上海盛合新能源科技有限公司副總工劉忠樓

　　3月25日，由中國水泥網主辦，中材節能股份有限公司、上海盛合新能源科技有限公司、上海川吉投資管理有限公司協辦，成都四通科技投資有限公司、湖南湘電長泵長一制泵有限公司、連云港市萬達電站輔機廠贊助的第七屆余熱發電峰會在杭州正式召開。上海盛合新能源科技有限公司副總工劉忠樓出席了本次會議并作了題為《對國內水泥余熱發電的認識與建議》的報告，從我國水泥余熱發電現狀、在運水泥余熱發電存在問題、業外建議三個方面分析，以下是報告的主要內容——

　　建設規模

　　截止到2010年底，全國新型干法水年生產線1289 條，其中大約有200條生產線不適合配備余熱發電裝置，已建有700條余熱發電生產線，剩300余條生產線的有限空間。

　　目前新干線余熱發電裝機規模

　　2500t/d級：4.5~6MW

　　5000t/d級：9MW

　　6000t/d級：10MW~12MW

　　10000t/d級：18~20MW

　　實際發電功率均低于裝機功率，噸熟料發電水平：25~30/38~42kWh

　　余熱發電技術歷程

　　余熱發電技術歷程經歷了補燃技術、閃蒸技術、雙壓技術、三次風的應用、預熱器高溫煙氣的應用、窯頭高溫段熱風的應用

　　借鑒其它行業經驗

　　燃氣-蒸汽聯合循環技術中的余熱鍋爐

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　　技術與裝備狀況

　　非專業標準的設計與建造；市場競爭致設備性能指標不規范；非專業電站管理的運營模式；裝機發展速度過快，技術總結不足；關鍵設備的性能、壽命、安全可靠性面臨考驗，余熱發電機組面臨改造。

　　在役機組存在的問題

　　非專業設計導致機組達不到設計性能保證要求；投運一個階段后余熱發電出力明顯降低；缺乏過程能量優化與能級重組利用理念透切理解；主設備的選型與系統整體設計缺乏優化；可利用的余熱未獲充分利用；性能提高空間大。

　　余熱鍋爐發現的主要問題

　　蒸汽參數達不到設計要求；窯頭鍋爐蒸汽參數波動大；窯頭高溫段抽風與低溫段的相互搶風；清灰效果差、漏風量大、保溫效果差；缺少有效的過熱蒸汽調溫手段；窯尾鍋爐受窯頭參數與工況變化的影響；窯尾鍋爐廢氣溫度對生料干燥能力的適應性差；煙風道擋板磨損、關閉密封、動作靈活性等問題；省煤器汽化問題；變負荷工況的設計與運行特性。

　　汽輪發電機組方面發現的問題

　　汽輪機的內效率低；低壓補汽困難；低壓缸葉片存在潛在的沖蝕與損壞；難以適應鍋爐蒸汽參數的波動；汽輪機與發電機系統振動；汽輪機轉速波動、超速等故障；汽輪機組與余熱鍋爐主、被動關系。

　　余熱發電利用原則

　　生產線現行，進行熱工標定；

　　運行數據的穩定性、長期性的分析；

　　不影響水泥窯的熱工操作：發電效率高、運行靈活、安全可靠、維護量少、服役期長；

　　不增加水泥熟料燒成熱耗及電耗；

　　最大限度獲取、利用余熱資源；

　　能級重組、梯級利用；

　　先進的熱力系統循環方式；

　　生產線與余熱發電系統布置合理。

　　注重余熱鍋爐、汽機變工況協調運行的設計。

　　朗肯循環(RC)

　　1859年、William Rankine，工作介質- 水，該系統循環簡單、適應大容量機組、發電效率低、熱量回收程度差，特點是適于常規的火力發電，低溫余熱利用效率差。

　　有機朗肯循環(ORC)

　　1961年、Harry Tabor & Lucien Bronicki，工作介質：有機碳水化合物，該系統適于低溫熱源、可靠性好、運行適應范圍窄、應用范圍差，特點是適應于較窄的熱源溫度范圍、需慎重考慮有機工質的安全性。

　　卡琳娜循環(KC)

　　1983, Alexander Kalina，工作介質：氨水，該系統相對高發電效率、運行適應性范圍寬、不能使用含銅材料、精細的循環設計、對低溫熱源具有效率高、適用范圍寬、可靠性好、環境生態友好，其特點是適應于較窄的熱源溫度范圍、需慎重考慮有機工質的安全性。

　　朗肯-卡琳娜聯合循環(RC+KC)

　　朗肯循環適合高溫熱源、卡琳娜循環在低溫熱源上具有優勢，這種常規聯合循環理念的拓展，存在水泥窯廢氣余熱資源的特點，適合中低溫(450℃)水平，能夠滿足現有技術200℃以下的熱量沒有得到有效利用，廢氣參數波動性高。所以水泥余熱發電適合采用RC+KC。

　　RC+KC聯合循環的具體方案

　　利用AQC鍋爐與部分SP鍋爐省煤器出口的廢氣余熱作為KC循環的熱源(~200℃)；可用廢氣直接加熱卡琳娜循環的氨水介質；可在AQC和SP配置熱水鍋爐，用熱水作為KC的熱源；可利用AQC和SP高壓省煤器出來的熱水作為KC的熱源；RC循環采用相對高的參數。

　　RC+KC流程方案示例

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　　余熱發電出力比較--5000t/d水泥窯為例

　　循環發電出力

　　噸熟料發電水平

　　幾點意見

　　新水泥生產線預留余熱發電機組接口，投運標定后設計開工建設；

　　能級重組-水泥生產工藝流程與余熱發電的有機結合；

　　建議水泥行業組織實施；

　　新建機組，RC+KC聯合循環示范機組；

　　改造機組，進行RC+KC聯合循環示范；

　　改造機組，進行余熱熱源的深度利用；

　　搭建技術創新實踐應用的平臺。