【文章內容簡介】 。截至2005年末，全國日產700噸以上的新型干法水泥生產線共有622條，其中日產1000噸以上的人580條。不過，我國水泥工業(yè)的快速發(fā)展也給水泥企業(yè)帶來了前所未有的壓力。由于我國水泥工業(yè)存在著總量潛在過剩、結構不合理；資源、能源消耗大，綜合利用水平不高；企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小，產業(yè)集中度低；落后生產能力比重大；技術法規(guī)不夠完善等諸多問題和矛盾。2003年開始，我國水泥技術企業(yè)利潤開始急劇下滑。在這種情況下，為了降低生產成本，提高產品競爭能力，水泥余熱電站建設開始浮出水面。對于目前出現(xiàn)的水泥余熱電站建設井噴形勢，原因有三：其一，十五期間，我國新型干水泥生產能力達到水泥總生產能力的40%，上水泥余熱發(fā)電生產線有了基礎；其二，隨著經濟發(fā)展，電力、煤炭出現(xiàn)緊張，價格也持繼上漲，對水泥企業(yè)的影響很大，因為電價、煤價要占到水泥生產成本的60%以上，遠遠超過了其原材料的成本，從節(jié)電、節(jié)煤角度考慮，企業(yè)需要利用余熱，降低生產成本；其三，十五期末，國家號召節(jié)能，發(fā)布的《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》中明確提出，要積極推廣水泥窯余熱發(fā)電技術，并要求在日產2000噸以上水泥生產線中每年建設低溫余熱發(fā)電裝置30套，這為水泥余熱電站的建設提供了政策支持。到2010年，如果40％的新干法生產線采用余熱發(fā)電技術，可以預期，新型干法水泥余熱年發(fā)電量可達84億度。按電站自用電率8％計算，年供電量約為77億度。如按供電煤耗每度380克標煤計算，相當于年節(jié)約300萬噸標煤、減少粉塵排放約4萬噸、減少ＣＯ2排放約660萬噸、減少ＳＯ2排放約6萬噸、可使噸水泥熟料成本降低約10－15元?？梢钥闯?，水泥企業(yè)充分利用余熱發(fā)電，既可以最大限度滿足企業(yè)終身的用電需求，減少外購電量，又可以降低水泥制造成本，提高經濟效益，是世界水泥工業(yè)發(fā)展的趨勢。我國作為世界最大的水泥生產和消費大國，也是能源緊缺國家，充分利用水泥窯余熱發(fā)電勢在必行。以后我國新建新型干法水泥生產線都應考慮采用純低溫余熱發(fā)電技術，并納入設計規(guī)范，作為新型干法水泥工廠建設的不可或缺的工程內容。因此，中國有多少條水泥生產線，水泥余熱發(fā)電市場就有多大。我國水泥余熱發(fā)電經歷了高溫余熱發(fā)電、帶補燃爐的中低溫余熱發(fā)電和目前的純低溫余熱發(fā)電三個階段，其中純低溫余熱發(fā)電由于是不用燃料的余熱利用，所以更符合節(jié)能環(huán)保的要求，也是政府重點鼓勵的對象。中國清潔發(fā)展機制（ＣＤＭ）能力建設項目是由國家發(fā)展和改革委員會負責實施，由聯(lián)合國開發(fā)計劃署（ＵＮＤＰ），聯(lián)合國基金（ＵＮＦ）、挪威政府和意大利政府資助的項目，是《京都議定書》所規(guī)定的附件Ⅰ締約方在境外實現(xiàn)部分減排承諾的一種履約機制。其目的是協(xié)助末列入附件Ⅰ的締約方實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展以及《氣候變化框架公約》的最終目標，并協(xié)助附件Ⅰ所列入締約方遵守《京都議定書》第三條規(guī)定的限制和減少排放的定量承諾。ＣＤＭ的核心是允許發(fā)達國家和發(fā)展中國家進行基于投資項目的“經證明的減排量（ＣＥＲ）”的轉讓與獲得。我國政府對在提高能效和優(yōu)化能源結構領域發(fā)展ＣＤＭ項目方面持積極態(tài)度，而對我國企業(yè)來講，對ＣＤＭ的希望一是獲得正常商業(yè)渠道無法獲得的技術，二是增加其獲得國際融資的可能性。水泥余熱發(fā)電ＣＤＭ項目一是有利于降低水泥生產成本，減緩企業(yè)電源容量不足；二是有利于環(huán)境保護和資源綜合利用；三是有利于循環(huán)經濟發(fā)展戰(zhàn)略。余熱發(fā)電不產生任何污染，相當于減少了發(fā)電廠同樣發(fā)電量條件下的有害物的排放。ＣＤＭ技術指標共27項，水泥余熱發(fā)電工程涉及的二氧化碳、二氧化硫及灰分的指標預計均達到ＣＤＭ的標準要求。第三章 廠址條件云南遠東水泥有限責任公司位于昆石公路石林北40km處，距陸良縣城7公里，距曲靖市約60公里，距昆明140公里，處于曲陸公路，324國道主干線邊沿，鐵路、公路運輸十分方便。擬建余熱電站具體位置祥見附圖ＳＷ01－“總平面布置圖”。當?shù)氐臍庀筚Y料：216。 年平均溫度：　　　　　℃216。 最高極限溫度：　　　　℃216。 最低極限溫度：　　　　℃216。 最熱月最低濕度溫度：　59％℃216。 年平均≤5℃的天數(shù)：　　180d216。 年平均濕度：　　　　　　72％216。 年最大濕度：　　　　　　87％216。 年平均降水量：　　　　　101㎜216。 年最大降水量：　　　　　204㎜216。 年平均蒸發(fā)量：　　　　　　　㎜216。 年最大蒸發(fā)量：　　　　　　　㎜216。 年連續(xù)降雨天數(shù)：　　　　　d216。 年平均風速：　　　　　　　216。 年最大風速：　　　　　　　216。 當?shù)睾０胃叨龋骸　　　　　?089m216。 年平均大氣壓力：　　　　　　81kPa216。 冬季平均大氣壓力：　　　　　81kPa216。 夏季平均大氣壓力：　　　　　80kPa云南遠東水泥有限責任公司5000t/d水泥新型干法線所在地區(qū)無地質斷層通過，無不良地質現(xiàn)象，揚地處于區(qū)域相對穩(wěn)定地段，場地穩(wěn)定．根據(jù)中國地震烈度區(qū)劃圖，擬建場地地震烈度為Ⅶ度，因此廠區(qū)建（構）筑物按Ⅶ度抗震設防。擬建場地位于陸良盆地以南，地勢超伏較大，經人工平整后，平坦，場地屬丘陵地帶的緩坡地貌單元，廠區(qū)內除東部有新生界松散地層覆蓋外，大部分地段碳酸鹽地層祼露，屬巖溶殘丘地形，南盤江從區(qū)內穿過，形成侵蝕河谷，切割深度20－30米。地質構造簡單，走向ＮＥ25－30，、傾斜ＮＷ，傾角一般5度左右，巖層完整，節(jié)理裂隙不發(fā)育。電站主要消耗藥品有磷酸三鈉，堿式氯化鋁等，均由當?shù)厥袌霾少?，汽車運輸。供水工程用水源為南盤江水和地下水，水量豐富，供水可靠，在南盤江邊設取水泵站，原水經輸水管路供至廠區(qū)沉淀池處理后供生產線和電站使用。公司現(xiàn)取水能力為11016m3/d，（），建議遠東水泥有限責任公司在滿足5000t/d生產線用水需求的同時，再增加2500m3/d的水量，以滿足電站用水的需求．公司現(xiàn)有5000t/d熟料生產線。廠區(qū)內建35kv總降壓變電站，內設35/，12500kvＡ主變壓器一臺．總降10kv母線接線方式。目前，該總降壓變電站及全廠各配電室氣設備均正常建設安裝。節(jié)約用地、少占耕地：建設用地要因地制宜，優(yōu)先考慮利用荒地、劣地、山地和空地，盡可能不占或少占耕地，力求節(jié)約用地。社會影響積極，少拆遷移民：建設選址應少拆遷、少移民，盡可能不靠近，不穿越人口密集的城鎮(zhèn)或居民區(qū)。有利于設備合理布置和安全運行：場址的選擇應滿足生產工藝要求，布局要緊湊合理，有利于安全生產運行。保護環(huán)境和生態(tài)：遠離保護風景區(qū)和文物古跡。交通運輸要便利：有利于原材料、輔助物料的運關。 項目廠址選擇根據(jù)項目業(yè)主單位的兩條日產2500噸水泥主生產工藝線情況，以充分利用能量為根本，合理布置余熱發(fā)電設備。第四章 項目建設方案項目建設嚴格執(zhí)行國家基本建設有關的法律法規(guī)、建設項目環(huán)境保護有關的法律法規(guī)、各級政府有關建筑管理法規(guī)條例以及安全生產、節(jié)能降耗等管理辦法，確保項目建設的合法性。根據(jù)云南遠東水泥有限責任公司實際，結合專業(yè)特點，積極采用成熟、先進、經濟、適用的新技術、新材料、新設備，體現(xiàn)項目的技術水平。以持繼發(fā)展、協(xié)調發(fā)展為指針，在滿足使用功能的同時做到安全、衛(wèi)生、經濟、適用，與工廠相協(xié)調。保證生產主業(yè)原則：水泥生產企業(yè)中水泥的生產是主業(yè)而余熱電站是副業(yè)，因此余熱電站技術方案的確定應以不影響水泥生產為原則。安全、可靠、穩(wěn)定原則：余熱電站的各系統(tǒng)技術方案應把運行安全、可靠、穩(wěn)定放在第一位，其次再兼顧考慮技術、技術指標、經濟指標的先進性。優(yōu)先滿足生產用熱需求原則：首先滿足水泥生產過程中用熱要求及原料、燃料烘干對余熱的需求。最大限度利用原則：按最大限度回收剩余余熱并使其有效地轉化為電能來確定電站方案。通過最大限度地追求節(jié)能、降耗達到降低水泥生產成本、提高企業(yè)經濟效益的目的。遵循國家及行業(yè)強制性有關規(guī)范、規(guī)程、規(guī)定。選用設備采用國內可靠成熟的設備。發(fā)電機組年運行小時按7200h計。建設規(guī)模、方案選定：本期項目工程設計兩座完全相同的余熱電站，單一電站裝機規(guī)模為23t/。各工藝系統(tǒng)的設計、設備選擇及各種設施均不考慮再擴建的因素。汽輪發(fā)電機組：單一電站汽輪機型號為：－；發(fā)電機型號為：ＱＦ－－2。在確保安全的前題下，有關系統(tǒng)應力求經濟、可靠和運行操作簡便。供水：水源來源于云南遠東水泥有限責任公司現(xiàn)有地下井水，經水處理系統(tǒng)處理后，循環(huán)使用。自動化：采用機、爐、電集中控制方式，采用西門子PCS7過程控制系統(tǒng)及常規(guī)操作設備，對汽機及鍋爐系統(tǒng)進行集中監(jiān)視及控制，保護采用美國SEL微機保護產品?？偲矫娌贾茫喊l(fā)電機組及循環(huán)冷卻水系統(tǒng)布置在窯頭旁的空地上；熱管余熱鍋爐分別布置在冷卻機及窯尾增濕塔附近。4．3項目建設內容與技術參數(shù)4．3．1項目建設內容本項目由以下系統(tǒng)構成：余熱鍋爐系統(tǒng)——包括SP爐、ACQ爐、過熱器、軟水加熱器、除塵器、煙箱構件、清灰裝置、除灰裝置以及煙氣工藝管道等系統(tǒng)發(fā)系統(tǒng)——包括汽輪機、發(fā)電機等系統(tǒng)電氣系統(tǒng)——包括高壓接入、低壓配電、自動化控制及儀表等系統(tǒng)廠房等建筑物與構筑物——包括汽輪發(fā)電機房、余熱鍋爐基礎、化學水處理站、循環(huán)冷卻水池及泵房、原水處理站等供排水系統(tǒng)——包括供水、排水系統(tǒng)水處理系統(tǒng)——包括循環(huán)冷卻水、化學處理水等系統(tǒng)通訊系統(tǒng)消防系統(tǒng)4．3．2技術參數(shù) 發(fā)電裝機： 2 發(fā)電功率： 24MW 年運行： 7200h（300天） 年發(fā)電量： 5760104kWh 年向水泥廠供電： 5300104kWh 小時噸熟料余熱發(fā)電量： 40kWh/tcl以上4．4項目技術方案研究4．4．1技術方案概述根據(jù)目前國內純余熱發(fā)電技術及裝備現(xiàn)狀，結合水泥窯生產線余熱資源情況，熱力系統(tǒng)及裝機方案應考慮下述前提條件：充分利用5000t/d級新型干法水泥生產線窯頭熟料冷卻機及窯尾預熱器廢氣余熱；本項目實施后電站不向電網(wǎng)返送電；余熱電站的建設及生產運行不影響水泥生產系統(tǒng)的進行；余熱電站系統(tǒng)及設備以成熟可靠、技術先進、節(jié)省投資、提高效益為原則，并達到目前國內余熱發(fā)電設備先進技術水平；煙氣通過熱管余熱鍋爐沉降下來的窯灰回收并用于水泥生產，以達到資源綜合利用及環(huán)境保護的目的。水泥生產過程中由窯頭熟料冷卻機和窯尾預熱器排掉的360℃以下廢氣，其熱量越占水泥熟料燒成系統(tǒng)熱耗量的35%以上，利用兩條2500t/d新型干法水泥窯廢氣，建設余熱發(fā)電工程，為水泥生立配套供電，同明也可以降低生產成本，改善水泥窯廢氣對周圍環(huán)境的污染。本項目熱生產線窯頭冷卻機及窯尾預熱器廢氣余熱。為充分利用窯頭冷卻機廢氣余熱，提高窯頭熱管余熱鍋爐的煙氣溫度，使之產生與窯尾熱管余熱鍋爐相同參數(shù)的過熱蒸氣，因此對窯頭冷卻機進行出口風管改造，取用其中段余熱。根據(jù)水泥公司提供的數(shù)據(jù)水泥生產線廢氣可利用的預熱量為：經過技術改造后實際單條水泥生產線窯頭冷卻機中部廢氣余熱為：75000Nm3/h400℃，排煙溫度為150℃，104kJ/h的熱量。本項目實施后電站不應向電網(wǎng)返送電；余熱電站的建設及生產運行不影響水泥生產系統(tǒng)的生產運行；余熱電站的系統(tǒng)及設備應以成熟可靠、技術先進、節(jié)省投資提高效益為原則，并考慮目前國內余熱發(fā)電設備實際技術水平；回收煙氣通過熱管余熱鍋爐沉降下來的窯灰并用于水泥生產以達到資源綜合利用及環(huán)境保護的目的。裝機條件：裝機方案的確定除應滿足設計條件、上述前提條件及本項目所確定的原則外，還應考慮下述條件：單條2500t/d水泥生產線：—℃過熱蒸氣—℃過熱蒸汽；裝在窯頭冷卻機出口風管內的過熱器將23t/h—℃過熱蒸汽。汽輪機組：根據(jù)熱管余熱鍋爐所能產生的主汽品位，℃。兩臺熱管余熱鍋爐產主蒸汽量總共約223t/h。綜上所述，本項目確定裝機方案如下：+4臺熱管余熱鍋爐，其中二級過熱器換熱面裝在冷卻機出口風管內。根據(jù)上述裝機方案，為滿足生產運行需要并達到節(jié)能、回收余熱的目的，結合水泥生產工藝條件，熱力系統(tǒng)方案確定如下；在窯尾預熱器的廢氣出口管道上設置SP熱管余熱鍋爐，SP熱管余熱鍋爐內設置一級蒸汽過熱器受熱面、蒸發(fā)受熱面和省煤受熱面，產生的過熱蒸汽與窯頭AQC熱管余熱鍋爐的一級過熱段蒸汽混合，經過二級過熱器過熱后關入汽輪機作功。在窯頭冷卻機中部廢氣出口設置窯頭熱管余熱鍋爐。ACQ爐分三段設置，其中Ⅰ段為過熱段，Ⅱ段為蒸發(fā)段，Ⅲ段為省煤器段。在窯頭冷卻機出口風管內的中溫段設置二級過熱器，在二級過熱器的進口設置噴水減溫器，以恒定氣溫。AQC爐Ⅰ℃的過熱蒸汽，℃的過熱蒸汽混合，進入設在冷卻機出口風管內的2級過熱器，℃的過熱蒸汽，作為主蒸汽進入汽輪機做功，汽輪機做功后的乏汽通過冷凝器冷凝成水，凝結水經凝結水泵送入中間水箱，再經過給水泵為SP熱管余熱鍋爐省煤器段提供45℃給水，省煤器將給水加熱到105℃送入ACQ爐Ⅲ段產生的210℃熱水提供給ACQ爐Ⅱ段及SP鍋爐的蒸發(fā)段，形成完整的熱力循環(huán)系統(tǒng)。上述方案的配置，可以使電站運行方式靈活、可靠、很好地與水泥生產配合，并且最大限度的利用水泥生產廢氣余熱。上述方案的特點為：換熱設備中，受熱面設計為兩級。一級為固定受熱面，二級為可調受熱面，當熱負荷增加或減少時，可隨水泥生產過程參數(shù)波動而自動增減相應的受熱面。本系統(tǒng)設計可調指標為：177。20%，這樣就確保水泥生產在最佳參數(shù)下運行，同時也保證了余熱發(fā)電系統(tǒng)最大限度回收熱量。本系統(tǒng)余熱鍋爐及過熱器均采用熱管作為換熱元件，做到煙氣與換熱介質水和蒸汽完全隔離。即便熱管換熱端生產泄漏，換熱器中的水和蒸汽也不能進入煙氣系統(tǒng)，確保了水泥生產的安全運行。本系統(tǒng)余熱鍋爐及過熱器均采用熱管作為換熱元件，由于熱管換系數(shù)大，因此，熱管設備體積小、總量輕、站地面積小，便于熱管隨機靈活布置。熟料冷卻機熱管余熱鍋爐采用三段受熱面，最大限度地利用窯頭熟料冷卻機廢氣余熱。鍋爐排出的廢氣均回到原生產線廢氣處理系統(tǒng)，經收塵器及煙囪排放。窯尾預熱器熱管余熱鍋爐采用兩段受熱面，保證了電站運行安全并充分保證水泥生產線烘干用廢氣充分保證水泥生產線烘