三、我國純低溫余熱發電機組建設及運行
1.選擇余熱利用方式及原則
企業是否建設純低溫余熱發電系統,應根據熟料生產線的實際情況而定。生產線規模較小,當地電價較低,如青海地區小規模生產線,建設余熱電站效益就不高;生產線利用污泥進行配料,需要大量廢熱對污泥進行烘干,經濟效益很好;利用廢熱供暖、制冷,造福一方百姓,也是不錯的選擇。不管廢氣如何利用,經濟賬一定要算。哪種廢熱利用方式效益最好,就是企業的最終選擇。實踐證明,已建設純低溫余熱發電系統的企業經濟效益均很好。
水泥窯純低溫余熱發電的建設和設計應遵循以下原則。
——條件允許時,企業應對生產線進行系統熱工標定,對運行數據的穩定性及原因進行系統分析:
——在滿足水泥生產工藝自身余熱的需要、不影響水泥窯的熱工操作、不增加水泥熟料燒成熱耗及電耗的前提下,最大限度獲取利用余熱資源;
——合理梯級利用不同品位余熱,充分發揮余熱的作功能力:
——根據企業的實際情況,通過性價比分析,確定熱力系統循環方式;
——在建設新生產線設計中,不同步建設余熱發電系統時,應在窯頭和窯尾留有建設余熱發電系統的余地。
2.水泥余熱發電建設模式
水泥余熱發電建設模式有三種。第一種為傳統模式,由設計單位提供技術方案和電站設計,企業自己安排建設和管理。設計單位只承擔設計,工作量較大,利潤較薄,一些設計單位不愿意提供這種模式的服務。由于目前余熱發電建設是買方市場,這種服務模式的比例逐年下降。
第二種為EPC模式,即工程總承包模式。目前水泥余熱發電建設采用EPC(總承包)模式比較普遍,市場占有率大約60%左右。采用這種模式主要原因是水泥余熱發電市場比較火爆,技術供應商希望以工程總承包方式承接任務;另一方面水泥生產企業對水泥余熱發電的設備采購、技術管理比較生疏,這方面正是技術供應商的優勢。一般采用EPC模式時將土建工程拿出去,由業主自行招標。
第三種模式為BOT模式。是一種由出資方建設——運營——轉交的模式,也是今后的發展方向。采用這種模式,水泥企業利用擁有廢氣資源優勢,由電站的承建方全部投資進行建設和管理。企業可以解決資金短缺造成的窘迫,近期可以獲得優惠電價,最終可以獲得電站。投資方依靠資金、技術、配套、CDM、管理等方面的優勢,可以有效規避投資風險和取得短期較好經濟效益。這種模式目前應用不夠普遍,大概占10%左右。這種模式雙方合作的條款是比較靈活的,關鍵是條款的內容雙方均能接受。
后兩種模式總體經濟性評價是雙贏的,可以說以優勢克服弱勢,雙方盈利。
3.已投運的純低溫余熱發電機組及生產線
1997~2005年近十年間,水泥行業建設投運的純低溫余熱發電新型干法生產線僅為13條、機組14臺、裝機容量50MW;進入“十一五”,水泥純低溫余熱發電的建設快速發展,每年呈幾何級數上升。2006年投運了15條生產線、14臺機組、裝機容量65.5MW;2007年投產的余熱發電生產線86條、安裝發電機組59臺、裝機容量571MW:2008年投運的余熱發電生產線149條、安裝發電機組106臺、裝機容量975.2MW;2009年預計投運的余熱發電生產線232條、安裝發電機組181臺、裝機容量1677MW:預計2009年投運的余熱電站裝機總容量將超過歷年的總和(見表3)。
表3 截止2008年年底已投入運行的純低溫余熱電站
年份 |
生產線(條) |
機組(臺) |
裝機(MW) |
熟料設計產能(萬噸/年) |
1997~2005 |
13 |
14 |
50 |
1119 |
2006 |
15 |
14 |
65.5 |
1460 |
2007 |
86 |
59 |
571 |
10109 |
2008 |
149 |
106 |
975.2 |
15899 |
小計 |
263 |
193 |
1661.7 |
28587 |
2009預計 |
232 |
181 |
1676.8 |
2767 | 表4 2009年擬投運的國外水泥余熱發電工程
國 別 |
生產線
(條) |
機組
(臺) |
裝機
(MW) |
熟料產能
(年/萬噸) |
泰 國 |
9 |
6 |
102.2 |
1819 |
巴基斯坦 |
9 |
4 |
52.6 |
100l |
印 度 |
7 |
5 |
48 |
880 |
越 南 |
2 |
2 |
22.5 |
388 |
土耳其 |
2 |
l |
18 |
310 |
菲律賓 |
1 |
l |
4.5 |
78 |
合 計 |
34 |
22 |
247.8 |
4 |
表5 余熱發電生產線運行指標匯總
指標
項目 |
熟料熱耗
(kg/t) |
噸熟料余熱發電量
(kWh/t) |
余熱發電供電成本
(元/kWh) |
外購電價
(元/kWh)
|
目前設計 |
|
37-42 |
0.12~0.16 |
0.5~0.6 |
安徽運行數據 |
115.5 |
37.35 |
0.06~0.08 |
0.51~0.64 |
浙江運行數據 |
120.48 |
29.91 |
0.09~0.25 |
0.54~0.66 |
山東運行數據 |
112.92 |
28.57 |
0.167~0.228 |
0.57~0.67 |
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