【正文】 干法水泥生產(chǎn)發(fā)展迅速，技術(shù)、設(shè)備、管理等方面日漸成熟。而目前國(guó)內(nèi)運(yùn)行的新型干法水泥熟料生產(chǎn)線采用余熱發(fā)電技術(shù)來(lái)節(jié)能降耗的企業(yè)極少，再者，國(guó)內(nèi)由于經(jīng)濟(jì)潛力增長(zhǎng)加劇了電力短缺的矛盾，刺激了煤電項(xiàng)目的增長(zhǎng)，一方面煤電的發(fā)展會(huì)加速煤炭這種有限資源的開(kāi)采、消耗，另一方面煤電生產(chǎn)產(chǎn)生大量的 CO2 等溫室氣體，加劇了對(duì)大氣的環(huán)境污染。此外， 為了提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大產(chǎn)品的盈利空間，國(guó)內(nèi)的許多水泥 生產(chǎn)企業(yè)在建設(shè)熟料生產(chǎn)線的同時(shí)， 也紛紛 規(guī)劃實(shí)施 余熱發(fā)電項(xiàng)目。 項(xiàng)目的實(shí)施是行業(yè)可持續(xù)發(fā)展和國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的要求 從國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策來(lái)看，早在 1996 年國(guó)務(wù)院曾以國(guó)發(fā) [1996]36 號(hào)文批轉(zhuǎn)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委等部門(mén)《關(guān)于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)資源綜合利用意見(jiàn)》的通知，《意見(jiàn)》亞泰集團(tuán)哈爾濱水泥有限公司 5000t/d 《國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于組織申報(bào)節(jié)能、節(jié)水、資源綜合利用重大項(xiàng)目和示范項(xiàng)目以及現(xiàn)役火電廠脫硫設(shè)施設(shè)備備選項(xiàng)目的通知》 (發(fā)改辦環(huán)資［ 2021］ 906 號(hào) )，明確了重點(diǎn)支持鋼鐵、有色、石油石化、化工、建材等高耗能行業(yè)節(jié)能技術(shù)改造項(xiàng)目，水泥窯中低溫余熱利用位列其中。 項(xiàng)目的建設(shè)符合清潔發(fā)展機(jī)制 （ 1）符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策。而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，資源約束的矛盾日益凸顯。緩解我國(guó)能源資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾，必須立足國(guó)內(nèi)，顯著提高 能源資源利用效率。鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用節(jié)能降耗的新技術(shù)，對(duì)高能耗、高物耗設(shè)備和產(chǎn)品實(shí)行強(qiáng)制淘汰制度。抓好重點(diǎn)行業(yè)的節(jié)能節(jié)水節(jié)材工作。三要大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。 Ⅰ 熟料生產(chǎn)線配套 9100kW 余熱發(fā)電工程 可行性研究報(bào)告 8 生產(chǎn)消耗、廢棄物利用和社會(huì)消費(fèi)等環(huán)節(jié)，加快推進(jìn)資源綜合利用和循環(huán)利用。四要加強(qiáng)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)管理。完善資源開(kāi)發(fā)利用補(bǔ)償機(jī)制和生態(tài)環(huán)境恢 復(fù)補(bǔ)償機(jī)制?！? 2021 年 7 月，國(guó)家發(fā)改委與科技部為貫徹實(shí)施《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》，進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)能工作，引導(dǎo)節(jié)能技術(shù)進(jìn)步，共同組織起草了《中國(guó)節(jié)能技術(shù)政策大綱》（ 2021 年修訂稿）。 2021 年 4 月，國(guó)家發(fā)改委等八部門(mén)聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于加快水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的若干意見(jiàn)》的通知，《意見(jiàn)》提出了水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的指導(dǎo)思想和調(diào)整目標(biāo)，到 2021 年水泥預(yù)期產(chǎn)量 億噸， 其中：新型干法水泥比重提高到 70%，水泥散裝率達(dá)到 60％；累計(jì)淘汰落后生產(chǎn)能力 億噸。水泥產(chǎn)量前 10 位企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到 3000 萬(wàn)噸以上，生產(chǎn)集中度提高到 30%；前 50 位企業(yè)生產(chǎn)集中度提高到 50%以上。粉塵排放量大幅度減少，工業(yè)廢渣（含粉煤灰、高爐礦渣等）年利用量 億噸以上。采用純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，將排放的廢氣余熱回收并轉(zhuǎn)換為電能再用于水泥生產(chǎn)，將廢氣溫度大幅降低后排入大氣，這對(duì)降低水泥生產(chǎn)的綜合能耗、減排CO削減熱污染將是非常有效途徑。 Ⅰ 熟料生產(chǎn)線配套 9100kW 余熱發(fā)電工程 可行性研究報(bào)告 9 綜上所述，以水泥生產(chǎn)線窯頭、窯尾廢氣余熱建設(shè)純低溫余熱發(fā)電項(xiàng)目，符合當(dāng)前的國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策。 清潔發(fā)展機(jī)制是《京都議定書(shū)》第十二條確定的一個(gè)基于市場(chǎng)的靈活機(jī)制，其核心內(nèi)容是允許附件一締約方 (即發(fā)達(dá)國(guó)家 )與非附件一國(guó)家 (即發(fā)展中國(guó)家 )合作，在發(fā)展中國(guó)家實(shí)施溫室氣體減排項(xiàng)目。通過(guò)參與清潔發(fā)展機(jī)制項(xiàng)目，發(fā)達(dá)國(guó)家的政府可以獲得項(xiàng)目產(chǎn)生的全部或者部分經(jīng)核證的減排量，并用于履行其在《京都議定書(shū)》下的溫室氣體減限排義務(wù)。由于獲得 CERs 的成本遠(yuǎn)低于其采取國(guó)內(nèi)減排行動(dòng)的成本，發(fā)達(dá)國(guó)家政府和企業(yè)通過(guò)參加清潔發(fā)展機(jī)制項(xiàng)目可以大幅度降低 其實(shí)現(xiàn)減排義務(wù)的經(jīng)濟(jì)成本。因此，清潔發(fā)展機(jī)制是一種“雙贏”的機(jī)制。 2021 年 10 月 12 日國(guó)家發(fā)展改革委、科技部、外交部、財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布《清潔發(fā)展機(jī)制項(xiàng)目運(yùn)行管理辦法》，《辦法》自 2021 年 10 月 12 日起施行。 Ⅰ 熟料生產(chǎn)線配套 9100kW 余熱發(fā)電工程 可行性研究報(bào)告 10 讓溫室氣體減排量所獲得的收益歸中國(guó)政府和實(shí)施項(xiàng)目的企業(yè)所有?，F(xiàn)實(shí)施 CDM 項(xiàng)目的各方面條件已經(jīng)成熟。為推動(dòng)水泥行業(yè) CDM 項(xiàng)目的有效實(shí)施。規(guī)劃實(shí)施低溫余熱發(fā)電項(xiàng)目的水泥企業(yè)，應(yīng)積極進(jìn)入“清潔發(fā)展機(jī)制項(xiàng)目”。自 2021 年以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，使我國(guó)成為溫室氣體減排潛力最大的發(fā)展中國(guó)家之一。我國(guó)應(yīng)該抓住這個(gè) CDM 的機(jī)遇，充分利用好，使其成為我國(guó)吸引技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)更合理的外商直接投資的新渠道，在實(shí)現(xiàn)我國(guó)溫室氣體的大幅度減排過(guò)程中，促進(jìn)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展。 2021 年 10 月經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，新一屆國(guó)家氣候變化對(duì)策協(xié)調(diào)小組正式成立。 關(guān)于把握 CDM 的時(shí)機(jī)，我們必須意識(shí)到， 2021 年以后我國(guó)很可能也要承擔(dān)一定的溫室氣體減排義務(wù)。另外隨著其他發(fā)展中國(guó)家以及我國(guó)許多企業(yè)逐漸熟悉亞泰集團(tuán)哈爾濱水泥有限公司 5000t/d從賣(mài)方市場(chǎng)轉(zhuǎn)變成買(mǎi)方市場(chǎng)。所以說(shuō) CDM 項(xiàng)目或碳交易的收益是有一定時(shí)期局限的，對(duì)我國(guó)則更是這樣，一定要盡早抓住這個(gè)機(jī)遇。預(yù)計(jì)“十一五”期間，到 2021 年水泥總產(chǎn)量約為 13 億噸，我國(guó)水泥工業(yè)的結(jié)構(gòu)將趨于可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。隨著我國(guó)大量新建 PC 窯的陸續(xù)投產(chǎn)，新型干法水泥生產(chǎn)線純低溫余熱發(fā)電 CDM 項(xiàng)目的范圍明確，技術(shù)成熟，建設(shè)期短，項(xiàng)目概念文件編制較簡(jiǎn)單，基準(zhǔn)線研究和減排量預(yù)測(cè)交易，監(jiān)測(cè)計(jì)量核實(shí)準(zhǔn)確，項(xiàng)目談判容易達(dá)成協(xié)議，因而項(xiàng)目可以較快獲得審定批準(zhǔn)，正式啟動(dòng)快，實(shí)際收益回收也較快；這對(duì)交易雙方，中介機(jī)構(gòu)以及 CDM 執(zhí)行理事會(huì)等各方面都非常有利。粗略估算，到 2021 年我國(guó)水泥工業(yè)有一半的 2021t/d 以上的 PC 窯采用純低溫余熱發(fā)電的話，則屆時(shí)可供 CDM 國(guó)際銷(xiāo)售的 CO2減排額度將達(dá)每年 1000 萬(wàn)噸之多。 （ 3）符合行業(yè)發(fā)展需求。 Ⅰ 熟料生產(chǎn)線配套 9100kW 余熱發(fā)電工程 可行性研究報(bào)告 12 套建設(shè)并已投入運(yùn)行的純低溫余熱電站 25 座左右，預(yù)計(jì)到 2021 年底還將有20～ 25 座純低溫余熱電站投入運(yùn) 行。 （ 4）項(xiàng)目技術(shù)支持條件。 我國(guó)水泥窯余熱發(fā)電大致經(jīng)歷了中空窯高溫余熱發(fā)電、預(yù)熱器及預(yù)分解窯帶補(bǔ)燃爐中低溫余熱發(fā)電、預(yù)熱器及預(yù)分解窯純低溫余熱發(fā)電三個(gè)發(fā)展階段。20 世紀(jì) 50～ 70 年代由于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)水泥需求量的增加和電力供應(yīng)緊張，為我國(guó)水泥窯余熱發(fā)電的發(fā)展創(chuàng)造了條件，使我國(guó)水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)經(jīng)歷了第一個(gè)發(fā)展時(shí)期， 70 年代末 80 年代初完成了對(duì)日偽時(shí)期建設(shè)的余熱發(fā)電窯的技術(shù)改造，并新建了若干條余熱發(fā)電窯。 第二階段： 20 世紀(jì) 90 年代，我國(guó)水泥工業(yè)以發(fā)展新型干法工藝為主，隨著新型干法水泥熟料煅燒技術(shù)的發(fā)展，水泥生產(chǎn)過(guò)程中的廢氣余熱溫度已亞泰集團(tuán)哈爾濱水泥有限公司 5000t/d該階段余熱發(fā)電的主要技術(shù)特征是利用 150℃至 450℃的廢氣余熱建設(shè)帶補(bǔ)燃鍋爐的中低溫余熱發(fā)電技術(shù)，同時(shí)將以煤粉為燃料的補(bǔ)燃鍋爐升級(jí)為以煤矸 石等 劣質(zhì) 燃料 為燃 料的 流化 床補(bǔ) 燃鍋 爐， 燃用 發(fā)熱 量小 于3000kcal/kg 以下的劣質(zhì)煤（煤矸石） 進(jìn)行發(fā)電或熱電聯(lián)供，流化床補(bǔ)燃鍋爐所產(chǎn)生灰渣全部回用于水泥生產(chǎn)，使我國(guó)水泥窯余熱利用上了一個(gè)新水平。該技術(shù)從上世紀(jì) 60 年代末開(kāi)始研制， 70 年代中期進(jìn)入實(shí)用階段， 80 年代初期達(dá)到高潮，尤其是日本 應(yīng)用最為廣泛。 ② 我國(guó)水泥工業(yè)純低溫余熱發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀。 Ⅰ 熟料生產(chǎn)線配套 9100kW 余熱發(fā)電工程 可行性研究報(bào)告 14 ● 廢氣余熱的品位比較低，廢氣溫度一般在 200～ 350℃； ● 廢氣余熱源在一個(gè)以上； ● 余熱發(fā)電配置的熱力系統(tǒng)較為復(fù)雜； ● 蒸汽參數(shù)較低，對(duì)發(fā)電設(shè)備要求較高； ● 單位發(fā)電設(shè)備體積和重量相對(duì)較大。近年來(lái)，原來(lái)受行業(yè)分割的中國(guó)國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)科研設(shè)計(jì)公司、發(fā)電設(shè)備制造公司、電力行業(yè)科研設(shè)計(jì)公司等通過(guò)聯(lián)合研究 攻關(guān)，成功開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用了國(guó)內(nèi)低參數(shù)、單壓或補(bǔ)汽式汽輪機(jī)，解決了中、低品位的混壓進(jìn)汽問(wèn)題，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)汽輪機(jī)制造業(yè)的空白，技術(shù)上與進(jìn)口的混壓進(jìn)汽式汽輪機(jī)相當(dāng)；同時(shí)適合低溫、含塵特點(diǎn)的余熱鍋爐也成功開(kāi)發(fā)、制造和應(yīng)用，為純低溫余熱發(fā)電在我國(guó)水泥工業(yè)的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 （四）項(xiàng)目設(shè)置 本項(xiàng)目為亞泰集團(tuán)哈爾濱水泥有限公司 5000t/d 熟料生產(chǎn)線（一期）配套余熱發(fā)電工程，遵循以熱定電，節(jié)約能源，改善環(huán)境的技術(shù)原則，根據(jù)核亞泰集團(tuán)哈爾濱水泥有限公司 5000t/d項(xiàng)目通過(guò)高效余熱鍋爐將廢氣中熱能轉(zhuǎn)化為高溫過(guò)熱蒸汽，推動(dòng)蒸汽發(fā)電機(jī)組發(fā)電，發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量為 9100kW；設(shè)計(jì)年均發(fā)電功率 9100kW，發(fā)電站出力并入工廠總降 6300V 側(cè)，直接用于5000t/d 熟料生產(chǎn)線各用電負(fù)荷。 （五）主要建設(shè)條件 廠址 位于哈爾濱市阿城區(qū)松峰山鎮(zhèn)新明 礦 ，亞泰集團(tuán)哈爾濱水泥有限公司一期 5000t/d 熟料生產(chǎn)線制造分廠內(nèi)。 自然條件 主要?dú)庀筚Y料 見(jiàn)表 9521。 Ⅰ 熟料生產(chǎn)線配套 9100kW 余熱發(fā)電工程 可行性研究報(bào)告 16 地質(zhì)條件 根據(jù)水泥工廠地質(zhì)勘探報(bào)告對(duì)建設(shè)場(chǎng)區(qū)地基（巖）構(gòu)成的分析來(lái)確定地質(zhì)條件是否滿足建設(shè)余熱發(fā)電站的要求。根據(jù)《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖》，該地區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度。 藥品用途及用量見(jiàn)表 9541。 H2O 鍋爐給水消耗 90（ g/h） 3 C4H9NO 凝結(jié)水消耗 （ g/h） 4 HEDP 冷卻水防腐及防結(jié)垢 43（ kg/d） 5 ClO2 冷卻水粘性控制 18（ kg/d） 6 35%HCl 純水裝置消耗 38（ kg/d） 7 48%NaOH 純水裝置消耗 35（ kg/d） 水源條件 發(fā)電項(xiàng)目的工業(yè)水系統(tǒng)接自生產(chǎn)線的自來(lái)水管網(wǎng)。 化學(xué)水處理裝置需要根據(jù)工廠生產(chǎn)用水的水質(zhì)條件來(lái)選型，汽機(jī)廠房生亞泰集團(tuán)哈爾濱水泥有限公司 5000t/d 電源條件 6kV 高壓廠用配電裝置采用單母線接線方式，發(fā)電機(jī)接至 6kV 母線。 電站設(shè) 6kV 聯(lián)絡(luò)線兩條，機(jī)組啟動(dòng)時(shí)作為啟動(dòng)電源，并網(wǎng)后由該線路送入接入系統(tǒng)的 6kV 母線。 本工程設(shè)計(jì)指標(biāo)如下： 發(fā)電 機(jī) 裝機(jī)： 9100 kW 發(fā)電功率： 9100 kW 年向水泥廠供電： 6431104kWh 根據(jù)國(guó)家發(fā)改委《節(jié)能技術(shù)改造項(xiàng)目節(jié)能 量確定原則和方法》對(duì)節(jié)能量進(jìn)行測(cè)算，按哈爾濱當(dāng)?shù)孛慷入姌?biāo)煤消耗 396g/kWh、 年向水泥廠供電6431104kWh 來(lái)計(jì)算，年節(jié)約標(biāo)煤 25466 噸。 Ⅰ 熟料生產(chǎn)線配套 9100kW 余熱發(fā)電工程 可行性研究報(bào)告 18 排放的廢水進(jìn)行處理后，回用于生產(chǎn)線，做到水資源的綜合利用；設(shè)備冷卻水循環(huán)使用，間接循環(huán)利用率 97%；水源補(bǔ)水管道、循環(huán)水泵站出水總管、各設(shè)備進(jìn)口、各用水總 管均設(shè)有計(jì)量與調(diào)節(jié)裝置，加強(qiáng)用水管理。公路運(yùn)輸極為方便，礦區(qū)資源豐富。 電站建設(shè)場(chǎng)地坐落在 5000t/d 級(jí) 水泥生產(chǎn)線 旁 廠區(qū)范圍內(nèi) ，完全利用車(chē)間內(nèi)空地，不需新征建設(shè)用地，具體 詳見(jiàn)附圖《 總平面布置圖》。 亞泰集團(tuán)哈爾濱水泥有限公司 5000t/d 1) 鍋爐布置本 著對(duì)原系統(tǒng)影響最少、工藝管道連接順暢，運(yùn)行阻力小，鍋爐布置不占用維修空間的原則，對(duì)所有 PH、 AQC 鍋爐布置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，窯尾 PH 鍋爐在窯尾預(yù)熱器旁布置。 2) 汽輪機(jī)廠房及水處理系統(tǒng)布置 按熱力管道布置合理、水電連接便捷經(jīng)濟(jì)，兼顧總體布置的原則，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，將汽輪機(jī)廠房及冷卻塔布置在新建生產(chǎn)線的旁側(cè)，冷卻塔布置于靠汽機(jī)廠房旁側(cè) （詳見(jiàn)總平面圖） 。 余熱發(fā)電工藝 （ 1）項(xiàng)目范圍 1）熱力系統(tǒng) 內(nèi)容包括： AQC 爐、 PH 鍋爐、汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)房、熱力管線等。 3）發(fā)電控制系統(tǒng) 內(nèi)容包括： AQC 爐 、 PH 鍋爐、汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)、水處理系統(tǒng)。 Ⅰ 熟料生產(chǎn)線配套 9100kW 余熱發(fā)電工程 可行性研究報(bào)告 20 5）電氣及照明 6）熟料生產(chǎn)線改造 內(nèi)容包括：篦冷機(jī)改造及廢氣管道、預(yù)熱器改造及廢氣管道。廢氣余熱資源表 見(jiàn)表 9621。改造措施是在冷卻機(jī)中部新亞泰集團(tuán)哈爾濱水泥有限公司 5000t/d AQC 鍋爐出口約 86℃ 的廢氣經(jīng)窯頭電收塵處理后，由窯頭排風(fēng)機(jī)排入大氣。 （ 4） PH 鍋爐 余 熱資源 為了充分利用窯尾廢熱資源 、不更多地增加系統(tǒng)阻力，使窯尾風(fēng)機(jī)的負(fù)荷增加在能力范圍內(nèi)，并且保證窯尾電收塵的收塵效果。在 PH 鍋爐入口、旁路管道上采用電動(dòng)擋板控制調(diào)節(jié)風(fēng)量。 （ 5）余熱發(fā)電 工藝流程 本項(xiàng)目生產(chǎn)工藝是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程 。主要生產(chǎn)工藝流程如下圖： 亞泰集團(tuán)哈爾濱水