于迫切，对每种热力系统的性价比缺乏科学认识，再加上不切实际的“盲目低投资妄想”，甚至与设计、设备厂家“无理砍价”，工程项目仓促上马的比比皆是，往往配套后的热力系统受主观与客观影响因素较大，不符合本企业工况，存在先天的不足、问题缺陷较多，因此很难实现水泥熟料生产和余热发电成本的“双低”目标。

1.2稳定水泥窑况，确保水泥熟料生产线均衡高效运行，不要过分片面追求每吨熟料发电量

从管理的角度看，现在有许多水泥企业的管理者，对余热发电的重视程度超过了对水泥熟料生产线的重视程度，余热发电系统“有点小事就是大事”，水泥熟料生产线“有点大事确认为是小事”，工艺机电设备的维护保养重点也发生了不应有的错误转移，实事求是讲许多企业的水泥熟料生产线的余热发电系统还是后来配套的，工艺机电设备整体性能

状况是远远优于原水泥熟料生产线的，把余热发电系统与原水泥熟料生产线相比看作“新生事物”，本无可厚非，但过分的不科学的“重视”以及对原来水泥熟料生产线的“忽视”，就不可取了。我们必须认清水泥纯低温余热发电系统只是水泥熟料生产线的辅助，是锦上添花之举，它们是有根本的主次之分的，没有水泥熟料生产线的稳定可靠高效运行，水泥纯低温余热发电系统也不可能稳定可靠高效运行！强烈建议将它们的中控室合并设置，采用统一的综合自动化控制系统（即DCS或中控系统），把余热发电系统作为水泥熟料生产线的一个工序或车间看待，“全厂成本一盘棋”，在考虑水泥生产线的运行成本的同时，也要考虑余热发电的运行成本。而每吨熟料发电量是当前衡量水泥余热发电系统运行水平的常用指标，而且是水泥企业自己比较容易计量与计算的！但对于水泥窑纯低温余热发电系统，从原理分析，影响吨熟料发电量的因素是很多的，如：熟料热耗（涉及窑头、窑尾废气温度等）；熟料形成热（涉及生料配料成份）；原料、燃料烘干所需要的废气温度、废气量（涉及可用于发电的余热量）；电站热力系统构成方式及蒸汽参数（涉及发电系统循环效率）；熟料实际产量和规模（涉及锅炉、汽轮机等设备效率）；废热取热方式（涉及对窑生产及熟料热耗的影响）等等。由于影响余热发电能力的上述因素,加之这些因素在实际生产中的复杂性，仅采用吨熟料余热发电量来评价中低温余热发电技术是不科学、不完整、不准确的，不能全面代表中低温余热发电技术的水平。在生产现场，过分片面追求每吨熟料发电量就会容易犯顾此失彼、本末倒置的错误。

1.3 重视技术培训与人才培养，提高技术人员的积极性与创造性

实事求是讲我国新型干法水泥生产技术以及配套的纯低温余热发电技术都是来源于国外，一些设计院只是在别人的基础上有所消化或有小小提高，缺乏原创性的技术支撑，水平较高的专业技术人员在基层水泥企业中更是相对匮乏，因此基层水泥企业现场操作及维护维修人员经常犯常识性错误就在所难免了。广大水泥企业应该重视技术培训与人才培养工作，并作为一项长期任务来抓，提高技术人员的积极性与创造性，技术人员应热爱本职

工作，努力钻研技术，比如针对新型干法水泥熟料生产线配套余热利用发电系统，广大技术人员应多研究思考余热发电系统的投运对水泥孰料生产影响的具体问题：

余热发电系统投运后，对水泥窑生产有什么影响？以什么理念正确应对？

还比如窑头余热锅炉的取风口在哪里合适？二段？靠近篦冷机的高温段？它会直接影响入窑二次风温和三次风温吗？若篦冷机设置多个取风口，使系统复杂，能给窑头负压控制带来多大的操作困难？

AQC炉投运后，能增加系统的多些阻力，若系统漏风量也大，就会直接导致窑头排风量增加，电机负荷增加多少，耗电增加多少。若AQC炉煤磨的取风口都设置在篦冷机中温区时，AQC炉的投运，会影响煤磨入口的负压多少，也会影响煤磨的用风温度！

AQC锅炉的投运，能降低入除尘器的温度，能保护窑头除尘设备，使收尘效果改善吗？较低的排风温度有利于窑头排风机的稳定运行，另外也降低了篦冷机的喷水量！

增设SP余热锅炉，是否增加了系统阻力，造成漏风量增加，高温风机电耗增加吗？对电收尘器的影响与AQC锅炉相似吗？

增设SP余热锅炉，使入生料磨的烘干废气温度下降，煤磨增大阀门开度，提高通风量，加剧了磨损的同时烘干效果也打折吗？原料磨冬季自然温度低或夏季含水量大时，磨机产量下降率如何？运行时问稍有增加，每吨生料能多耗电约3～4kWh？

SP锅炉降低了入生料磨废气的温度，减少了增湿塔喷水量，同时也减小了入除尘器的烟气量，会降低尾排风机的负荷吗？会减少电耗吗？

SP锅炉采用什么清灰方式合理？振打清灰时，回灰稳定吗？会使入窑生料成分波动较大，回转窑工况不稳定吗？孰料质量降低吗？

随着余热发电技术不断进步，还会有颠覆式的进展吗？

2 结束语

为实现水泥熟料生产和余热发电成本的“双低”目标，肯定还有许多途经可走，广大同行应不断分析与总结，但无论如何，都必须树立全局观念，对于配套余热利用发电系统的水泥熟料生产线不要再犯条块分割的错误，教条地把余热利用发电系统和原水泥熟料生产线割裂开来，而要科学地把它们看做一个整体系统，完美融合，使配套余热发电系统的新型干法水泥熟料生产线真正高效可靠低成本运行！