一、概述
　　我國經濟正處于一個高速發展時期，能源消耗也出現大幅度上升，由于發展比例失調，煤、電、油、交通運輸等方面的制約，缺電和電價居高不下的局面，在今后相當長的一段時間還會繼續存在,能源特別是電力不足，已經嚴重制約了我國經濟的發展。為保證國民經濟持續、快速、健康發展，就必須合理、有效地利用能源，不斷地提高能源利用率。純低溫余熱發電符合國家產業政策,可以實現循環經濟、資源綜合利用、節約能源的目的,有利于企業清潔生產、降低成本、可持續發展,具有很強的行業示范作用。 
1. 早在1996年國務院就制定并出臺了一系列開展資源綜合利用的政策，必須節約和合理利用現有的各種資源，千方百計減少資源的占用和消耗。
2. 為貫徹落實《國務院批轉國家經貿委等部門關于進一步開展資源綜合利用意見的通知》（國發【1996】36號）等文件的精神，國家經貿委于2000年7月下發了－－關于印發《資源綜合利用電廠（機組）認定管理辦法》的通知，該辦法適用于全國所有的資源綜合利用電廠（機組）。
3. 國家發改委于２００３年底出臺《產業結構調整指導目錄（征求意見稿）》，進一步明確國家支持加快發展新型干法水泥。新型干法水泥，將是今后政府鼓勵投資的項目。
4. 國家發改委《資源綜合利用目錄（2003年修訂）》24條：利用工業余熱、余壓生產電力。 
5. 沿海經濟發達同時能源極為短缺的地區，今年4月再次抬高了水泥行業準入門檻，明確今后不再新建日產4000噸以下的水泥項目，以提高資源和能源的利用效率。對于已上馬的日產2000噸及以上新型干法水泥企業，則鼓勵其發展余熱發電，推進能源的綜合利用。
6. 國家發改委正在制訂的《“十一五”節能中長期專項規劃》中也把余熱余壓利用（尤其是水泥工業）作為十項重點發展的技術之一。
7. 余熱發電是符合國家關于節約資源、保護環境及可持續發展的方針政策的。國家規定，對于容量大于1000千瓦的余熱電站，應該無條件上網并給予優惠上網電價。
隨著經濟的高速發展、資源的減少、市場競爭的進一步加劇以及低溫余熱發電技術的日益成熟，高效、節能、環保的純低溫余熱發電技術項目，將越來越受到人們的高度重視。
目前，我國水泥行業已有部分廠家利用余熱發電技術，建設資源綜合利用電站。但大部分采用了帶補燃鍋爐的余熱發電技術,仍需燃煤,系統較復雜,效率低。隨著資源的逐步減少和人們節能環保意識的提高，以及國家對高耗能小火電的限制，人們開始利用余熱資源，特別是低品位的低溫余熱資源也開始被重視。安徽海螺集團寧國水泥廠引進日本的純低溫余熱發電設備應用于4000t/d水泥熟料生產線，1998年并網發電一次成功，系統運行情況良好。

二、純低溫余熱發電技術現狀
　　眾所周知，在水泥、鋼鐵、建材、化工、陶瓷等工業企業內有大量的每天24小時向外排放的低于400°C的中低溫煙氣、廢蒸汽、廢熱水等余熱資源。它們攜帶的能量屬于中、低溫余熱。如果不加以利用，則大量的余熱資源就要白白的浪費掉。
　　目前，對于如上所述的生產線余熱資源的利用大致有兩種方式：一種是直接利用其熱能供生產或生活需要，其利用率非常低；另一種是利用生產線余熱資源將其轉換成使用方便輸送靈活的電能，可供選擇的水泥窯余熱發電技術大約有以下幾種：
1）帶補燃鍋爐的余熱發電技術。由于使用了補燃鍋爐，整個系統比一個小型的火力發電廠還要復雜，運行起來還要麻煩,小型的火力發電廠效率低，污染大，浪費資源。國家已經明令不得再建小型的火力發電廠。因此，為了利用低品位的余熱而附加上一個小型的火力發電廠是不合理的。
2）不帶補燃鍋爐的純低溫余熱發電技術。由于沒有補燃鍋爐，不對環境產生附加污染,蒸汽參數較低，其運行操作簡單方便，運行的可靠性和安全性高。但所用的汽輪機必須專門設計和制造。設計時要全面權衡系統各部分的得失，采用最合理的熱力系統和最先進的熱能工程技術，盡可能地降低投資、提高效率和發電量,對用戶最有利,運行成本最低，日常的運行管理最簡單。
3）使用低沸點工質的工業余熱發電技術。
4）全流循環低溫余熱發電技術。   
　　1995年國家計委和建材局與日本新能源技術綜合開發機構簽訂了引進日本川崎重工株式會社一套先進成熟的中低溫余熱發電技術和設備的議定書，該系統應用于安徽海螺集團寧國水泥廠4000t/d水泥孰料生產線，發電裝機容量6480KW。該項目 大部分設備在國內制造，于1998年并網發電一次成功。單位熟料發電量達36.5 KWh/t。

三、中信重型機械公司的純低溫余熱發電技術
　　中信重型機械公司是國內最大的重型機械制造企業之一，公司下屬的洛陽礦山機械工程設計研究院是國家級企業技術中心，洛陽重工礦山機械設計工程院具有甲級設計資質，具備水泥、冶金、環保、發電等工程項目工程設計、產品設計、設備制造、安裝調試的總承包能力。公司下屬洛陽發電設備廠是國內最早生產低溫余熱汽輪機的中小型汽輪機的廠家，主要從事中小型汽輪機的研制和生產。
　　中信重型機械公司作為大型干法水泥成套設備生產的龍頭企業，密切關注著新型干法水泥生產線廢氣余熱情況，公司技術中心致力于開發純低溫余熱發電技術，通過對國內引進設備的深入研究，結合已經掌握的余熱發電的核心技術和設備設計技術，研制出了適合純低溫余熱發電項目的補汽凝汽式汽輪機，開發出了針對大型水泥干法生產線的純低溫余熱發電技術，其設備全部國產化，單位熟料發電量達到國際先進水平,廢氣溫度降到經濟合理范圍內,系統最優化, 熱效率較高,工程造價低,系統運行可靠, 具有較強的行業示范作用。
　　公司技術中心始終關注著余熱發電的最新技術動態，追蹤著該技術的發展方向，并將通過不斷的工程實踐，努力完善純低溫余熱發電技術，提高該技術的適用性、穩定性和經濟性，使得該技術在中低溫余熱發電方面得到大面積的推廣和應用。
1. 核心技術:
1) 優化熱力系統參數，針對水泥窯余熱特點,選用雙壓鍋爐,盡可能利用余熱,同時考慮汽機效率,提高系統熱效率。
2) 優化系統配置, 設置兩臺不同參數余熱鍋爐，保證能夠充分利用余熱資源。特別是采用補汽凝汽式汽輪機，充分利用廢氣余熱，同時提高汽輪機內效率，進一步提高單位熟料發電量，以適應新型干法窯廢氣排放溫度不斷降低的要求。
3）對現有AQC進行改造。系統采用先進的DCS集散控制系統。設置煙氣、汽機旁路,基本上不干擾原來的水泥工藝生產線的穩定生產。
　　該技術通過國內行業專家論證，屬國內首創，技術可靠，適合中國國情。該技術已經申報國家專利。系統全部采用國產設備，在價格上的優勢非常明顯，只相當于進口設備造價的50％，市場前景非常廣闊。
2.工藝流程:
　　大型干法水泥生產線純低溫余熱發電設備系統，在窯頭設置雙壓余熱鍋爐,全部承擔公共加熱功能和生成全部低壓蒸汽，同時生成部分高壓蒸汽,采用立式自然循環，膜式受熱面，帶有兩個汽包；煙氣管路自上而下通過鍋爐，先后經過布置在鍋爐內部的高壓過熱器、高壓蒸發器，低壓過熱器、低壓蒸發器和公共加熱器；窯頭余熱鍋爐前設置了相應的自然沉降除灰裝置；窯頭鍋爐的傳熱管為螺旋翅片管。
　　在窯尾設置主要承擔生成高壓蒸汽的窯尾余熱鍋爐,采用立式自然循環，膜式受熱面，帶有一個汽包，煙氣在鍋爐換熱管外流動，自上而下通過鍋爐；窯尾鍋爐的傳熱管為蛇形管；還設置有機械振打除塵裝置。對預熱器煙氣系統進行改造。原預熱器排出高溫煙氣，一部分經過噴水減溫后，再引入部分冷風，混合后成為225℃左右的煙氣進入原料磨烘干原料，另一部分煙氣則直接排放掉；現將高溫煙氣直接引入窯尾余熱鍋爐，利用窯尾余熱鍋爐吸收其熱量后，降為225℃左右的煙氣進入原料磨烘干原料，然后通過除塵器進行除塵，最后通過煙囪排放。
　　兩臺余熱鍋爐所生成的高壓主蒸汽經混合后通過主管道進入補汽凝汽式汽輪機，低壓蒸汽經補汽管道補入汽輪機；汽輪機尾部乏汽進入凝汽器，凝結水通過凝結水泵和管道進入真空除氧器，在除氧器內經除氧后的水通過鍋爐給水泵進入鍋爐；水泥生產線窯尾預熱器產生的廢氣經改造后的管路引入窯尾余熱鍋爐，換熱后的廢氣經管路進入原料磨，再經收塵器從煙囪排出；冷卻水泥熟料產生熱空氣的窯頭箆冷機的抽風口由尾部前移，350℃左右的廢氣經篦冷機中部的抽氣口，由抽氣管路進入窯頭余熱鍋爐，換熱后的約95℃的煙氣進入除塵器，通過煙囪排入大氣。
　　窯尾余熱鍋爐和窯頭余熱鍋爐產生的過熱蒸汽通過進汽速關閥進入汽輪機；窯頭雙壓余熱鍋爐產生的低壓蒸汽則通過汽輪機的補汽口送入汽輪機；蒸汽在汽輪機內進行能量轉換，汽輪機拖動發電機進行發電；做功后的乏汽進入凝汽器，凝結水則通過軸封加熱器進入真空除氧器，然后通過給水泵送入窯頭雙壓余熱鍋爐；窯頭余熱鍋爐產生的大部分主蒸汽和窯尾余熱鍋爐產生的部分主蒸汽與低壓蒸汽分別從不同部位進入汽輪機；窯頭余熱鍋爐、窯尾余熱鍋爐排污水通過排污管道分別進入定排擴容器及連排擴容器，定排擴容器及連排擴容器內污水進入降溫池。
　　汽輪機尾部乏汽經冷凝器冷卻后變為冷凝水，經軸封加熱器加熱成約56℃的給水經給水泵進入窯頭鍋爐，給水先后經過公共加熱器、低壓蒸發器、低壓過熱器、高壓蒸發器、高壓過熱器,與煙氣進行逆向對流換熱；給水在公共加熱器被加熱成為飽和熱水后，分成三路經管路分別進入窯頭鍋爐低壓汽包，窯頭鍋爐高壓汽包和窯尾鍋爐加熱器；進入窯頭低壓鍋爐汽包的飽和水經過低壓蒸發器、低壓過熱器后被加熱成低壓過熱蒸汽；進入窯頭高壓鍋爐汽包的飽和水經過高壓蒸發器、高壓過熱器后變成高壓過熱蒸汽；進入窯尾鍋爐加熱器的飽和水經過窯尾鍋爐內部的加熱器、蒸發器與過熱器與煙氣進行逆向對流換熱后被加熱成高壓過熱蒸汽；兩臺鍋爐的高壓過熱蒸汽經管路混合后進入汽輪機主汽門；窯頭鍋爐產生的低壓過熱蒸汽進入汽輪機補汽口。
3．技術特點：
　　由于采用了雙壓鍋爐，可以降低鍋爐排氣溫度，從而提高鍋爐效率，如果低壓蒸汽參數提高，則可以提高汽輪機功率，但鍋爐排煙溫度則相應提高，余熱利用率降低；如果低壓蒸汽參數低，則吸收熱量多，蒸汽量大，進入汽輪機后，發電量增加，余熱利用率增加，鍋爐排煙溫度相應降低；但進入汽輪機后，對汽輪機的體積和末級葉片的要求會進一步提高，另外凝汽器的循環水量就要增大，從而增加廠用電量。因此需根據設備配置，優化系統參數設計，從而選擇最佳參數。
　　窯尾余熱鍋爐的結構特點：①窯尾余熱鍋爐帶汽包，設蒸發器和過熱器，煙氣在管外流動，受熱面為蛇形光管，并用特定的技術保證鍋爐管束免受煙氣顆粒的沖刷、磨損及腐蝕，以防止高速高溫含塵氣體對對流管束的韌性、強度、耐磨性造成影響；②設置機械振打裝置來解決廢氣的粉塵附著問題；③鍋爐受熱面布置合理。
窯頭余熱鍋爐的結構特點：（1）. 用特定的技術保證鍋爐管束免受煙氣顆粒的沖刷、磨損及腐蝕，以防止高速高溫含塵氣體對對流管束的韌性、強度、耐磨性造成影響；，保證鍋爐的換熱效率；（2）. 合理布置鍋爐受熱面，使排煙溫度降至95°C左右；（3）. 在窯頭余熱鍋爐中，由于廢氣粉塵為熟料顆粒，粘附性不強，除塵方式采用自然沉降；另外為增大換熱面積，強化換熱效果，窯頭余熱鍋爐的傳熱管設計為螺旋翅片管。
采用補汽凝汽式汽輪機。根據系統特點，進行參數優化，合理確定雙壓余熱鍋爐蒸汽參數、汽輪機主蒸汽及補汽參數，從而合理設計汽輪機的結構及補汽點；其調節系統采用電液調節，自動化程度高；汽輪機轉速采用3000r/min，不用減速機，減少故障點。由于在汽輪機上采用了補汽式結構，可以使低壓蒸汽甚至是飽和蒸汽進入汽輪機做功，從而提高汽輪機的發電量。
　　除氧則是采用真空除氧系統。由于采用了真空除氧系統，降低了鍋爐給水溫度，從而降低余熱鍋爐排煙溫度，合理利用了不同品位的熱量，提高了鍋爐效率。
　　由于優化了系統配置，提高了系統的效率，整個系統的發電效率在22％左右；
　　由于不設置補燃鍋爐且利用廢煙氣發電，降低了熱污染和水泥生產企業的生產成本，以5000t/d干法水泥生產線配套建設純低溫余熱發電項目為例，相當于每年少燒1.5萬多噸標煤，少向大氣中排放4萬多噸二氧化碳等氣體，利于環境保護，同時提高了企業的競爭力。
　　由于設置煙氣、汽輪機旁路系統,即使在鍋爐或汽輪機發生故障時，也可做到基本上不干擾原來的水泥工藝生產線的穩定生產。
　　新型干法水泥窯配套余熱發電裝置，充分利用了水泥生產過程中產生的大量廢氣余熱進行發電回收，余熱回收過程中對水泥生產過程基本沒有影響。該余熱發電系統全部采用國產設備，設備投資低，具有很好的推廣價值。公司8月份已經和浙江三獅集團及吉林遼源簽訂了工程總承包合同;其它的水泥生產企業，也已經和公司達成了合作意向。
4．中信重型機械公司干法水泥生產線純余熱發電方案
4.1主要設計原則:  電站設計遵循“穩定可靠，技術先進，降低能耗，節約投資”的原則，結合目前國內外同行業的技術發展的水平，積極采用先進技術和工藝，節能降耗，加強環境保護，保證其裝備水平為國內純低溫余熱發電項目先進水平。
具體指導思想如下：1).采用成熟穩定、實用可靠的工藝流程和設備，技術裝備水平達到國內先進水平。2).設備原則上采用國產設備，但部分關鍵控制設備和儀表考慮國內采購的國外技術產品（含組裝、原裝），降低發電成本和基建投入。3). 本著節約投資，確保系統設備簡潔可靠、方便檢修維護的原則，合理配置熱力發電機組設備、系統。4).貫徹執行國家能源、環保等方面的法律、法規和標準，因地制宜、講求實效。5).充分利用原廠現有設施，力求簡化系統與布置,降低工程造價。
熱力系統具體方案詳見附圖“系統工藝流程圖”。采用國內先進的DCS集散控制系統。

4.2主要設備方案：
補汽冷凝式汽輪機及發電機其進汽壓力，新蒸汽溫度等參數都需根據具體系統參數而定，目的是避免汽輪機葉片的水蝕及提高汽輪機的效率。選用中信重型機械公司洛陽發電設備廠開發研究制造的補汽式低溫余熱汽輪機,性能可靠。
余熱鍋爐選用杭州鍋爐集團有限公司的產品，杭鍋是專業生產余熱鍋爐的著名公司，其產品享譽全國各地。
4．3實施計劃： 根據不同類型余熱所采取的不同技術設備方案，進行電站選址方案設計及傳輸管網和鍋爐布設方案設計，低參數汽輪機工程設計，土建工程設計，整個發配電系統的方案設計和工程施工方案設計。其具體工程實施方案需根據某個具體電站來定。工程建設期需大約13個月完成。

四、環境影響評價
　　用煤發電，每發一度電就要向環境排放出1公斤多的二氧化碳等溫室氣體, 5000t/d水泥窯純低溫余熱發電技術降低了熱污染，相當于每年少燒2萬多噸煤,每年少向大氣排放二氧化碳4萬多噸。同時降低了進除塵器的廢氣溫度，使除塵效果更好，降低和減少余熱直接排向空中所引起的對環境的污染,可以更利于環境保護。
1.  影響環境因素分析：主要是在冷卻水系統，循環利用，完全能控制和避免對環境產生任何不利影響,本項目不產生固體廢棄物。汽輪發電機組運行時噪音源主要來自各種設備。各主要噪音源的噪音水平<90分貝。
2.勞動安全和工業衛生 應采取安全措施和實施勞動保護以保障從業人員生命安全,壓力容器的防爆措施, 防電傷。
3.項目定員  電站（車間）管理：3人（廠長：1人、 總工1人、安全1人 每班運行人員2人共4個班，總人數為8人，檢修人員：檢修班長1人，機械維護1人，電氣維護1人，熱工維護1人 共計：4人  共計 15人。

五、項目風險分析和控制
1.風險因素識別
　　按工程項目標準風險分析法，該項目風險因素應包括：政策風險識別、技術風險、經營管理風險、財務風險、生產風險、其他風險。
2.風險分析和控制
①政策風險：余熱發電是符合國家關于節約資源、保護環境及可持續發展的方針政策的。國家并且規定，對于容量大于1000千瓦的余熱電站，應該無條件上網并給予優惠上網電價。
②技術風險：由于低溫余熱發電采用的是中、低參數的小型冷凝式發電電站，這種類型的電站技術對我們來說是完全成熟的，不存在任何特殊的技術風險。唯一可能的風險來之于水泥窯的煙氣含塵量高，余熱鍋爐產生磨損和積灰故障的可能性增大。因此，在余熱鍋爐的設計和選型時，對這兩個問題必須給予足夠的重視。我們擬采取的技術措施包括：合理選擇煙氣流速、迎風的換熱面采用防磨結構、采用垂直布置的光潔換面、加裝振打除灰和聲波等裝置。
③經營管理風險： 余熱電站本身沒有經營管理的風險。不存在沒有原料或是產品賣不出去等問題。但是，余熱電站是依附于企業工廠的。其經營管理的風險來之于企業的生產狀況。窯外分解干法水泥廠是當前最現代的水泥廠，其產品質量高，成本低。其他水泥廠根本不是其對手。未來五至十年是這種現代化水泥廠逐步取代老式水泥廠的時期，只要其經營管理不出現重大失誤，是沒有什么風險的。
④ 財務風險：本項目投資的數額不大，建設周期壹年多，從第二年開始就有回報，分五年償還投資方的全部本息。其風險在于償還期間如果水電費價格有較大的下降，就可能出現還不了貸的情況。考慮到今后電費會趨漲，因而其風險比較小。
⑤ 生產風險：本項目不存在明顯的生產風險。可能的風險來之于設備的偶然的故障。我國目前中、低參數的發電設備的制造水平已經達到國際先進水平，其可靠性非常高。因此，本項目風險十分低。
⑥ 其他風險：除了戰爭和天災等不可抗力以外，本項目不存在其他風險。

六、結論與建議
1.純低溫余熱發電符合國家產業政策,可以實現循環經濟,資源綜合利用,節約能源的目的，有利于企業清潔生產，降低成本，可持續發展，具有很強的行業示范作用。
2.純低溫余熱發電技術技術上成熟,經濟上可行, 項目建設初期投資少，建設周期短，風險低，投資收益高，投資回收期短。
3.項目節能和環保效益可觀，是利國利民的綠色環保工程，是建設、技改和投資的風險極低的節能環保項目。
4. 中信重型機械公司純低溫余熱發電系統全部采用國產設備，質量可靠，性能優良，達到國際先進水平，基建投資低，工期有保證。
5.中信重型機械公司具有純低溫余熱發電工程總承包能力，竭誠為用戶服務。
圖面說明：大型干法水泥生產線純低溫余熱發電設備系統及工藝流程圖
如圖1中所示：1－煙囪，2－風機，3－除塵器，4－增濕塔，5－原料，6-破碎設備，7-原料磨，8-選粉機，9-提升機，10-預熱器，11-回轉窯，12-冷卻風，13-箆式冷卻機，14-熟料，15-除塵器，16-風機，17-煙囪，18、20-窯頭余熱鍋爐，19-給水泵， 21-凝汽器，22-冷卻塔，23-發電機，24-一汽輪機，25－耐熱風機，26-窯尾余熱鍋爐，27-真空除氧裝置。
工藝流程：
　　將預熱器（10）排出的廢氣抽至窯尾余熱鍋爐（26），廢氣在窯尾余熱鍋爐內放出部分熱量，溫度降至225°C左右，然后通過耐熱風機（25）進入原料磨（7）烘干原料。從箆式冷卻機（13）中部抽出廢氣進入窯頭余熱鍋爐（18），煙氣在窯頭余熱鍋爐（18）內放出熱量后，排出90-95°C的廢氣，進入原管路系統。
 除鹽水通過給水泵（19）進入窯頭余熱鍋爐（18）和窯尾余熱鍋爐（26），窯頭余熱鍋爐和窯尾余熱鍋爐產生的蒸汽分別進入補汽凝汽式汽輪機（24），蒸汽做功后進入凝汽器（21）內凝結成水，凝結水通過給水泵（19）進入窯頭余熱鍋爐和窯尾余熱鍋爐。