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　　黑龍江電力魯綜述水泥廠余熱發(fā)電技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用胡中鐸、李文、唐雁春唐金泉2（1.哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱150040；2.天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院，天津300400）史分析了幾代余熱發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)及在我國(guó)的應(yīng)用和今后我國(guó)余熱利用的發(fā)展方向。

　　0前言20世紀(jì)30年代日本在我國(guó)的華北、東北地區(qū)修建了10余條帶有余熱發(fā)電系統(tǒng)的干法中空回轉(zhuǎn)窯（又稱中空余熱發(fā)電窯），這些余熱發(fā)電系統(tǒng)為我國(guó)后來開發(fā)自己的余熱發(fā)電技術(shù)及設(shè)備奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。由于戰(zhàn)爭(zhēng)的原因，這些水泥窯及余熱發(fā)電系統(tǒng)在投建以后基本上處于停產(chǎn)狀態(tài)。20世紀(jì)50年代及80年代初這十幾條水泥窯及余熱發(fā)電系統(tǒng)相繼恢復(fù)生產(chǎn)運(yùn)行。至20世紀(jì)70年代后期，由于對(duì)這十幾條水泥窯及余熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行改造的需要，我國(guó)開始自行開發(fā)水泥窯及余熱發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)及設(shè)備。目前，我國(guó)自己的余熱發(fā)電技術(shù)及設(shè)備己經(jīng)初具規(guī)模，在立足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的同時(shí)，將目標(biāo)瞄準(zhǔn)國(guó)際市場(chǎng)。我國(guó)余熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展可分為以下幾個(gè)階段。

　　1中空余熱發(fā)電窯中空余熱發(fā)電窯的余熱發(fā)電技術(shù)及設(shè)備共有三代。

　　1.第一代技術(shù)一日本于20世紀(jì)30年代在我國(guó)的華北、東北地區(qū)及20世紀(jì)70 ~80年代初我國(guó)自行建設(shè)的中空余熱發(fā)電窯余熱發(fā)電系統(tǒng)（見）。

　　基金項(xiàng)目：國(guó)家“八五”科技攻關(guān)重大科技項(xiàng)目（996）在第一代技術(shù)中，水泥窯產(chǎn)量均小于500t/d水泥熟料熱耗為6688~7524/kg，單臺(tái)水泥窯余熱發(fā)電能力均小于3 000kW，發(fā)電主蒸汽參數(shù)：壓力<2.45MPa溫度<400水泥熟料余熱發(fā)電量為90余熱鍋爐均為進(jìn)口廢氣溫度500 ~900°C的臥式鍋爐，汽輪機(jī)為單進(jìn)汽式汽輪機(jī)。至20世紀(jì)末，我國(guó)仍有近60條這樣的中空余熱發(fā)電窯在運(yùn)行。

　　1.2第二代技術(shù)一我國(guó)在第一代技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)研制的中空余熱發(fā)電窯余熱發(fā)電系統(tǒng)（見）。

　　在第二代技術(shù)中，水泥窯產(chǎn)量提高至700t/d水泥熟料熱耗6 061~6688k/kg單臺(tái)水泥窯余熱發(fā)電能力提高至4000~6000kW，發(fā)電主蒸汽參數(shù)：壓力3.82MPa，溫度450 Q水泥熟料余熱發(fā)電量為150~17014界4，余熱鍋爐為進(jìn)口廢氣溫度500~900C的臥式或立式鍋爐，汽輪機(jī)為單進(jìn)汽式共建設(shè)了約20條這樣的生產(chǎn)線，采用這一技術(shù)的中空余熱發(fā)電窯其水泥的生產(chǎn)可不再向外購(gòu)電而全部由余熱發(fā)電系統(tǒng)供電。

　　1.3第三代技術(shù)一我國(guó)結(jié)合預(yù)分解窯余熱發(fā)電技術(shù)及設(shè)備而開發(fā)研制的中空余熱發(fā)電窯余熱發(fā)電系統(tǒng)（見）。

　　在第三代技術(shù)中，水泥窯產(chǎn)量仍為700t/d水泥熟料熱耗仍維持在6061~6688k/kg單臺(tái)水泥窯余熱發(fā)電能力提高至4數(shù)：主蒸汽壓力3.82MPa，溫度450輔助蒸汽壓力0.2~0.5MPa溫度為飽和溫度加50C過熱度。水泥熟料余熱發(fā)電量為180 h/t，余熱鍋爐均為兩臺(tái)鍋爐：其一為進(jìn)口廢氣溫度500~900C立式鍋爐；其二為進(jìn)口廢氣溫度180~300C的立式或臥式鍋爐，汽輪機(jī)為兩個(gè)或3個(gè)壓力等級(jí)的進(jìn)汽口。

　　黑龍江電力兩條生產(chǎn)線，采用這一技術(shù)的干法中空回轉(zhuǎn)窯的綜合能耗（熟料熱耗加水泥電耗）己與同等規(guī)模的預(yù)分解窯（帶四級(jí)或五級(jí)預(yù)熱器）相同。

　　2預(yù)分解窯我國(guó)于20世紀(jì)80年代末期開始開發(fā)研制預(yù)分解窯余熱發(fā)電系統(tǒng)及設(shè)備，至20世紀(jì)末己在國(guó)內(nèi)11個(gè)水泥廠（共19條窯，單臺(tái)窯水泥熟料產(chǎn)量700 ~40⑴t/d總熟料產(chǎn)量為35 800t/d）建設(shè)投產(chǎn)運(yùn)行了16套余熱發(fā)電系統(tǒng)（共16臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組，單臺(tái)機(jī)組發(fā)電功率為2 400~12000kW總發(fā)電裝機(jī)容量為147.480MW）在這16套余熱發(fā)電系統(tǒng)中余熱鍋爐總臺(tái)數(shù)為38臺(tái)，鍋爐進(jìn)口廢氣溫度為180~450另有以煤矸石等劣質(zhì)燃料為燃料的補(bǔ)燃鍋爐11臺(tái)，即在16套余熱發(fā)電系統(tǒng)中，帶補(bǔ)燃鍋爐的為11套，不帶補(bǔ)燃鍋爐的為5套。在上述預(yù)分解窯余熱發(fā)電技術(shù)及設(shè)備中有兩個(gè)類型：其一為不帶補(bǔ)燃鍋爐的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其二為帶補(bǔ)燃鍋爐的余熱發(fā)電系統(tǒng)，這兩種類型分別見、。

　　對(duì)于不帶補(bǔ)燃鍋爐的余熱發(fā)電系統(tǒng)，主要是利用預(yù)分解窯系統(tǒng)中窯尾預(yù)熱器排出的廢氣余熱及窯頭熟料冷卻機(jī)排掉的廢氣余熱來進(jìn)行發(fā)電。根據(jù)廢氣溫度的不同，余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力也不同，當(dāng)窯尾預(yù)熱器排出的廢氣溫度為300~400C窯頭熟料冷卻機(jī)排掉的廢氣溫度為180 ~250Q同時(shí)在不改變水泥窯系統(tǒng)內(nèi)任何設(shè)備、不影響水泥生產(chǎn)用物料烘干、不加熟料熱耗的條件下，水泥熟料的余熱發(fā)電能力為22~35kW/t.對(duì)于帶補(bǔ)燃鍋爐的余熱發(fā)電系統(tǒng)，所用余熱與不帶補(bǔ)燃鍋爐的余熱發(fā)電系統(tǒng)相同，為了提高發(fā)電能力以解決水泥生產(chǎn)用電問題，在不帶補(bǔ)燃鍋爐的余熱發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)串接補(bǔ)燃鍋爐（補(bǔ)燃鍋爐需消耗燃料，其燃料可以為燃油、燃?xì)�、�?yōu)質(zhì)煤、煤矸石、泥煤及其它劣質(zhì)燃料），余熱發(fā)電系統(tǒng)可以不因水泥窯停運(yùn)而停運(yùn)，補(bǔ)燃鍋爐排出的爐渣和粉煤可以用于生產(chǎn)水泥，發(fā)電能力可以根據(jù)水泥生產(chǎn)的需要來確定。

　　3預(yù)熱器窯對(duì)于預(yù)熱器窯，當(dāng)不改變水泥生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，其余熱發(fā)電系統(tǒng)及所達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)與預(yù)分解窯相同；為了進(jìn)一步降低水泥生產(chǎn)能耗，提高水泥熟料產(chǎn)量，我國(guó)采用預(yù)分解技術(shù)及余熱發(fā)電技術(shù)對(duì)預(yù)熱器及中空余熱發(fā)電窯進(jìn)行改造，形成了帶有流態(tài)化分解爐、旋風(fēng)收塵器（或二級(jí)預(yù)熱器）及余熱發(fā)電系統(tǒng)的低能耗水泥生產(chǎn)系統(tǒng)，見對(duì)于這個(gè)系統(tǒng)，水泥熟料產(chǎn)量可比改造前提高20%~100%（根據(jù)水泥廠需要及設(shè)備配套情況確定）熟料熱耗為4 807~5434Wkg，噸熟料余熱發(fā)電量為100~130kW-h/t.至20世紀(jì)末，我國(guó)利用這項(xiàng)技術(shù)改造投產(chǎn)了兩條水泥生產(chǎn)線。

　　4結(jié)束語(yǔ)根據(jù)上述幾種類型的水泥窯及余熱發(fā)電系統(tǒng)，我國(guó)在其它類型的水泥窯上進(jìn)行了加余熱發(fā)電系統(tǒng)的試驗(yàn)（如立波爾窯）相信未來對(duì)于具有大于200C廢氣余熱的各類型水泥窯，其余熱都可以回收并用于發(fā)電。

　　目前我國(guó)從事余熱發(fā)電技術(shù)開發(fā)研究的單位不斷發(fā)展壯大，己經(jīng)形成了設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造、安裝于一體，機(jī)、爐、電成套設(shè)備及輔機(jī)配套的完整的設(shè)計(jì)生產(chǎn)體系，水泥設(shè)計(jì)研究院、鍋爐制造安裝企業(yè)、汽輪機(jī)制造企業(yè)、發(fā)電機(jī)制造企業(yè)、電站輔機(jī)配套企業(yè)及從事余熱利用研究的新技術(shù)開發(fā)公司相互配合，共同促進(jìn)我國(guó)余熱發(fā)電技術(shù)不斷發(fā)展。隨著中國(guó)加入WTO的步伐日益臨近，我國(guó)的余熱發(fā)電技術(shù)加入國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)走向世界己經(jīng)為期不遠(yuǎn)。

　�。ň庉嫼钍来海�（上接第27頁(yè)）4結(jié)論根據(jù)己投運(yùn)的1號(hào)、2號(hào)鍋爐運(yùn)行情況表明，鍋爐運(yùn)行時(shí)最大連續(xù)負(fù)荷達(dá)到110%MCR，蒸汽參數(shù)和排煙溫度與設(shè)計(jì)值吻合較理想，鍋爐的最低穩(wěn)燃負(fù)荷、壓火特性、煙塵和有害氣體排放濃度均達(dá)到保證值。經(jīng)初步測(cè)試分析，鍋爐熱效率較高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。