【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 個(gè)熱力系統(tǒng)不燃燒任何一次能源，在回收大量對(duì)空排放造成環(huán)境熱污染的廢氣余熱的同時(shí)，所建余熱發(fā)電工程不對(duì)環(huán)境造成任何污染，這對(duì)于減少二氧化碳的排放量，減少溫室效應(yīng)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境起著積極的作用。根據(jù)目前我國(guó)新型干法水泥生產(chǎn)線的藝流程和廢氣參數(shù)，利用純低溫余熱發(fā)電工程的實(shí)施，還可有效地降低企業(yè)的水泥生產(chǎn)成本、提高企業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)產(chǎn)生良好的效益。目前，我國(guó)電力供應(yīng)相對(duì)緊張，有關(guān)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，電力緊張局面至少要 3~4 年才 可緩解。因此，國(guó)家鼓勵(lì)利用工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的余熱、余壓建設(shè)余熱發(fā)電項(xiàng)目，以緩解電力供應(yīng)緊張的局面，減少企業(yè)的進(jìn)一步損失。水泥窯純低溫余熱發(fā)電項(xiàng)目由于能將廢氣中的熱能轉(zhuǎn)化為電能，可有效的減少水泥生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗，具有顯著的節(jié)能效果。同時(shí)，廢氣通過(guò)熱管余熱鍋 爐降低了排放的溫度，還可有效的減輕水泥生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的熱污染，具有顯著的環(huán)保效果。因此，這種具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效電量益的項(xiàng)目，必須具有很好的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景 2． 3 項(xiàng)目建設(shè)的意義 隨著新型干法水泥熟料生產(chǎn)工藝技術(shù)水平的不斷提高，我國(guó)水泥工業(yè)節(jié)能技術(shù) 水平有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，高溫余熱已在水泥生產(chǎn)過(guò)程中被回收利用，水泥熟料熱耗已由 46006700kJ/kg 下降至 29003200kJ/kg。但過(guò)去由于受水泥熟料生產(chǎn)技術(shù)及國(guó)內(nèi)節(jié)能技術(shù)裝備研發(fā)水平的限制，大量的中、低溫余熱未能被充分利用，所造成的能源浪費(fèi)很大。水泥生產(chǎn)過(guò)程中由窯頭熟料冷卻機(jī)和窯尾預(yù)熱器排放的 350℃以下廢氣，其熱量約占水泥熟料燒成系統(tǒng)總耗熱量的 30%以上。而利用日益成熟的余熱利用技術(shù)，大量回收和充分利用中、低余熱，用以發(fā)電、制冷、采暖或熱電聯(lián)供，已經(jīng)成為目前國(guó)內(nèi)水泥工業(yè)節(jié)能降耗子的有效途徑之一。 國(guó)外對(duì)于純中，低溫余熱發(fā)電技術(shù)從六十年代末期即開(kāi)始研制，七十年代中期進(jìn)入實(shí)用階段，到八十年代初期此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到高潮，漸趨普及。日本對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)較早，也較為成熟。上世紀(jì)九十年代中期，經(jīng)原國(guó)家計(jì)委和國(guó)家建材局與日本有關(guān)方面協(xié)商，由日本新能源產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社提供了一套 6480 千瓦的純低溫余熱電站設(shè)備，應(yīng)用于安微寧國(guó)水泥廠 4000t/d 生產(chǎn)線，于 1998 年投入運(yùn)行至今，噸熟料發(fā)電量超設(shè)計(jì)水泥平。 2021 年，又在廣西魚(yú)峰集團(tuán)柳州水泥廠 3200t/d 生產(chǎn)線上建成了裝機(jī)容量為 5700 千瓦的低溫電站，近兩年來(lái)，平 均發(fā)電功率為 5910 千瓦，噸熟料發(fā)電量達(dá)到 度。 我國(guó)水泥余熱發(fā)電技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究始于“八五”期間，多年來(lái)，經(jīng)研究設(shè)計(jì)、設(shè)備制造及水泥生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)手合作，堅(jiān)持不懈的努力，產(chǎn)學(xué) 研相結(jié)合，在政府部門(mén)的大力支持下，目前已在不同規(guī)模的新型干法生產(chǎn)線上，利用國(guó)產(chǎn)設(shè)備建設(shè)了多種低溫余熱發(fā)電裝置，但應(yīng)用尚不普遍。截止目前，我國(guó)有 49 條采用余熱發(fā)電技術(shù)的新型干法生產(chǎn)線投入運(yùn)營(yíng)，不足我國(guó)現(xiàn)有新型干法水泥生產(chǎn)線的 10%，其中 32 條為補(bǔ)燃型， 17 條為純低溫型（有 4 條是采用引進(jìn)的技術(shù)和裝備）。預(yù)計(jì)到今年底，還有約 25條純低溫余熱 發(fā)電站投入運(yùn)營(yíng)。 國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)發(fā)布的《節(jié)能中長(zhǎng)期專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》明確提出：水泥行業(yè)發(fā)展新型干法窯外分解技術(shù)，提高新型干法水泥熟料比重，積極推廣節(jié)能粉磨設(shè)備和水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有大中型回轉(zhuǎn)窯、磨機(jī)、烘干機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造。作為十大節(jié)能工程之一，余熱余壓利用工程則明確要求在日產(chǎn) 2021 噸以上水泥生產(chǎn)線中每年建設(shè)低溫余熱發(fā)電裝置 30 套。在近期印發(fā)的《關(guān)于加快水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的若干意見(jiàn)》中，要求到 2021年，新型干法水泥采用余熱發(fā)電的生產(chǎn)線達(dá) 40%。鑒于在水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)中，純低溫余熱發(fā)電技術(shù)具有更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效 益，目前國(guó)家將重點(diǎn)支持該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用。 2． 4 水泥余熱發(fā)電項(xiàng)目良好的市場(chǎng)前景 作為世界水泥消費(fèi)和生產(chǎn)大國(guó)，十五期間，我國(guó)水泥工業(yè)取得了長(zhǎng)足發(fā)展。 2021 年水泥產(chǎn)量達(dá)到 億噸，五年平均增速為 12%。這期間，我國(guó)水泥工業(yè)掀起了新型干法水泥生產(chǎn)線建設(shè)高潮。目前，新干法水泥生產(chǎn)能力占我國(guó)全部水泥生產(chǎn)能力的比重已提高到了 40%。截至 2021年末，全國(guó)日產(chǎn) 700 噸以上的新型干法水泥生產(chǎn)線共有 622 條，其中日產(chǎn) 1000 噸以上的人 580 條。不過(guò)，我國(guó)水泥工業(yè)的快速發(fā)展也給水泥企業(yè)帶來(lái)了前所未有的壓力。由于我國(guó)水 泥工業(yè)存在著總量潛在過(guò)剩、結(jié)構(gòu)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(chǎn)業(yè)集中度低；落后生產(chǎn)能力比重大；技術(shù)法規(guī)不夠完善等諸多問(wèn)題和矛盾。 2021 年開(kāi)始，我國(guó)水泥技術(shù)企業(yè)利潤(rùn)開(kāi)始急劇下滑。在這種情況下，為了降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力，水泥余熱電站建設(shè)開(kāi)始浮出水面。 對(duì)于目前出現(xiàn)的水泥余熱電站建設(shè)井噴形勢(shì)，原因有三：其一，十五期間，我國(guó)新型干水泥生產(chǎn)能力達(dá)到水泥總生產(chǎn)能力的 40%，上水泥余熱發(fā)電生產(chǎn)線有了基礎(chǔ)；其二，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電力、煤炭出現(xiàn)緊張，價(jià)格也持繼上漲，對(duì)水泥企業(yè)的影響 很大，因?yàn)殡妰r(jià)、煤價(jià)要占到水泥生產(chǎn)成本的 60%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)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(chǎn)成本；其三，十五期末，國(guó)家號(hào)召節(jié)能，發(fā)布的《節(jié)能中長(zhǎng)期專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》中明確提出，要積極推廣水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)，并要求在日產(chǎn) 2021 噸以上水泥生產(chǎn)線中每年建設(shè)低溫余熱發(fā)電裝置 30 套，這為水泥余熱電站的建設(shè)提供了政策支持。 到 2021 年，如果 40％的新干法生產(chǎn)線采用余熱發(fā)電技術(shù)，可以預(yù)期，新型干法水泥余熱年發(fā)電量可達(dá) 84 億度。按電站自用電率 8％計(jì)算，年供電量約為 77 億度。如按供電煤耗每度 380 克標(biāo)煤計(jì)算，相當(dāng)于年節(jié)約300 萬(wàn)噸標(biāo)煤、減少粉塵排放約 4 萬(wàn)噸、減少ＣＯ 2排放約 660 萬(wàn)噸、減少ＳＯ 2排放約 6 萬(wàn)噸、減少ＮＯ Ｘ 排放約 萬(wàn)噸，可使噸水泥熟料成本降低約 10－ 15 元。 可以看出，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(gòu)電量，又可以降低水泥制造成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，是世界水泥工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。我國(guó)作為世界最大的水泥生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，也是能源緊缺國(guó)家，充分利用水泥窯余熱發(fā)電勢(shì)在必行。以后我國(guó)新建新型干法水泥生產(chǎn)線都應(yīng)考慮采用純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，并納 入設(shè)計(jì)規(guī)范，作為新型干 法水泥工廠建設(shè)的不可或缺的工程內(nèi)容。因此，中國(guó)有多少條水泥生產(chǎn)線，水泥余熱發(fā)電市場(chǎng)就有多大。 我國(guó)水泥余熱發(fā)電經(jīng)歷了高溫余熱發(fā)電、帶補(bǔ)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(gè)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(diǎn)鼓勵(lì)的對(duì)象。 水泥余熱發(fā)電已錄入ＣＤＭ項(xiàng)目 中國(guó)清潔發(fā)展機(jī)制（ＣＤＭ）能力建設(shè)項(xiàng)目是由國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)負(fù)責(zé)實(shí)施，由聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署（ＵＮＤＰ），聯(lián)合國(guó)基金（ＵＮＦ）、挪威政府和意大利政府資助的項(xiàng)目，是《京都議定書(shū)》所規(guī)定的附件Ⅰ締約方 在境外實(shí)現(xiàn)部分減排承諾的一種履約機(jī)制。其目的是協(xié)助末列入附件Ⅰ的締約方實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展以及《氣候變化框架公約》的最終目標(biāo)，并協(xié)助附件Ⅰ所列入締約方遵守《京都議定書(shū)》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(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家進(jìn)行基于投資項(xiàng)目的“經(jīng)證明的減排量（ＣＥＲ）”的轉(zhuǎn)讓與獲得。我國(guó)政府對(duì)在提高能效和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)領(lǐng)域發(fā)展ＣＤＭ項(xiàng)目方面持積極態(tài)度，而對(duì)我國(guó)企業(yè)來(lái)講，對(duì)ＣＤＭ的希望一是獲得正常商業(yè)渠道無(wú)法獲得的技術(shù)，二是增加其獲得國(guó)際融資的可能性。 水泥余熱發(fā)電ＣＤＭ項(xiàng)目一是有利于降低水泥生產(chǎn) 成本，減緩企業(yè)電源容量不足；二是有利于環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用；三是有利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略。余熱發(fā)電不產(chǎn)生任何污染，相當(dāng)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(shù)指標(biāo)共 27 項(xiàng)，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(biāo)預(yù)計(jì)均達(dá)到ＣＤＭ的標(biāo)準(zhǔn)要求。 第三章 廠址條件 地理位置 云南遠(yuǎn)東水泥有限責(zé)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(guó)道主干線邊沿，鐵路、公路運(yùn)輸十分方便。 擬建余熱電站具體位置祥見(jiàn)附圖ＳＷ 01－“總平面布置圖”。 自然條件 氣象條件 當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料： 年平均溫度： ℃ 最高極限溫度： ℃ 最低極限溫度： ℃ 最熱月最低濕度溫度： 59％℃ 年平均≤ 5℃的天數(shù)： 180d 年平均濕度： 72％ 年最大濕度： 87％ 年平均降水量： 101 ㎜ 年最大降水量： 204 ㎜ 年平均蒸發(fā)量： ㎜ 年最大蒸發(fā)量： ㎜ 年連續(xù)降雨天數(shù)： d 年平均風(fēng)速： 年最大風(fēng)速： 當(dāng)?shù)睾０胃叨龋? 2089m 年平均大氣壓力： 81kPa 冬季平均大氣壓力： 81kPa 夏季平均大氣壓力： 80kPa 地震強(qiáng)度 云南遠(yuǎn)東水泥有限責(zé)任公司 5000t/d 水泥新型干法線所在地區(qū)無(wú)地質(zhì)斷層通過(guò)，無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象，揚(yáng)地處于區(qū)域相對(duì)穩(wěn)定地段，場(chǎng)地穩(wěn)定．根據(jù)中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖，擬建場(chǎng)地地震烈度為Ⅶ度，因此廠區(qū)建（構(gòu)）筑物按Ⅶ度抗震設(shè)防。 工程地質(zhì)條件 擬建場(chǎng)地位于陸良盆地以南，地勢(shì)超伏較大，經(jīng)人工平整后，平坦，場(chǎng)地屬丘陵地帶的緩坡地貌單元，廠區(qū)內(nèi)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(pán)江從區(qū)內(nèi)穿過(guò)，形成侵蝕河谷，切割深度 20－ 30 米。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，走向ＮＥ 25－ 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。 化學(xué)藥品等輔料的供應(yīng) 電站主要消耗藥品有磷酸三鈉，堿式氯化鋁等，均由當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)采購(gòu)，汽車(chē)運(yùn)輸。 水源要求 供水工程用水源為南盤(pán)江水和地下水，水量豐富，供水可靠，在南盤(pán) 江邊設(shè)取水泵站，原水經(jīng)輸水管路供至廠區(qū)沉淀池處理后供生產(chǎn)線和電站使用。 公司現(xiàn)取水能力為 11016m3/d，本工程新增用水量為 （ ），建議遠(yuǎn)東水泥有限責(zé)任公司在滿足 5000t/d 生產(chǎn)線用水需求的同時(shí)，再增加 2500m3/d 的水量，以滿足電站用水的需求． 電源情況 公司現(xiàn)有 5000t/d 熟料生產(chǎn)線。廠區(qū)內(nèi)建 35kv 總降壓變電站，內(nèi)設(shè)35/， 12500kvＡ主變壓器一臺(tái)．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(shè)備均正常建設(shè)安裝 。 場(chǎng)址選擇的原則 節(jié)約用地、少占耕地：建設(shè)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(huì)影響積極，少拆遷移民：建設(shè)選址應(yīng)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(shè)備合理布置和安全運(yùn)行：場(chǎng)址的選擇應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝要求，布局要緊湊合理，有利于安全生產(chǎn)運(yùn)行。 保護(hù)環(huán)境和生態(tài)：遠(yuǎn)離保護(hù)風(fēng)景區(qū)和文物古跡。 交通運(yùn)輸要便利：有利于原材料、輔助物料的運(yùn)關(guān)。 項(xiàng)目廠址選擇 根據(jù)項(xiàng)目業(yè)主單位的兩條日產(chǎn) 2500 噸水泥主生產(chǎn)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(shè)備。 第四章 項(xiàng)目建設(shè)方案 項(xiàng)目建設(shè)的總體要求 項(xiàng)目建設(shè)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家基本建設(shè)有關(guān)的法律法規(guī)、建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)有關(guān)的法律法規(guī)、各級(jí)政府有關(guān)建筑管理法規(guī)條例以及安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗等管理辦法，確保項(xiàng)目建設(shè)的合法性。 根據(jù)云南遠(yuǎn)東水泥有限責(zé)任公司實(shí)際，結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，積極采用成熟、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、適用的新技術(shù)、新材料、新設(shè)備，體現(xiàn)項(xiàng)目的技術(shù)水平。 以持繼發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展為指針，在滿足使用功能的同時(shí)做到安全、衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)、適用，與工廠相協(xié)調(diào)。 主要建設(shè)指導(dǎo)原則 總體設(shè)計(jì)原則 保證生產(chǎn)主業(yè)原則：水泥生產(chǎn)企業(yè)中水泥的生產(chǎn)是主業(yè)而余熱電站是副業(yè)，因此余熱電站技術(shù)方案的確定應(yīng)以不影響水泥生產(chǎn)為原則。 安全、可靠、穩(wěn)定原則：余熱電站的各系統(tǒng)技術(shù)方案應(yīng)把運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定放在第一位，其次再兼顧考慮技術(shù)、技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性。 優(yōu)先滿足生產(chǎn)用熱需求原則：首先滿足水泥生產(chǎn)過(guò)程中用熱要求及原料、燃料烘干對(duì)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(zhuǎn)化為電能來(lái)確定電站方案。通過(guò)最大限度地追求節(jié)能、降耗達(dá)到降低水泥生產(chǎn)成本、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。 遵 循國(guó)家及行業(yè)強(qiáng)制性有關(guān)規(guī)范、規(guī)程、規(guī)定。 選用設(shè)備采用國(guó)內(nèi)可靠成熟的設(shè)備。 發(fā)電機(jī)組年運(yùn)行小時(shí)按 7200h 計(jì)。 各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)原則 建設(shè)規(guī)模、方案選定：本期項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)兩座完全相同的余熱電站，單一電站裝機(jī)規(guī)模為 23t/h 熱管余熱鍋爐和 。各工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇及各種設(shè)施均不考慮再擴(kuò)建的因素。 汽輪發(fā)電機(jī)組：?jiǎn)我浑娬酒啓C(jī)型號(hào)為：Ｎ － ；發(fā)電機(jī)型號(hào)為：ＱＦ－ － 2。在確保安全的前題下，有關(guān)系統(tǒng)應(yīng)力求經(jīng)濟(jì)、可靠和運(yùn)行操作簡(jiǎn)便。 供水：水源來(lái)源于云南遠(yuǎn)東水泥有限責(zé)任 公司現(xiàn)有地下井水，經(jīng)水處理系統(tǒng)處理后，循環(huán)使用。 自動(dòng)化：采用機(jī)、爐、電集中控制方式，采用西門(mén)子 PCS7 過(guò)程控制系統(tǒng)及常規(guī)操作設(shè)備，對(duì)汽機(jī)及鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視及控制，保護(hù)采用美國(guó) SEL 微機(jī)保護(hù)產(chǎn)品。 總平面布置：發(fā)電機(jī)組及循環(huán)冷卻水系統(tǒng)布置在窯頭