我國建筑材料行業是工業領域高耗能行業之一,能源消耗量約占全國工業總能耗的11%。水泥工業是建材行業的第一耗能大戶,占建材行業能源消費總量的57%左右,是建材行業節能減排重要環節。優化產業結構、推廣應用節能新技術、加強技術改造是建材行業節能減排的重要舉措。
新型干法水泥窯純低溫余熱發電是一項將水泥窯窯頭、窯尾排放的中低溫廢氣余熱轉化為電能的節能技術。該技術可有效提高水泥生產過程中的能源利用效率,降低能源消耗,減輕環境熱污染,從而實現水泥工業的節能減排。本方案計劃用4年時間(2010~2013年),對日產量2000噸以上的新型干法水泥窯推廣純低溫余熱發電改造項目,使日產量2000噸以上的新型干法水泥生產線余熱發電配套率達到95%以上,形成427萬噸標準煤的節能能力,為水泥生產企業在日益激烈的市場競爭中進一步降低生產成本、實現節能降耗發揮積極作用。
一、技術發展及應用現狀
。ㄒ唬┧喔G純低溫余熱發電技術概況
水泥生產過程中由窯頭熟料冷卻機和窯尾預熱器排放的350℃以下的廢氣,其熱量約占水泥熟料燒成系統總耗熱量的30%以上,回收利用廢氣余熱對降低水泥單位產品綜合能耗具有重要意義。
純低溫余熱發電技術是將水泥窯窯頭、窯尾排放的廢氣余熱轉化為電能,可有效提高水泥生產過程中的能源利用效率,降低能源消耗,減輕環境熱污染。目前,一般純低溫余熱發電項目噸熟料發電量已達到37~42千瓦時,使水泥生產線的自供電量達到1/3以上,節能效果明顯。因此,在用新型干法生產線取代落后水泥生產方式的同時,加設純低溫余熱發電裝置,充分回收廢氣余熱,已成為我國水泥工業節能降耗的有效途徑之一,具有良好的經濟效益和社會效益。
我國水泥窯純低溫余熱發電技術經過多年的研發和生產實踐,技術日臻成熟,已自主開發出擁有自主知識產權的“單壓、閃蒸、雙壓、復合系統”四大低溫余熱發電熱力系統,可適用于不同窯型、多種廢氣熱源的回收利用,已實現了為業主量身定做,在不增加窯系統熱耗的前提下,充分利用余熱,合理配套建設發電裝置。目前,國產化自主知識產權的純低溫余熱發電技術和裝備已經達到國際先進水平,除在國內水泥企業廣泛應用外,已走向世界,被拉發基等國際大型水泥集團采用,我國新型干法水泥窯純低溫余熱發電技術已經得到國際市場的認可。
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水泥窯純低溫余熱發電技術的推廣與新型干法水泥技術的推廣密切相關。進入新世紀以來,我國新型干法水泥技術日趨成熟,一大批新型干法水泥生產線相繼建成投產,極大地推動了水泥產業結構調整。2008年全國水泥產量13.99億噸,水泥熟料9.7億噸,其中新型干法窯水泥熟料達5.96億噸,同比增長12.3%。新型干法水泥的比重已由2000年的10%提高到2008年的61%。
到2008年底,全國新型干法水泥生產線約935條,其中具有余熱發電開發價值的日產量2000噸以上的新型干法水泥窯有700條左右。以2003年全部采用國產裝備的純低溫余熱發電站在上海金山水泥廠并網發電為標志,我國新型干法水泥窯純低溫余熱發電技術開始進入全面推廣應用階段。到2008年底,水泥工業已有263條生產線累計建成純低溫余熱電站近200座,總裝機容量1510MW,年發電能力約110億千瓦時,相當于年節能390萬噸標準煤。
(三)存在的問題
一是企業融資困難限制余熱發電技術的推廣。近年來,原燃料價格大幅上漲造成水泥生產成本急劇上升,但國內水泥工業總體產能過剩導致水泥價格普遍較低,行業總體盈利能力不強,水泥企業存在融資難問題,限制水泥窯純低溫余熱發電技術的推廣。
二是余熱發電并網問題尚未妥善解決。由于各地執行余熱發電政策不一致,余熱發電并網運行的管理制度、收費、技術標準不明確,導致并網問題始終未能妥善解決。尤其一些電力輸出省市的余熱發電并網要繳納上網費、上網備用金等費用,導致企業余熱發電項目建成后長時間不能投產發電,造成不必要的浪費。
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