曾学敏：挖掘余热利用潜力 创新余热利用技术

中国水泥协会副会长曾学敏致辞并作主题报告

一、水泥余热发电完成情况

　　2011年国内余热发电投运情况

　　根据海螺川崎、南京凯盛、易世达、杭州中科、中材节能、中信重机、天壕节能、南京院、成都院、成都昊特、思安新能源、华效资源、合肥院、洛阳院14个单位报送的资料，水泥余热发电统计结果：2011年全国169条新型干法熟料生产线安装了143台余热发电机组投入运行，总装机容量1150.4MW，涉及熟料产能1.87 亿吨。

　　2011年国外余热发电投运情况

　　截止2011年水泥余热发电历年投运情况

　　截止2011年投运国外水泥余热发电工程（中材、海螺、易世达、合肥院、中信）

　　二、水泥余热发电预投运情况

　　2012年预投运的国内水泥余热发电生产线

　　2012年拟投运的国外水泥余热发电项目

　　三、挖掘余热利用潜力

　　1.水泥窑余热利用技术

　　原、燃材料、污泥、混合材的烘干；

　　余热发电；

　　热电联产；

　　采暖锅炉；

　　预热入窑生料；

　　集中空调（制冷）；

　　热力拖动；

　　目前预热入窑生料正在实施，后两项还处在技术开发和可行性研究阶段。

　　2.水泥窑按不同温度计算余热资源量

　　高于200℃的余热量占总余热量的近75%，为5420万吨标煤左右。

　　低于200℃的余热量占总余热量的25%左右，为1800万吨左右。

　　按余热载体分析，气态形式的余热量占总余热量的86%左右，为6220万吨左右，固体余热量占总余热量的14%左右，为960万吨左右。

　　3.2010年水泥窑余热资源分布

 [Page]

　　四、创新余热利用技术

　　1. 创新余热利用思路

　　适应放风技术的利用，采用三炉一机发电；

　　适应湿物料、污泥的烘干，利用窑头炉发电；

　　窑外分解技术热效率的提高，一级筒出口不断降低，利用一级筒出口废热预热入窑生料；

　　最初建设的一些纯低温余热发电项目，受当时技术装备水平的限制，运行故障多，机组效率低，对这部分发电系统进行创新技术改造；走出水泥行业外面的世界更精彩！

　　2.  提高水泥窑余热发电技术的热效率

　　典型300 MW火电站总热效率为38.1%；其中：汽轮机组、锅炉的热效率分别为44.5％、9 0％ ，电厂用电占输出功率的 5％。

　　典型5000t/d熟料生产线配9 MW机组，总热效率为11.8 %；其中： 汽轮机组、锅炉的热效率分别为18.9％、70％ ，电站自耗电比例7.5％。

　　3. 探索利用窑筒体散热有效方法和途径

　　窑筒体表面温度沿轴向分布变化范围在120-400℃，平均温度为270℃，散热损失占烧成热耗的5%以上。

　　有些水泥厂开始探索利用窑筒体的散热生产热水用于供暖。

　　以2500t/d窑为例，年运转300天，熟料热耗3219kJ/t，窑筒体一年的散热损失为1.2×108 kJ，折合标煤4125t。

　　首先，电力部门以各种理由拒绝水泥企业并网，水泥企业余热发电项目在技术上完全具备并网条件后，往往因为并网问题得不到解决而迟迟不能正常并网发电；第二，由于水泥厂余热发电量全部自用，电网企业与水泥企业不发生电量买卖关系，但是电网企业却按发电量的一定比例（各地比例不一）以发电成本价收购这部分电量，相当执行一般火力发电机组上网电价；第三，电力行业要求水泥企业根据余热发电量的多少向电力部门交纳 “系统备用费，并网费或管理费”等，而且各省市、地区所收费用差别很大。水泥企业认为所收费用不合理多数是重复收费，此问题是企业并网普遍存在的问题；第四，水泥窑余热发电并网后的管理也应规范，有的水泥企业余热发电机组起停机要受到电力调度部门的控制很不合理，目前水泥窑运转率均在90%以上，窑转发电机组就不能停。

　　4.利用有机朗肯循环技术打开新市场占领新领域

　　技术成熟，全球已有150套以上的装置安装和使用

　　有机传热介质的正确选择对于发电机组的平稳操作和高效运行具有十分重要的意义

　　有机传热介质性能的关键是具有良好的热稳定性

　　适用于可再生能源（生物质能源、地热和太阳能） 及回收余热为热源的发电系统

　　太阳能聚热（CSP）和有机朗肯循环（ORC）相结合的技术将是ORC技术应用发展的新趋势

　　五、余热发电市场

　　1.水泥余热发电市场

　　截止2011年底全国投运的新型干法生产线共1506条，熟料生产能力143461万吨，其中2011年投产的生产线有171条。

　　2011年底已实施余热发电的熟料生产线861条，其中可实施余热发电2000t/d及以上生产线 共1144条，实施比例为75％。水泥还有近25%的市场空间，近280余条生产线可实施余热发电。

　　预计2012年投运余热发电的生产线近200条，静态计算还有80条生产线可实施余热发电。

　　根据调研统计，今年1~6月份投产50条生产线，熟料能力7500万吨，预计全年投产110条左右，熟料能力1.7亿吨左右。

　　今后新建生产线的空间不大，余热利用途径更加多样化，实施余热发电的空间 受到挤压。今后还要200余条生产线实施余热发电

　　2.  浮法玻璃领域市场

　　截至2010年底，全国共有浮法玻璃生产线242条，分布在95家玻璃生产企业，全部日熔化能力达133840吨。每个企业平均生产线2.5条，日熔化能力1383t/d。

　　截止2010年底，全国已有80条生产线配备了余热发电装置，总装机容量239MW。已装机生产线条数占全国生产线总条数的33%。

　　玻璃熔窑烟气排烟所携带热量占总燃料输入热为30～35%。

　　排烟余热回收的途径主要有余热预热玻璃配合料、余热锅炉、余热发电和余热制冷等几种途经，未来有150余条浮法玻璃生产线的废热利用市场。

　　3.  钢铁行业余热利用市场（2010年底）

　　炼焦煤调湿技术（CMC） 推广10%；

　　2010年底烧结矿生产能力达到7.5亿t左右，其中180～660米2烧结机超过100台，生产能力近3亿t。“十一五”期间已有7000万t烧结能力实施了烧结余热发电项目，占全国烧结能力的10%。

　　炼铁工序，≥1000米3高炉顶发电（TRT）配备率达到100%， 1000m3以下（420m3～980m3）高炉，只有20多座配备了TRT，1000m3以下 高炉配备TRT装置所占比重为5%，

　　炼钢工序，实施转炉煤气、蒸汽回收技术均达到90%

　　轧钢工序，蓄热式燃烧技术、低温轧制技术均推广20%

　　钢铁企业富余煤气采用燃气－蒸汽联合循环发电技术（CCPP），到“十一五”末，已推广了15套CCPP 发电机组

　　4.其他余热发电市场

　　煤矸石制砖在煅烧过程中有大量的热量随排风机排出窑外，这些热风在其高温段烟气温度达400℃，平均温度可达200℃左右，是很好的稳定低温热源。砖瓦窑余热发电基本是空白，市场有待开发；

　　挤进 化工、煤炭（兰炭）、有色等行业的余热发电市场；

　　开发利用地热能、低温太阳能、生物质能、海洋温差能、垃圾焚烧能等发电市场；

　　继续扩大国外市场。

　　六、余热发电并网存在的主要问题

　　余热发电并网运行的管理制度、收费、技术标准不明确，导致并网问题始终未能妥善解决。

　　电力部门以各种理由拒绝企业并网， 因此企业不能正常并网发电；

　　水泥厂余热发电量全部自用，电网企业与水泥企业不发生电量买卖关系，但是电网企业却按发电量的一定比例（各地比例不一）以发电成本价收购这部分电量，相当执行一般火力发电机组上网电价；

　　电力行业要求水泥企业根据余热发电量的多少向电力部门交纳 “系统备用费，并网费或管理费”等，各省市、地区收费标准差别较大，存在不合理或重复收费现象；

　　目前水泥窑运转率均在90%以上，有的水泥企业余热发电机组起停机要受到电力调度部门的控制很不合理，并网后的管理应规范。

　　希望合理平衡余热发电上网与电网行业之间的关系，加快制定余热利用发电并网条例或并网管理办法，含上网审批、上网管理费的管理办法、管理费的优惠政策等。