正本清源，坚持余热发电技术和产业的正确发展方向

蒋明麟

(全国政协常委、民族宗教事务委员会副主任、国务院参事)

正本清源，坚持余热发电技术和产业的正确发展方向

Radical Reformingly,insisting on Cogeneration Technology and the Right Direction of Cement Industry

蒋明麟

(全国政协常委、民族宗教事务委员会副主任、国务院参事)

2006年，随着国家发改委提出“新建新型干法水泥生产线同时配套建设余热发电”的明确要求，“十一五”期间，水泥窑余热发电技术发展迅速，应用广泛，进步明显。截至2010年，预计约有近700条生产线上配备了余热发电项目，超过新型干法水泥生产线总量的50%。水泥余热发电技术的应用和推广已经成为水泥行业落实国家节能减排政策的重要着力点。

2010年，在工业和信息化部发布的关于《新型干法水泥窑纯低温余热发电技术推广实施方案》中，进一步提出了在2010年至2013年的四年时间里，“在现有全国日产量2000t以上的新型干法水泥生产线中推广实施水泥窑纯低温余热发电改造项目，年发电量达120亿kWh，形成427万吨标准煤的节能能力，使日产量2000t以上的新型干法水泥生产线余热发电配套率达到95%以上”的建设目标。

回顾新中国成立以后水泥窑余热发电技术的研究开发及推广应用历程，大致可分为以下四个阶段：

第一阶段大致为建国初期至八十年代中后期，这30多年主要工作是开展了中空窑高温余热发电技术及装备的开发、推广、应用工作。参照上个世纪30年代日本引进德国技术在我国东北、华北地区建设的中空窑高温余热发电技术装备，对老厂进行改造，同时在老厂扩建和部分新厂建设中得到应用，累计投运了约290条中空窑余热发电系统，形成了不同主蒸汽参数、余热锅炉形式、装机容量的高温余热发电系统，为我国开展水泥窑中低温余热发电技术及装备的研究开发奠定了坚实基础。

第二阶段为1990年至1996年。“八五”期间，国家安排了水泥行业科技攻关课题“带补燃锅炉的中低温余热发电技术及装备的研究开发”，主要内容为采用国产标准系列汽轮发电机组，回收水泥窑烧成系统400℃以下的废气余热进行发电。该课题在1996年完成了攻关工作，形成了“带补燃锅炉的水泥窑中低温余热发电技术”。这项技术的研究、开发、推广、应用，为我国开发水泥窑纯低温余热发电技术及装备工作积累了丰富的经验。

第三阶段为1996年至2005年，对“带补燃锅炉的水泥窑中低温余热发电技术”的推广和改进。截至2005年底，利用该项技术，国内有23个水泥厂36条1000～4000t/d预分解窑生产线上安装了28台带补燃锅炉的中低温余热发电机组，总装机为45.36MW。与此同时，针对带补燃炉的水泥窑中低温余热发电技术存在的问题，积极开展了“水泥窑纯低温余热发电工艺及装备技术的研究开发”工作。根据带补燃锅炉的水泥窑中低温余热发电技术应用的经验，以日本KHI公司为宁国水泥厂4000t/d水泥窑提供的6480kW纯低温余热电站的建设为契机，进行消化吸收，基本形成了我国水泥窑纯低温余热发电工艺技术装备体系，分别于2001年、2003年利用我国自主研发的技术和国产设备，在2000t/d、1500t/d水泥窑上投运了装机容量分别为3MW、2.5MW的纯低温余热电站。2001年至2005年我国水泥行业利用国产设备和技术在12条新型干法窑上，配套建设了装机容量分别为2.0MW、3.0MW、6.0MW、7.0MW的纯低温余热电站。

第四阶段自2005年起至今。对水泥窑纯低温余热发电技术和装备不断进行改进和完善，已经成熟，进入了蓬勃发展阶段。针对不同规模的新型干法水泥生产线，配置不同热力循环系统和不同容量的发电装置。大量的工程实践机会，给技术不断创新提供了最佳的机遇。随着纯低温余热电站投入运行数量的增多，增加了我们实践经验的积累，促进了工艺技术装备的提高，使我国水泥窑纯低温余热发电技术装备更加成熟可靠。

经过六十多年的时间，在从事水泥窑余热发电技术研究开发、推广应用工作同志们的努力下，我国水泥窑余热发电技术取得了令世人瞩目的成绩，技术水平基本达到了国际先进水平并广泛应用在国内、国际水泥企业，为节能减排、保护环境、提高企业效益做出了重要贡献。

追寻水泥工业的发展路径，我们不难发现，水泥工业的技术进步，都是在不断探索既能生产满足水泥产品质量、数量和环保要求，又能节约能源（热能、电能）的技术、装备（机械、电气、自动化）和管理的过程。水泥生产的工艺和技术装备发展到今天，我们仍在继续为减少热能、电能消耗，提高水泥产品质量、环保质量和劳动生产率等指标做着不懈的努力。水泥窑余热发电技术是在现有水泥工艺和技术装备的条件下，针对“在烧成系统仍然有一定量的可利用的热能废气排出，应如何采取技术手段把这部分多余的热能利用起来”而提出和发展起来的技术，而并非要通过改变水泥工艺热工过程去产生和达到水泥—电能联产的目的。这是因为电能的生产其本身的技术进步是巨大的，路径是多样的（绝非是燃煤蒸汽发电一种，燃气轮机、水电、核电、风电及太阳能发电、生物质能、地热能、潮汐能发电等多种方式），特别是其中可再生能源发电的发展是很快的，即使是燃煤蒸汽发电技术，单位电能的煤耗也在逐步降低。

中国水泥窑余热发电技术发展到了今天，随着运行时间的推进，水泥窑纯低温余热发电技术也暴露出一些问题。其中最主要的问题是，无论是过去的外补燃型或是当前的内补燃型余热发电技术，都是追求在正常水泥烧成系统所需的热能外，通过增加化石燃料的消耗量，加大烧成系统的热能供给，提高废气的品质，从而达到既要满足水泥熟料的煅烧需求，又要使排出的废气所含的热能利用达到更高的效率，最终的目的是在当地煤/电价格比适当的情况下，使本企业获得更好的经济效益。但从国家的角度来看，这种技术在化石能源的利用效率和温室气体排放等方面，就值得进一步商榷。作为中国水泥余热发电技术亲历亲为的开发者和参与者，特在此提出以下观点，与业内专家共同探讨。

（1）关于对烟气分流法、过热蒸汽法等内补燃型水泥窑余热发电的认识。

烟气分流法—水泥窑余热发电技术，该技术从理论上分析看是内补燃型水泥窑余热发电的技术方案之一，有其一定的特点，在理论上是可以探讨的。但这个技术方案在理论和实践上有两个重要支点，一是预热器高气固比的工艺理论和实践；二是抽取预热器高温度的气体，提高进入余热锅炉（SP炉）的烟气的品质，从而提高余热锅炉的效率。有了这两个技术支持点，就可以既满足正常水泥生产生料预热要求，又能通过热交换效率的提高来达到补燃发电量的煤耗等于或低于国家标准。

值得探讨的是，目前无论在理论上还是在实践上，预热器高气固比，还属于不断的理论研究和实践完善之中。一是在减少温度较高的窑尾气体通过量的情况下（不论是双系列，还是单系列），水泥生料能否达到改造前的预热温度？是否会影响分解炉和窑系统的正常工作？在实践中，据有关设计研究单位反映，在陕西某地按照预热器高气固比理论设计的新型干法水泥生产线生产很不稳定，仍处于试验阶段；二是由于改造后，进入余热锅炉（SP炉）的废气量减少，尽管废气的温度较之改造前有所提高，换热效率有所提高，废气总热能是否会减少？从而使配套的锅炉和汽轮机装机容量的减少，这需要经过仔细核算拿出科学的数据来。因为从企业的角度看，发电能力的减少，在一定的煤/电比价的前提下，就意味着企业经济效益的降低。如果是这样，推广方面也有一定的局限。

关于采用过热蒸汽法的内补燃的水泥窑余热发电技术，其实质是在已有的水泥窑纯低温余热发电技术的基础上，利用在水泥窑的窑门罩和三次风管分别抽取温度更高的热风，通过过热蒸汽炉的热交换过程，来进一步提高进入发电机组的的蒸汽品质，从而提高发电机组的能力。

（2）关于水泥窑余热发电技术的发展方向问题。

在当前形势下，政府职能部门和水泥行业都要对我国水泥窑余热发电技术发展的现状进行全面分析，肯定所取得的成绩，正视所存在的问题，坚持正确的，摈弃和纠正错误之处。我个人对当前水泥窑余热发电技术的发展方向有以下三点意见：

一要正本清源。真正使水泥窑余热发电技术突出“纯余热利用”的概念，走一条科学可持续发展之路。不要为一时企业的经济利益而改变我们发展水泥窑余热发电的基本目的，通过各种补燃方式增加化石燃料的消耗和温室气体的排放量，这样做对国家的全局利益和节能减排工作是不利的。

二要加大科研开发力度。在“纯余热”的概念下，通过加大科研开发，研究新的热能循环流程，提高余热锅炉、汽轮机和整个余热发电的工作效率。要加大对低沸点工质在水泥窑余热发电技术的应用研究，使更低品质的废气得到利用。这方面欧洲几个水泥生产大国已有很好的应用实例。

三要继续加大水泥生产的节能减排工作。人对事物的认识没有终点，水泥工艺和装备的技术进步没有终结。我们要在现有取得巨大进步的基础上，继续在水泥工艺各个环节和每项技术装备，加大科研开发力度，力争有更大的节能减排的进展和效果。

随着水泥生产科技水平的提高，窑尾和冷却机的废气所带走的热能将会在原有的基础上减少，废气的品质会降低，这将对水泥窑纯低温余热发电技术提出更大的挑战。我们要坚持水泥窑余热发电技术的正确方向，把我国的水泥窑纯低温余热发电技术提高到一个更高的水平，为水泥产业节能减排作出更大的贡献。

TQ172.625.9

A

1001-6171（2012）04-0021-02

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2012-06-13；

沈 颖