正本清源，堅持余熱發電技術和產業的正確發展方向

蔣明麟

(全國政協常委、民族宗教事務委員會副主任、國務院參事)

正本清源，堅持余熱發電技術和產業的正確發展方向

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

蔣明麟

(全國政協常委、民族宗教事務委員會副主任、國務院參事)

2006年，隨著國家發改委提出“新建新型干法水泥生產線同時配套建設余熱發電”的明確要求，“十一五”期間，水泥窯余熱發電技術發展迅速，應用廣泛，進步明顯。截至2010年，預計約有近700條生產線上配備了余熱發電項目，超過新型干法水泥生產線總量的50%。水泥余熱發電技術的應用和推廣已經成為水泥行業落實國家節能減排政策的重要著力點。

2010年，在工業和信息化部發布的關于《新型干法水泥窯純低溫余熱發電技術推廣實施方案》中，進一步提出了在2010年至2013年的四年時間里，“在現有全國日產量2000t以上的新型干法水泥生產線中推廣實施水泥窯純低溫余熱發電改造項目，年發電量達120億kWh，形成427萬噸標準煤的節能能力，使日產量2000t以上的新型干法水泥生產線余熱發電配套率達到95%以上”的建設目標。

回顧新中國成立以后水泥窯余熱發電技術的研究開發及推廣應用歷程，大致可分為以下四個階段：

第一階段大致為建國初期至八十年代中后期，這30多年主要工作是開展了中空窯高溫余熱發電技術及裝備的開發、推廣、應用工作。參照上個世紀30年代日本引進德國技術在我國東北、華北地區建設的中空窯高溫余熱發電技術裝備，對老廠進行改造，同時在老廠擴建和部分新廠建設中得到應用，累計投運了約290條中空窯余熱發電系統，形成了不同主蒸汽參數、余熱鍋爐形式、裝機容量的高溫余熱發電系統，為我國開展水泥窯中低溫余熱發電技術及裝備的研究開發奠定了堅實基礎。

第二階段為1990年至1996年。“八五”期間，國家安排了水泥行業科技攻關課題“帶補燃鍋爐的中低溫余熱發電技術及裝備的研究開發”，主要內容為采用國產標準系列汽輪發電機組，回收水泥窯燒成系統400℃以下的廢氣余熱進行發電。該課題在1996年完成了攻關工作，形成了“帶補燃鍋爐的水泥窯中低溫余熱發電技術”。這項技術的研究、開發、推廣、應用，為我國開發水泥窯純低溫余熱發電技術及裝備工作積累了豐富的經驗。

第三階段為1996年至2005年，對“帶補燃鍋爐的水泥窯中低溫余熱發電技術”的推廣和改進。截至2005年底，利用該項技術，國內有23個水泥廠36條1000～4000t/d預分解窯生產線上安裝了28臺帶補燃鍋爐的中低溫余熱發電機組，總裝機為45.36MW。與此同時，針對帶補燃爐的水泥窯中低溫余熱發電技術存在的問題，積極開展了“水泥窯純低溫余熱發電工藝及裝備技術的研究開發”工作。根據帶補燃鍋爐的水泥窯中低溫余熱發電技術應用的經驗，以日本KHI公司為寧國水泥廠4000t/d水泥窯提供的6480kW純低溫余熱電站的建設為契機，進行消化吸收，基本形成了我國水泥窯純低溫余熱發電工藝技術裝備體系，分別于2001年、2003年利用我國自主研發的技術和國產設備，在2000t/d、1500t/d水泥窯上投運了裝機容量分別為3MW、2.5MW的純低溫余熱電站。2001年至2005年我國水泥行業利用國產設備和技術在12條新型干法窯上，配套建設了裝機容量分別為2.0MW、3.0MW、6.0MW、7.0MW的純低溫余熱電站。

第四階段自2005年起至今。對水泥窯純低溫余熱發電技術和裝備不斷進行改進和完善，已經成熟，進入了蓬勃發展階段。針對不同規模的新型干法水泥生產線，配置不同熱力循環系統和不同容量的發電裝置。大量的工程實踐機會，給技術不斷創新提供了最佳的機遇。隨著純低溫余熱電站投入運行數量的增多，增加了我們實踐經驗的積累，促進了工藝技術裝備的提高，使我國水泥窯純低溫余熱發電技術裝備更加成熟可靠。

經過六十多年的時間，在從事水泥窯余熱發電技術研究開發、推廣應用工作同志們的努力下，我國水泥窯余熱發電技術取得了令世人矚目的成績，技術水平基本達到了國際先進水平并廣泛應用在國內、國際水泥企業，為節能減排、保護環境、提高企業效益做出了重要貢獻。

追尋水泥工業的發展路徑，我們不難發現，水泥工業的技術進步，都是在不斷探索既能生產滿足水泥產品質量、數量和環保要求，又能節約能源（熱能、電能）的技術、裝備（機械、電氣、自動化）和管理的過程。水泥生產的工藝和技術裝備發展到今天，我們仍在繼續為減少熱能、電能消耗，提高水泥產品質量、環保質量和勞動生產率等指標做著不懈的努力。水泥窯余熱發電技術是在現有水泥工藝和技術裝備的條件下，針對“在燒成系統仍然有一定量的可利用的熱能廢氣排出，應如何采取技術手段把這部分多余的熱能利用起來”而提出和發展起來的技術，而并非要通過改變水泥工藝熱工過程去產生和達到水泥—電能聯產的目的。這是因為電能的生產其本身的技術進步是巨大的，路徑是多樣的（絕非是燃煤蒸汽發電一種，燃氣輪機、水電、核電、風電及太陽能發電、生物質能、地熱能、潮汐能發電等多種方式），特別是其中可再生能源發電的發展是很快的，即使是燃煤蒸汽發電技術，單位電能的煤耗也在逐步降低。

中國水泥窯余熱發電技術發展到了今天，隨著運行時間的推進，水泥窯純低溫余熱發電技術也暴露出一些問題。其中最主要的問題是，無論是過去的外補燃型或是當前的內補燃型余熱發電技術，都是追求在正常水泥燒成系統所需的熱能外，通過增加化石燃料的消耗量，加大燒成系統的熱能供給，提高廢氣的品質，從而達到既要滿足水泥熟料的煅燒需求，又要使排出的廢氣所含的熱能利用達到更高的效率，最終的目的是在當地煤/電價格比適當的情況下，使本企業獲得更好的經濟效益。但從國家的角度來看，這種技術在化石能源的利用效率和溫室氣體排放等方面，就值得進一步商榷。作為中國水泥余熱發電技術親歷親為的開發者和參與者，特在此提出以下觀點，與業內專家共同探討。

（1）關于對煙氣分流法、過熱蒸汽法等內補燃型水泥窯余熱發電的認識。

煙氣分流法—水泥窯余熱發電技術，該技術從理論上分析看是內補燃型水泥窯余熱發電的技術方案之一，有其一定的特點，在理論上是可以探討的。但這個技術方案在理論和實踐上有兩個重要支點，一是預熱器高氣固比的工藝理論和實踐；二是抽取預熱器高溫度的氣體，提高進入余熱鍋爐（SP爐）的煙氣的品質，從而提高余熱鍋爐的效率。有了這兩個技術支持點，就可以既滿足正常水泥生產生料預熱要求，又能通過熱交換效率的提高來達到補燃發電量的煤耗等于或低于國家標準。

值得探討的是，目前無論在理論上還是在實踐上，預熱器高氣固比，還屬于不斷的理論研究和實踐完善之中。一是在減少溫度較高的窯尾氣體通過量的情況下（不論是雙系列，還是單系列），水泥生料能否達到改造前的預熱溫度？是否會影響分解爐和窯系統的正常工作？在實踐中，據有關設計研究單位反映，在陜西某地按照預熱器高氣固比理論設計的新型干法水泥生產線生產很不穩定，仍處于試驗階段；二是由于改造后，進入余熱鍋爐（SP爐）的廢氣量減少，盡管廢氣的溫度較之改造前有所提高，換熱效率有所提高，廢氣總熱能是否會減少？從而使配套的鍋爐和汽輪機裝機容量的減少，這需要經過仔細核算拿出科學的數據來。因為從企業的角度看，發電能力的減少，在一定的煤/電比價的前提下，就意味著企業經濟效益的降低。如果是這樣，推廣方面也有一定的局限。

關于采用過熱蒸汽法的內補燃的水泥窯余熱發電技術，其實質是在已有的水泥窯純低溫余熱發電技術的基礎上，利用在水泥窯的窯門罩和三次風管分別抽取溫度更高的熱風，通過過熱蒸汽爐的熱交換過程，來進一步提高進入發電機組的的蒸汽品質，從而提高發電機組的能力。

（2）關于水泥窯余熱發電技術的發展方向問題。

在當前形勢下，政府職能部門和水泥行業都要對我國水泥窯余熱發電技術發展的現狀進行全面分析，肯定所取得的成績，正視所存在的問題，堅持正確的，擯棄和糾正錯誤之處。我個人對當前水泥窯余熱發電技術的發展方向有以下三點意見：

一要正本清源。真正使水泥窯余熱發電技術突出“純余熱利用”的概念，走一條科學可持續發展之路。不要為一時企業的經濟利益而改變我們發展水泥窯余熱發電的基本目的，通過各種補燃方式增加化石燃料的消耗和溫室氣體的排放量，這樣做對國家的全局利益和節能減排工作是不利的。

二要加大科研開發力度。在“純余熱”的概念下，通過加大科研開發，研究新的熱能循環流程，提高余熱鍋爐、汽輪機和整個余熱發電的工作效率。要加大對低沸點工質在水泥窯余熱發電技術的應用研究，使更低品質的廢氣得到利用。這方面歐洲幾個水泥生產大國已有很好的應用實例。

三要繼續加大水泥生產的節能減排工作。人對事物的認識沒有終點，水泥工藝和裝備的技術進步沒有終結。我們要在現有取得巨大進步的基礎上，繼續在水泥工藝各個環節和每項技術裝備，加大科研開發力度，力爭有更大的節能減排的進展和效果。

隨著水泥生產科技水平的提高，窯尾和冷卻機的廢氣所帶走的熱能將會在原有的基礎上減少，廢氣的品質會降低，這將對水泥窯純低溫余熱發電技術提出更大的挑戰。我們要堅持水泥窯余熱發電技術的正確方向，把我國的水泥窯純低溫余熱發電技術提高到一個更高的水平，為水泥產業節能減排作出更大的貢獻。

TQ172.625.9

A

1001-6171（2012）04-0021-02

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2012-06-13；

沈 穎