我國水泥工業的建設規模和技術水平有了長足的進步,“上大改小、結構調整”戰略的實施,更使得我國水泥工業的建設規模由1 000t/d、2 000t/d快速發展到5 000t/d、10 000t/d,水泥熟料的熱耗也由4 000kJ/kg左右降低到2 700~3 300kJ/kg。但水泥工業是一個傳統的高能耗行業,就目前國內最先進的水泥生產工藝,仍然有大量的350℃以下的低溫余熱不能被完全利用,其浪費的熱 量約占系統總熱量的30%左右。因此,回收水泥生產工藝過程中的低溫余熱,用來供熱或發電,具有非,F實的節能和環保意義。
1 低溫余熱和資源綜合利用電站的技術和裝備
水泥的生產,需要消耗大量優質的自然礦產資源,還需摻雜一定量的混合材,在同時消耗大量煤炭和電力等優質能源的時候,也伴有大量被排放而浪費掉的低溫余熱資源。
近來,受電力供應緊張和電價持續上漲的影響,許多地方的水泥生產單位面臨運轉率不足和經濟效益下滑的困難局面。因此,在國家資源綜合利用產業政策的鼓勵 下,同時結合天津水泥工業設計研究院成熟的資源綜合利用技術及國內成熟的電站設備,多家水泥生產單位建設了能夠充分利用水泥生產線排放的低溫余熱,再加上 適當的補燃,燃用熱值小于12 550kJ/kg的劣質燃料的資源綜合利用電站。
這樣的電站建成后,水泥生產線排放的低溫余熱可基本被回收和利用,在補燃量一定的條件下,電站單位發電量的煤耗和單位發電量的成本得到了大幅度的降低;循 環流化床補燃鍋爐還可以有效的利用工程建設所在地的煤矸石等劣質煤資源,所產生的灰、渣又可全部回用于水泥生產,做到零排放;電站生產的電力可直接供給水 泥生產使用,并減少了輸配電系統的有功損耗。
2 純低溫余熱電站的技術及裝備
相對于補燃型的資源綜合利用電站而言,利用水泥窯純低溫余熱所建設的余熱電站不配置任何的燃燒設備,所以也不增加任何的煙氣、粉塵和廢渣的排放點,因此,具有更好的節能和環保效果。
由于窯頭和窯尾的廢氣溫度較低,采用純低溫余熱進行發電,對裝備和系統技術的要求較高。國外對于利用水泥窯低溫余熱進行發電的技術及裝備的研究與開發從 20世紀60年代開始,到70年代中期,無論是熱力系統還是設備都已進入應用階段。據我們所知,技術較為成熟的是日本的幾家公司(如川崎公司),他們開發 研制的余熱鍋爐及中、低品位的混壓進汽式汽輪機,經數十個工廠多年運轉實踐證明,技術成熟可靠并具有很大的靈活性。寧國水泥廠純低溫余熱發電系統就是日本 川崎公司的技術和裝備的應用工程。