安 新 賈 慶 朱 偉

（滕州中聯(lián)水泥有限公司，山東 滕州 277500）

傳統(tǒng)的水泥工業(yè)是一個(gè)高能耗、高污染的能源型化工產(chǎn)業(yè)，雖然運(yùn)用了新型干法水泥熟料生產(chǎn)工藝，但是燒紙工作仍然采用窯外分解，這一過(guò)程中的能源利用率明顯不足，會(huì)存在大量的中、低溫廢氣沒(méi)有充分參與燃燒過(guò)程，不僅是一種能源浪費(fèi)，還產(chǎn)生了一定環(huán)境污染問(wèn)題。文章基于水泥廠中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，將水泥生產(chǎn)線中沒(méi)有完全利用排除的中、低溫廢氣加以回收利用，作為二次燃料，減少能源損耗和資金成本。

純低溫余熱發(fā)電由于是不用燃料的余熱利用，所以更符合節(jié)能環(huán)保的綠色可持續(xù)發(fā)展理念，水泥廠可以使用余熱發(fā)電，減少外購(gòu)電量，降低水泥生產(chǎn)成本，減少能源損耗，提升經(jīng)濟(jì)效益。是新時(shí)代水泥廠發(fā)展和轉(zhuǎn)型的新趨勢(shì)，我國(guó)作為水泥廠的生產(chǎn)消費(fèi)大國(guó)，需要合理應(yīng)對(duì)能源問(wèn)題，保護(hù)環(huán)境，優(yōu)化水泥生產(chǎn)線，促進(jìn)水泥廠余熱發(fā)電技術(shù)不斷發(fā)展。

1 水泥廠余熱發(fā)電技術(shù)

1.1 中低溫純余熱發(fā)電

水泥廠余熱發(fā)電技術(shù)的常見(jiàn)的方式是通過(guò)水或是水蒸汽，在廢氣排出時(shí)，溫度差異使余熱廢氣轉(zhuǎn)化成熱能投入生產(chǎn)線，但是由于廢氣的含量和成分無(wú)法保證，所以純余熱發(fā)電的效率也忽高忽低，提供的能量較為不穩(wěn)定。

1.2 有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電

朗肯循環(huán)余熱發(fā)電原理是水泥生產(chǎn)線余熱發(fā)電的常見(jiàn)方法，由于對(duì)廢氣余熱溫度有一定要求，溫度必須高于 360度，否則無(wú)法確保熱能和電能的供給，并且影響余熱的回收效率?，F(xiàn)階段，專家和研究人員在朗肯循環(huán)余熱發(fā)電的基礎(chǔ)上研發(fā)了有機(jī)朗肯發(fā)電技術(shù)，當(dāng)廢氣余熱溫度較低時(shí)，能夠使沸點(diǎn)較低的有機(jī)媒介充分吸收廢氣余熱，以提供熱能在汽輪機(jī)中做功，成功形成能量轉(zhuǎn)化，有效解決了廢氣余熱低溫時(shí)無(wú)法充分利用的弊端。有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電技術(shù)解決了溫度對(duì)于余熱發(fā)電的局限性；其次減少了汽輪機(jī)機(jī)械能源的使用，對(duì)機(jī)器自身的運(yùn)轉(zhuǎn)和能源的損耗問(wèn)題都有一定積極意義，不會(huì)減損機(jī)器使用壽命，造成腐蝕生銹的情況，減少故障發(fā)生；并且廢氣余熱能夠直接轉(zhuǎn)化成能量，有害物質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)化成液體，有助于污染處理。

1.3 混合工制余熱發(fā)電

混合工制余熱發(fā)電能夠針對(duì)性的對(duì)于某種媒介吸收和轉(zhuǎn)化熱能出現(xiàn)的能量損失進(jìn)行二次回收，能夠有效提高余熱廢氣的能量吸收率，減少了熱能損失。

2 水泥廠余熱發(fā)電技術(shù)工藝及設(shè)備介紹

2.1 水泥廠余熱發(fā)電技術(shù)

水泥廠余熱發(fā)電技術(shù)通常應(yīng)用在預(yù)熱器上，能夠完全吸收余熱廢氣熱能，提高能源的利用率。對(duì)于余熱廢氣無(wú)法保證成分、含量的情況，能夠串聯(lián)多個(gè)廢氣排出口，統(tǒng)一收集，還能夠有效控制溫度在合理范圍內(nèi)。值得注意的是，廢氣余熱轉(zhuǎn)化的過(guò)程比較浮在，由于實(shí)際產(chǎn)出的收益并不能買(mǎi)次都應(yīng)用在電能轉(zhuǎn)化設(shè)備上，提供運(yùn)行功率，所以如何處置多余余熱廢氣也是水泥廠企業(yè)需要重視的問(wèn)題，不能僅僅依賴水泥廠余熱發(fā)電技術(shù)，還要結(jié)合多種技術(shù)方法處理余熱廢氣。

2.2 發(fā)電規(guī)模

水泥廠余熱發(fā)電規(guī)模是根據(jù)水泥實(shí)際的產(chǎn)量和每次生產(chǎn)的過(guò)程耗能所決定的。同樣，余熱廢氣在生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)工藝上也有部分決定作用。中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)分為兩大運(yùn)作模式，一邊是余熱廢氣的排出口處理裝置，一邊是余熱廢氣的預(yù)熱處理裝置。窯口冷卻機(jī)出口的廢氣余熱溫度是由冷卻機(jī)處理的，冷卻效果好，余熱廢氣量小，回收率較低；冷卻效果差，則排出余熱量大，回收率高。余熱回收裝置有中部抽氣式、帶回?zé)嵫h(huán)式、余風(fēng)直接式。

中部抽氣是余熱發(fā)電則是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中所需要的能源供給，需要中途進(jìn)行操控，根據(jù)生產(chǎn)需求和實(shí)際回收效率開(kāi)展管理控制，雖然回收效率較高，但是設(shè)備需求和資金成本較高，利用較少。余風(fēng)直接式系統(tǒng)通過(guò)回收的廢氣壓力，溫度需求較低，但是設(shè)備和材料體積大，也需要一定資金成本。但是窯尾余熱生產(chǎn)工藝通過(guò)預(yù)熱器回收部分余熱，作為烘干熱源，能夠?qū)⒍嘤嚯s質(zhì)和有害成分，經(jīng)過(guò)增濕除塵系統(tǒng)以后排放，有助于處理污染問(wèn)題。值得注意的是，增加余熱回收裝置時(shí)，還要考慮到多余部分廢氣余熱的回收和生料磨系統(tǒng)的結(jié)合，將高溫廢氣供給余熱鍋爐，并將其排氣送給生料磨，余熱鍋爐利用溫差產(chǎn)生的蒸汽，提高回收效率。所以，水泥廠中低溫純余熱發(fā)電必須綜合考量影響因素，根據(jù)用電規(guī)模、余熱廢氣質(zhì)量以及能源回收率，確保余熱發(fā)電的效率和質(zhì)量。

余熱發(fā)電設(shè)備包括汽輪發(fā)電機(jī)、余熱鍋爐和熱力設(shè)備，其中，汽輪發(fā)電機(jī)是余熱發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備，將余熱廢氣充分吸收，把熱能轉(zhuǎn)化成電能，為發(fā)電機(jī)提供運(yùn)行功率，提供水泥廠生線所需電力。但是由于水泥廠的余熱廢氣質(zhì)量和數(shù)量會(huì)影響到電能生產(chǎn)規(guī)模，其波動(dòng)性和不確定性會(huì)影響汽輪發(fā)電機(jī)的工作效率。汽輪發(fā)電機(jī)分為兩類，一類是單壓系統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)，發(fā)電量較小，發(fā)電規(guī)模一般，操作直觀簡(jiǎn)便，在中小型水泥廠應(yīng)用較為常見(jiàn)；另一類是混壓型汽輪發(fā)電機(jī)，通過(guò)閃蒸技術(shù)，能夠有效滿足發(fā)電需求，一般來(lái)說(shuō)，發(fā)電量是單壓系統(tǒng)發(fā)一到兩倍，適用于大型水泥生產(chǎn)廠。

余熱鍋爐在余熱發(fā)電系統(tǒng)中分為窯尾鍋爐和余熱鍋爐，余熱鍋爐在預(yù)熱器和窯尾鍋爐中間部分，需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，在正常運(yùn)行過(guò)程中，溫度較高，因此對(duì)于鍋爐的潔凈程度、密封程度都較高，還要定期進(jìn)行檢修和維護(hù)工作，以防止長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行破壞設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和正常運(yùn)作，影響運(yùn)行效率，而且煙塵灰霧的可燃點(diǎn)很低，極易產(chǎn)生爆炸，定期清理也是防止安全事故的發(fā)生。窯尾鍋爐則是負(fù)責(zé)提升余熱廢氣的回收率和熱能的利用率，確保吸收媒介充分吸收能量，再將其能量和廢氣雜質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化處理。

熱力設(shè)備由蒸發(fā)器、過(guò)熱器以及省煤器構(gòu)成，熱力設(shè)備根據(jù)廢棄排出的規(guī)模和品質(zhì)，并結(jié)合汽輪發(fā)電機(jī)設(shè)備選擇熱力設(shè)備的容量和型號(hào)。但是由于生產(chǎn)水泥的規(guī)格、質(zhì)量并不統(tǒng)一，工程的技術(shù)工藝和設(shè)備性能有差異，中低溫余熱廢氣的成分、熱量、溫度都有區(qū)別，這些對(duì)余熱發(fā)電系統(tǒng)機(jī)組的正常運(yùn)作產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，長(zhǎng)此以往，會(huì)促使機(jī)器產(chǎn)生故障，影響生產(chǎn)效率，因此，熱力設(shè)備負(fù)責(zé)調(diào)控參數(shù)，減少水泥生產(chǎn)線中余熱發(fā)電材料和能量的差異性，根據(jù)實(shí)際情況作出相應(yīng)的調(diào)整，保障電能供給。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑數(shù)量的不斷增多，建筑企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力巨大，提升生產(chǎn)效率，減少水泥生產(chǎn)線成本是減少建筑原材料的主要手段之一。并且水泥廠余熱發(fā)電技術(shù)能夠提高能源利用率，減少環(huán)境污染問(wèn)題，促進(jìn)企業(yè)綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙重發(fā)展，有助于促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)和轉(zhuǎn)型。