义煤集团水泥公司余热发电项目研究

李　莉　王晓华　秦　伟

摘要：日产5 000吨熟料水泥生产线回转窑在生产过程中，窑尾预热器及窑头篦冷机排放的30%的350℃以下中、低温废气余热仍不能被充分利用，这部分热能通过窑尾烟囱排放至大气中，既浪费热能又对环境造成污染，利用窑尾、窑头余热配套建设9MW余热电站，不但能充分利用余热，同时减少环境污染，具有良好的环境、社会及经济效益。

关键词：余热发电；电站；义煤集团；水泥公司

中图分类号：F416.61文献标志码：Ａ文章编号：1673-291X(2009)09-０164－02

引言

随着中国人口的不断增加和经济的快速发展，资源相对不足的矛盾日益严峻，寻找新的资源或可再生资源，以及合理综合利用现有的宝贵资源将是中国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。中国高度重视循环经济，并把树立科学发展观、发展循环经济列入“十一五”发展规划。

发展循环经济有利于形成节约资源、保护环境的生产方式和消费模式，有利于提高经济增长的质量和效益，有利于建设资源节约型社会，有利于促进人与自然的和谐，充分体现了以人为本，全面协调可持续发展观的本质要求，是实现全面建设小康社会宏伟目标的必然选择，也是关系中华民族长远发展的根本大计。

水泥工业既是能源的消耗大户，也是能源的浪费大户，节能降耗的任务很艰巨。义煤水泥公司于2006年新上了一条5 000t/d干法生产线，水泥熟料热耗已由原来的4 600kJ/kg降低到3 200kJ/ kg，但是由于水泥煅烧技术和生产工艺流程的限制，约占水泥熟料烧成系统总热耗量的30%的350℃以下中、低温废气余热仍不能被充分利用，从而造成能源的极大浪费。为了减少中低温废气排放对大气的热污染，降低企业的生产成本，同时缓解公司的用电压力，提高企业经济效益，做好企业节能减排工作，利用水泥熟料生产线的窑头、窑尾生产线排放的废气余热资源，采用纯低温余热发电技术，建设一座9MW纯低温余热电站。本项目建成后，可大力回收和循环利用水泥窑废气余热，提高水泥生产线的整体资源利用水平，是很好的节能减排项目。

一、项目可行性研究报告

日产5 000吨熟料水泥生产线回转窑在生产过程中，窑尾预热器及窑头篦冷机排放的30%的350℃以下中、低温废气余热仍不能被充分利用，这部分热能通过窑尾烟囱排放至大气中，既浪费热能又对环境造成污染，采用技术先进的水泥窑纯低温余热发电技术，回收窑头、窑尾余热，建设一座9MW余热电站项目，年发电量6 324万千瓦时，平均每吨熟料成本可下降15元以上，每年可为企业节约2 000多万元资金，年节约标煤2.1934万吨,减少二氧化碳6万吨，具有良好的环境、社会及经济效益。

二、主要工艺技术和设备选型

本项目采用纯低温余热发电工艺。工程包括9MW汽轮机厂房、冷却塔、窑头余热锅炉及沉降室、窑尾余热锅炉、化水车间等。

根据5 000t / d水泥生产线的布置及发电工艺流程，窑尾余热锅炉布置在水泥熟料生产线窑尾高温风机上；窑头余热锅炉布置在熟料生产线窑厂房旁的空余场地；汽轮发电机房布置在水泥厂回转窑旁的空余场地内；冷却塔根据水泥生产线区域空地情况布置在空余场地内；循环水泵布置在循环水冷却塔旁边。窑头余热锅炉AQC炉、窑尾余热锅炉SP炉均为露天布置；汽轮发电机组建立单独的主厂房。

电站用电设电力室，电站启动时启动电源为电网供电；电站运行方式为并网不上网；电站的通讯系统采用原水泥厂通讯系统，与电站生产有关的各岗位均设直通调度电话，电站与电网调度管理部门间按要求设置调度通信设施。汽机循环冷却水设施采用机械通风冷却塔；电站的控制采用DCS计算机控制系统。

余热锅炉采用立式锅炉，可以解决余热炉漏风、堵灰等问题并减少占地面积，提高余热回收率。

热力系统设有汽、水解列旁通措施，汽轮机组等可退出发电系统。

汽轮发电机房、锅炉及废气处理、电站控制室、站用电力室、发电机及站用电高压系统等合建一主厂房，其中：汽轮机采用补汽凝汽式机组，容量为9MW，主蒸汽工作蒸汽参数为1.6Mpa6，310℃。发电机采用10kV空冷式发电机组。

电站设集中电力室，电站启动时启动电源为电网供电，电站运行后方式为并网运行。

电站与电站生产有关的各岗位均设直通调度电话，电话与电网调度管理部门间按要求设置调度通信设施。

汽机循环冷却水设施采用机械通风冷却塔。

锅炉用水处理采用“反渗透+一级混床除盐系统”。

电站的控制采用DCS计算机控制系统。

三、节能效果

本项目建成后，年发电量6 324×10⁴kWh，年供电量5 818×10⁴kWh，年节约标准煤21 934吨，减排CO₂6万吨、粉尘0.035万吨、SO₂400吨。既可以充分利用水泥生产过程中的废气余热，又可以在节约能源的同时减少对环境的污染。

党的十七大报告中明确提出，要加强能源资源节约和生态环境保护，坚持资源节约和保护环境的基本国策，必须把建设资源节约、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置，必须建设生态文明，形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式和消费模式，水泥公司余热发电综合利用项目是响应国家节能减排工作的体现，具有良好的环境、社会及经济效益。

Study on Power Generation by Waste Heat in Cement Branch of Yima Coal Group

LI Li ， WANG Xiao-hua， QIN Wei

（Technological Center, Yima Coal Industry (Group) Co., Ltd. Yima 472300， China）

Abstract: In the production process of clinker cement producing of 5000 t/d in rotary kiln, the waste heat of low temperature exhaust gas that being below 350℃ and taking 30% emission discharged by preheater and grate cooler of clin head. The waste gas emissions to atmosphere directly from chimney will waste thermal energy and pollute the environment. With the utilization of waste heat of clin head and outlet, 9MW waste heat power station constucted can fully use waste heat and decrease environmental pollution. Its beneficial to environment, social and economy.

Key words： waste heat； power generation；yima coal group； cement branch