近年來,我國新建投產了多條2 500t/d、5 000 t/d、6 000t/d及10 000t/d級新型干法水泥熟料生產線,對于上述規模的生產線,通過窯頭熟料冷卻機及窯尾預熱器排出的可回收并用于發電的廢氣余熱(不含水泥生產過程中原燃料烘干而回收利用的廢氣余熱),所占水泥熟料總耗熱量的比例降低為22%~27%,兩部分廢氣溫度降至了350℃以下,其綜合能耗也有了較大幅度的降低。但由于回轉窯規模的擴大,窯頭熟料冷卻機及窯尾預熱器排出的廢氣余熱量仍然很大。以 5 000t/d水泥熟料生產線為例:標態窯頭熟料冷卻機排出的廢氣量約310 000m3/h、廢氣溫度200~250℃,排掉的廢氣熱量約折標準煤3.059t/h;窯尾預熱器排出的廢氣量約320 000m3/h、廢氣溫度320~350℃,扣除原燃料烘干所需的約200℃余熱外,排掉的廢氣熱量約折標準煤2.318t/h。
上述兩部分被排放掉的熱量,根據其溫度,理論上具有約8 827kW的發電能力,占水泥生產總耗電的40%~43%。因此,研究、開發、推廣應用低溫廢氣余熱發電技術,將水泥熟料煅燒過程中產生的低溫廢氣余熱轉換為電能而回用于水泥生產,對于進一步降低水泥生產綜合能耗、節約能源、提高水泥生產企業經濟效益有十分重要的意義。
我國目前形成了2種低溫余熱發電技術:其一為帶補燃鍋爐的技術,自1992年以來,國內共計有22家水泥廠、37條新型干法水泥窯(1條5 000t/d、1條4 000 t/d,其它為700~2 500t/d的新型干法水泥窯)建設、投產了27臺總裝機366MW的帶補燃鍋爐的低溫余熱電站;其二為純低溫余熱發電技術,自1996年以來,國內共計有4家水泥廠、3條預分解窯、1條預熱器窯投產了4臺總裝機19.48MW的純低溫余熱電站。
本文對4個水泥廠的純低溫余熱電站的具體情況作一探討。
1 純低溫余熱發電技術應用現狀
1.1 水泥窯規模、電站裝機、余熱取熱方式、蒸汽參數情況見表1
表1
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