水泥制造大省河南前不久组织召开了有关加快该省水泥工业结构调整的会议,其主题为依靠国内拥有自主知识产权、具有国际先进水平的纯低温余热发电双压技术,节能降耗,实现综合利用资源保持经济可持续发展的目标。
作为水泥生产大国,中国2010年预计产量达到12.5亿吨。水泥制造成为中国构建节约型社会的耗能大户,但它同时也是最具有节能潜力的对象。人们早已注意到这样一个高能耗的产业,它在生产过程中产生的低温废气的余热,如果能够被充分利用,将大大降低这一产业的能源浪费指数,减少对环境的污染。同时,它自身的余热发电又成为企业降低生产成本的能源。水泥行业要想进一步节能降耗、采用循环经济模式提高水泥行业运行的效率和经济效益,推广纯低温余热发电是一个重要的环节和手段。建设纯低温余热发电装置,既可大量回收和利用余热用以发电,又可减少水泥生产对环境的废热及粉尘等污染。
那么谁能成为这一技术的开发研制者,带动中国水泥制造业走出高能耗、实现对社会环保的贡献?
2006年9月,国内首个具有自主知识产权的双压纯低温余热发电项目,在吉林辽源金刚水泥公司一次并网发电成功,标志着中国在这项技术领域的新突破。
此项技术由国内拥有80%以上水泥设备制造市场的中信重型机械公司获得,其特点为采用最先进的双压补气系统技术,提供成套设备支持。中信重机再次经历了水泥行业对中国机械装备制造业大型成套设备制造和施工能力的检验。
据悉,国家有关部门意欲以中信重机此项技术作为今后中国新建新型干法水泥工厂配套建设的规范标准。
效益可观
据专家介绍,大力推广水泥行业发展余热发电,完全符合循环经济“减量化、再利用、资源化”原则,它在为我们带来保护环境、降低能源消耗的社会效益同时,也带来了可观的经济效益。
以河南省为例,全省日产5000吨以上水泥生产线14条,配套建设纯低温余热电站可年实现利润6亿元(以每吨熟料成本下降15元计),可减少用电量13亿度以上,折标准煤约50万吨(按全国电网平均煤耗..383千克/度计),约减少排放二氧化碳等温室气体130万吨,减少排放二氧化硫8千吨。以2005年的统计数字,全国水泥行业推广纯低温余热发电技术,每年可实现利润64.5亿元,减少用电量150亿度以上,折标准煤约600万吨,减少排放二氧化硫9万吨,减少二氧化碳等温室气体约1500万吨。
国家有关部门明确规定,水泥行业要重点在日产2000吨以上生产线建设中低温余热发电装置,每年建设中低温余热发电装置30套,形成年节约300万吨标准煤能力。2010年新型干法水泥熟料热耗由130公斤下降到110公斤标准煤,采用余热发电生产线达40%,水泥单位产品综合能耗下降25%。
到2010年,如果40%的新型干法生产线采用余热发电技术,可以预期,新型干法水泥余热年发电量可达84亿度。按电站自用电率8%计算,年供电量约为77亿度。如按供电煤耗每度380克标煤计算,相当于年节约300万吨标煤、减少粉尘排放约4万吨、减少co2排放约660万吨、减少so2排放约6万吨、减少nox排放约4.5万吨,可使吨水泥熟料成本降低约10~15元。可见,新型干法水泥窑实施余热发电具有良好的社会效益和经济效益。
水泥生产线纯低温余热发电工程的广泛建设,还将带动电站辅机、金属管道、阀门、保温材料、建筑材料等生产厂家的发展,也将拉动建筑安装等相关工程建设单位的发展。
技术成熟
理论研究表明,水泥生产线纯低温余热发电技术是充分利用水泥生产线窑头、窑尾排放的350度以下低温废气余热,无需外加热源,将热能转化为电能。
目前国内大型干法水泥线纯低温余热发电技术应用主要为:单压技术;闪蒸技术;双压技术。此三项技术均已成熟运用于市场。其中双压技术是利用低压锅筒产生低压过热蒸汽,补入蒸汽的温度、焓值均较闪蒸系统高,同时,蒸汽的含温量低,有利于汽轮机的运行、降低汽轮机的制造和运行成本,经济性较好。实践结果表明,双压、闪蒸技术优势明显高于单压技术,代表了国内外余热发电技术发展方向。而采用双压技术建设的项目投资和运行成本更低,性价比更好,投资回收期短。双压技术目前已完全可以采用全国产化设备,系统配置更适应中国水泥生产系统。
中信重型机械公司在水泥窑低温余热发电工艺及设备的研究开发中,先后研制出具有自主知识产权的纯低温余热发电双压技术、补汽凝汽式汽轮机等。在双压工艺、双压锅炉、补汽式汽轮机方面均有重大技术突破。特别是自行开发设制的计算机控制系统,通过在线测试、调节控制参数等,确保系统的运行稳定。
今年9月,中信重机为辽源金刚水泥集团生产线配套的纯低温余热发电工程初步运行结果显示,在不增加热耗的条件下,吨熟料发电量达到35千瓦/时以上,实际发电功率达到了7700千瓦。这条生产线是国内水泥行业第一条双压技术纯低温余热发电站的首次成功应用,标志着我国纯低温余热发电技术水平步入国际先进行列。
发展空间
水泥行业发展纯低温余热发电的时机已经逐渐成熟。截止2005年,全国共有新型干法水泥生产线615条,这些新型干法水泥生产线的平均运转率能达到86%,有些企业可以达到90%以上,这为纯低温余热发电的应用创造了必要条件。
2006年4月,由国家发改委等八部委联合颁布了《关于加快水泥工业结构调整的若干意见》,明确提出了“十一五”期间水泥工业的结构调整目标:新型干法水泥采用余热发电生产线将达到40%,水泥单位产品综合能耗下降25%。日前,国务院发布了《促进产业结构调整暂行规定》,与之配套,国家发改委制定并经国务院批准的《产业结构调整指导目录》也同时发布,日产2000吨及以上熟料新型干法水泥生产余热发电,被新列入政策鼓励类。
从前段情况看,不少省市投资主管部门在核准水泥建设项目时,把有没有余热发电作为核准条件,近期建成投产的生产线也有同步建设余热发电系统。相信在“十一五”的5年中,水泥生产线纯低温余热发电会是个较快的发展时期。照目前企业上余热发电生产线的速度来看,到2010年新型干法水泥采用余热发电生产线有可能超过40%。
链接: 《京都议定书》语境下的余热发电
余热发电工艺过程不需要燃烧燃料(煤、油和燃气),对大气环境不增加任何污染物(tsp、so2 、nox)的排放,与火力发电厂发出同等电量相比较,还可节约能源,减少co2及污染物的排放,降低排气温度,减轻温室气体效应。
2005年2月16日,《京都议定书》正式生效,减少温室气体(主要是co2)排放任务已摆在世界各国面前。我国水泥工业温室气体(主要是co2)排放量约占全国排放总量的10%,仅次于火力发电工业,势必分担国家的减排压力。
在《京都议定书》中规定,各国温室气体排放指标可以买卖,世界上已产生从事“碳信用”交易的新市场。各水泥企业实施低温余热发电后,可将其减排温室气体的额度到“碳信用”交易市场上取得经济回报。据了解,我国的“碳信用”交易已经启动。每吨二氧化碳的价格是5~7美元左右,那么一个日产5000吨水泥厂的纯低温余热发电所产生的减排指标为5万吨左右,所以所产生的利润为200多万元人民币,这是纯利润,不需要企业付出任何成本。
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