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  • 曾學(xué)敏:挖掘余熱利用潛力 創(chuàng)新余熱利用技術(shù)

    中國水泥網(wǎng)信息中心 · 2012-07-24 00:00

    中國水泥協(xié)會(huì)副會(huì)長曾學(xué)敏致辭并作主題報(bào)告

    一、水泥余熱發(fā)電完成情況

      2011年國內(nèi)余熱發(fā)電投運(yùn)情況

      根據(jù)海螺川崎、南京凱盛、易世達(dá)、杭州中科、中材節(jié)能、中信重機(jī)、天壕節(jié)能、南京院、成都院、成都昊特、思安新能源、華效資源、合肥院、洛陽院14個(gè)單位報(bào)送的資料,水泥余熱發(fā)電統(tǒng)計(jì)結(jié)果:2011年全國169條新型干法熟料生產(chǎn)線安裝了143臺(tái)余熱發(fā)電機(jī)組投入運(yùn)行,總裝機(jī)容量1150.4MW,涉及熟料產(chǎn)能1.87 億噸。

      2011年國外余熱發(fā)電投運(yùn)情況

     

      截止2011年水泥余熱發(fā)電歷年投運(yùn)情況

      

      截止2011年投運(yùn)國外水泥余熱發(fā)電工程(中材、海螺、易世達(dá)、合肥院、中信)

     

      二、水泥余熱發(fā)電預(yù)投運(yùn)情況

      2012年預(yù)投運(yùn)的國內(nèi)水泥余熱發(fā)電生產(chǎn)線

     

      2012年擬投運(yùn)的國外水泥余熱發(fā)電項(xiàng)目

     

      三、挖掘余熱利用潛力

      1.水泥窯余熱利用技術(shù)

      原、燃材料、污泥、混合材的烘干;

      余熱發(fā)電;

      熱電聯(lián)產(chǎn);

      采暖鍋爐;

      預(yù)熱入窯生料;

      集中空調(diào)(制冷);

      熱力拖動(dòng);

      目前預(yù)熱入窯生料正在實(shí)施,后兩項(xiàng)還處在技術(shù)開發(fā)和可行性研究階段。

      2.水泥窯按不同溫度計(jì)算余熱資源量

      高于200℃的余熱量占總余熱量的近75%,為5420萬噸標(biāo)煤左右。

      低于200℃的余熱量占總余熱量的25%左右,為1800萬噸左右。

      按余熱載體分析,氣態(tài)形式的余熱量占總余熱量的86%左右,為6220萬噸左右,固體余熱量占總余熱量的14%左右,為960萬噸左右。

      3.2010年水泥窯余熱資源分布

     [Page]

      四、創(chuàng)新余熱利用技術(shù)

      1. 創(chuàng)新余熱利用思路

      適應(yīng)放風(fēng)技術(shù)的利用,采用三爐一機(jī)發(fā)電;

      適應(yīng)濕物料、污泥的烘干,利用窯頭爐發(fā)電;

      窯外分解技術(shù)熱效率的提高,一級(jí)筒出口不斷降低,利用一級(jí)筒出口廢熱預(yù)熱入窯生料;

      最初建設(shè)的一些純低溫余熱發(fā)電項(xiàng)目,受當(dāng)時(shí)技術(shù)裝備水平的限制,運(yùn)行故障多,機(jī)組效率低,對(duì)這部分發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新技術(shù)改造;走出水泥行業(yè)外面的世界更精彩!

      2.  提高水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)的熱效率

      典型300 MW火電站總熱效率為38.1%;其中:汽輪機(jī)組、鍋爐的熱效率分別為44.5%、9 0% ,電廠用電占輸出功率的 5%。

      典型5000t/d熟料生產(chǎn)線配9 MW機(jī)組,總熱效率為11.8 %;其中: 汽輪機(jī)組、鍋爐的熱效率分別為18.9%、70% ,電站自耗電比例7.5%。

      3. 探索利用窯筒體散熱有效方法和途徑

      窯筒體表面溫度沿軸向分布變化范圍在120-400℃,平均溫度為270℃,散熱損失占燒成熱耗的5%以上。

      有些水泥廠開始探索利用窯筒體的散熱生產(chǎn)熱水用于供暖。

      以2500t/d窯為例,年運(yùn)轉(zhuǎn)300天,熟料熱耗3219kJ/t,窯筒體一年的散熱損失為1.2×108 kJ,折合標(biāo)煤4125t。

      首先,電力部門以各種理由拒絕水泥企業(yè)并網(wǎng),水泥企業(yè)余熱發(fā)電項(xiàng)目在技術(shù)上完全具備并網(wǎng)條件后,往往因?yàn)椴⒕W(wǎng)問題得不到解決而遲遲不能正常并網(wǎng)發(fā)電;第二,由于水泥廠余熱發(fā)電量全部自用,電網(wǎng)企業(yè)與水泥企業(yè)不發(fā)生電量買賣關(guān)系,但是電網(wǎng)企業(yè)卻按發(fā)電量的一定比例(各地比例不一)以發(fā)電成本價(jià)收購這部分電量,相當(dāng)執(zhí)行一般火力發(fā)電機(jī)組上網(wǎng)電價(jià);第三,電力行業(yè)要求水泥企業(yè)根據(jù)余熱發(fā)電量的多少向電力部門交納 “系統(tǒng)備用費(fèi),并網(wǎng)費(fèi)或管理費(fèi)”等,而且各省市、地區(qū)所收費(fèi)用差別很大。水泥企業(yè)認(rèn)為所收費(fèi)用不合理多數(shù)是重復(fù)收費(fèi),此問題是企業(yè)并網(wǎng)普遍存在的問題;第四,水泥窯余熱發(fā)電并網(wǎng)后的管理也應(yīng)規(guī)范,有的水泥企業(yè)余熱發(fā)電機(jī)組起停機(jī)要受到電力調(diào)度部門的控制很不合理,目前水泥窯運(yùn)轉(zhuǎn)率均在90%以上,窯轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)組就不能停。

      4.利用有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)打開新市場占領(lǐng)新領(lǐng)域

      技術(shù)成熟,全球已有150套以上的裝置安裝和使用

      有機(jī)傳熱介質(zhì)的正確選擇對(duì)于發(fā)電機(jī)組的平穩(wěn)操作和高效運(yùn)行具有十分重要的意義

      有機(jī)傳熱介質(zhì)性能的關(guān)鍵是具有良好的熱穩(wěn)定性

      適用于可再生能源(生物質(zhì)能源、地?zé)岷吞柲埽?及回收余熱為熱源的發(fā)電系統(tǒng)

      太陽能聚熱(CSP)和有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)相結(jié)合的技術(shù)將是ORC技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的新趨勢

      五、余熱發(fā)電市場

      1.水泥余熱發(fā)電市場

      截止2011年底全國投運(yùn)的新型干法生產(chǎn)線共1506條,熟料生產(chǎn)能力143461萬噸,其中2011年投產(chǎn)的生產(chǎn)線有171條。

      2011年底已實(shí)施余熱發(fā)電的熟料生產(chǎn)線861條,其中可實(shí)施余熱發(fā)電2000t/d及以上生產(chǎn)線 共1144條,實(shí)施比例為75%。水泥還有近25%的市場空間,近280余條生產(chǎn)線可實(shí)施余熱發(fā)電。

      預(yù)計(jì)2012年投運(yùn)余熱發(fā)電的生產(chǎn)線近200條,靜態(tài)計(jì)算還有80條生產(chǎn)線可實(shí)施余熱發(fā)電。

      根據(jù)調(diào)研統(tǒng)計(jì),今年1~6月份投產(chǎn)50條生產(chǎn)線,熟料能力7500萬噸,預(yù)計(jì)全年投產(chǎn)110條左右,熟料能力1.7億噸左右。

      今后新建生產(chǎn)線的空間不大,余熱利用途徑更加多樣化,實(shí)施余熱發(fā)電的空間 受到擠壓。今后還要200余條生產(chǎn)線實(shí)施余熱發(fā)電

      2.  浮法玻璃領(lǐng)域市場

      截至2010年底,全國共有浮法玻璃生產(chǎn)線242條,分布在95家玻璃生產(chǎn)企業(yè),全部日熔化能力達(dá)133840噸。每個(gè)企業(yè)平均生產(chǎn)線2.5條,日熔化能力1383t/d。

      截止2010年底,全國已有80條生產(chǎn)線配備了余熱發(fā)電裝置,總裝機(jī)容量239MW。已裝機(jī)生產(chǎn)線條數(shù)占全國生產(chǎn)線總條數(shù)的33%。

      玻璃熔窯煙氣排煙所攜帶熱量占總?cè)剂陷斎霟釣?0~35%。

      排煙余熱回收的途徑主要有余熱預(yù)熱玻璃配合料、余熱鍋爐、余熱發(fā)電和余熱制冷等幾種途經(jīng),未來有150余條浮法玻璃生產(chǎn)線的廢熱利用市場。

      3.  鋼鐵行業(yè)余熱利用市場(2010年底)

      煉焦煤調(diào)濕技術(shù)(CMC) 推廣10%;

      2010年底燒結(jié)礦生產(chǎn)能力達(dá)到7.5億t左右,其中180~660米2燒結(jié)機(jī)超過100臺(tái),生產(chǎn)能力近3億t?!笆晃濉逼陂g已有7000萬t燒結(jié)能力實(shí)施了燒結(jié)余熱發(fā)電項(xiàng)目,占全國燒結(jié)能力的10%。

      煉鐵工序,≥1000米3高爐頂發(fā)電(TRT)配備率達(dá)到100%, 1000m3以下(420m3~980m3)高爐,只有20多座配備了TRT,1000m3以下 高爐配備TRT裝置所占比重為5%,

      煉鋼工序,實(shí)施轉(zhuǎn)爐煤氣、蒸汽回收技術(shù)均達(dá)到90%

      軋鋼工序,蓄熱式燃燒技術(shù)、低溫軋制技術(shù)均推廣20%

      鋼鐵企業(yè)富余煤氣采用燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)(CCPP),到“十一五”末,已推廣了15套CCPP 發(fā)電機(jī)組

      4.其他余熱發(fā)電市場

      煤矸石制磚在煅燒過程中有大量的熱量隨排風(fēng)機(jī)排出窯外,這些熱風(fēng)在其高溫段煙氣溫度達(dá)400℃,平均溫度可達(dá)200℃左右,是很好的穩(wěn)定低溫?zé)嵩?。磚瓦窯余熱發(fā)電基本是空白,市場有待開發(fā);

      擠進(jìn) 化工、煤炭(蘭炭)、有色等行業(yè)的余熱發(fā)電市場;

      開發(fā)利用地?zé)崮?、低溫太陽能、生物質(zhì)能、海洋溫差能、垃圾焚燒能等發(fā)電市場;

      繼續(xù)擴(kuò)大國外市場。

      六、余熱發(fā)電并網(wǎng)存在的主要問題

      余熱發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行的管理制度、收費(fèi)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不明確,導(dǎo)致并網(wǎng)問題始終未能妥善解決。

      電力部門以各種理由拒絕企業(yè)并網(wǎng), 因此企業(yè)不能正常并網(wǎng)發(fā)電;

      水泥廠余熱發(fā)電量全部自用,電網(wǎng)企業(yè)與水泥企業(yè)不發(fā)生電量買賣關(guān)系,但是電網(wǎng)企業(yè)卻按發(fā)電量的一定比例(各地比例不一)以發(fā)電成本價(jià)收購這部分電量,相當(dāng)執(zhí)行一般火力發(fā)電機(jī)組上網(wǎng)電價(jià);

      電力行業(yè)要求水泥企業(yè)根據(jù)余熱發(fā)電量的多少向電力部門交納 “系統(tǒng)備用費(fèi),并網(wǎng)費(fèi)或管理費(fèi)”等,各省市、地區(qū)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)差別較大,存在不合理或重復(fù)收費(fèi)現(xiàn)象;

      目前水泥窯運(yùn)轉(zhuǎn)率均在90%以上,有的水泥企業(yè)余熱發(fā)電機(jī)組起停機(jī)要受到電力調(diào)度部門的控制很不合理,并網(wǎng)后的管理應(yīng)規(guī)范。

      希望合理平衡余熱發(fā)電上網(wǎng)與電網(wǎng)行業(yè)之間的關(guān)系,加快制定余熱利用發(fā)電并網(wǎng)條例或并網(wǎng)管理辦法,含上網(wǎng)審批、上網(wǎng)管理費(fèi)的管理辦法、管理費(fèi)的優(yōu)惠政策等。

     

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