水泥余热利用.ppt

1、,水泥余热利用 基础知识,1.我国水泥余热电站建设市场空间分析,国家八部委近期联合印发关于加快水泥工业结构调整的若干意见中要求，到2010年，我国新型干法水泥采用余热发电的生产线要达到干法水泥生产线的40%。不过，照目前企业一窝蜂地上余热发电生产线的速度来看，到2010年肯定会突破这个数字。天津水泥工业设计研究院余热发电室副主任葛立武对水泥余热发电的发展前景充满信心。,1.建设井喷 作为世界水泥消费和生产大国，十五期间，我国水泥工业取得了长足发展。2005年水泥产量达到 10.64亿吨，五年平均增速为12%。这期间，我国水泥工业掀起了新型干法水泥生产线建设高潮。目前，新型干法水泥生产能力占我国

2、全部水泥生产能力的比重已提高到了40%。葛立武告诉记者，截至2005年末，全国日产700吨以上的新型干法水泥生产线共有622条，其中日产1000吨以上的有580条。,不过，我国水泥工业的快速发展也给水泥企业带来了前所未有的压力。由于我国水泥工业存在着总量潜在过剩、结构不合理；资源、能源消耗大，综合利用水平不高；企业数量多、规模小，产业集中度低；落后生产能力比重大；技术法规不够完善等诸多问题和矛盾。2003年开始，我国水泥企业利润开始急剧下滑。葛立武告诉记者，在这种情况下，为了降低生产成本，提高产品竞争能力，水泥余热电站建设开始浮出水面。,对于目前出现的水泥余热电站建设井喷形势，中国水泥协会秘书

3、长孔祥忠告诉记者原因有三：其一，十五期间，我国新型干法水泥生产能力达到了水泥总生产能力的40%，上水泥余热发电生产线有了基础；其二，随着经济发展，电力、煤炭出现紧张，价格也持续上涨，对水泥企业的影响很大，因为电价、煤价要占到水泥生产成本的60%以上，远远超过了其原材料的成本，从节电、节煤角度考虑，企业需要利用余热，降低生产成本；其三，十五期末，国家号召节能，发布的节能中长期专项规划中明确提出，要积极推广水泥窑余热发电技术，并要求在日产2000吨以上水泥生产线中每年建设低温余热发电装置30套，这为水泥余热电站的建设提供了政策支持。,2.空间巨大 国外对于纯中低温余热发电技术从60年代末期即开始研

4、制，70年代中期进入实用阶段，到80年代初期此项技术的应用达到了高潮，渐趋普及。日本对此项技术的研究开发较早，也较为成熟。上世纪90年代中期，经原国家计委和国家建材局与日本有关方面协商，由日本新能源产业株式会社提供了一套6480千瓦的纯低温余热电站设备，应用于安徽宁国水泥厂4000t/d生产线，于1998年投入运行至今，吨熟料发电量超设计水平。2003年，又在广西鱼峰集团柳州水泥厂3200t/d生产线上建成了装机容量为5700千瓦的低温电站，近两年来，平均发电功率为5910千瓦，吨熟料发电量达到35.6度。,我国水泥余热发电技术的开发研究始于八五期间，多年来，经研究设计、设备制造及水泥生产企业

5、联手合作，坚持不懈的努力，产学研相结合，在政府部门的大力支持下，目前已在不同规模的新型干法生产线上，利用国产设备建设了多种低温余热发电装置，但应用尚不普遍。截至目前，我国有49条采用余热发电技术的新型干法生产线投入运营，不足我国现有新型干法水泥生产线的10%，其中32条为补燃型，17条为纯低温型（有4条是采用引进的技术和装备）。预计到今年底，还有约25条纯低温余热发电站投入运营 .,到2010年，如果40%的新型干法生产线采用余热发电技术，可以预期，新型干法水泥余热年发电量可达84亿度。按电站自用电率8计算，年供电量约为77亿度。如按供电煤耗每度380克标煤计算，相当于年节约300万吨标煤、减

6、少粉尘排放约4万吨、减少CO2排放约660万吨、减少SO2排放约6万吨、减少NOX排放约4.5万吨，可使吨水泥熟料成本降低约1015元。,可以看出，水泥企业充分利用余热发电，既可以最大限度满足企业终身的用电需求，减少外购电量，又可以降低水泥制造成本，提高经济效益，是世界水泥工业发展的趋势。我国作为世界最大的水泥生产和消费大国，也是能源紧缺国家，充分利用水泥窑余热发电势在必行。中国建筑材料工业协会会长张人为认为，以后我国新建新型干法水泥生产线都应考虑采用纯低温余热发电技术，并纳入设计规范，作为新型干法水泥工厂建设的不可或缺的工程内容。因此，中国有多少条水泥生产线，水泥余热发电市场就有多大。,3.

7、大有可为 我国水泥余热发电经历了高温余热发电、带补燃炉的中低温余热发电和目前的纯低温余热发电三个阶段，其中纯低温余热发电由于是不用燃料的余热利用，所以更符合节能环保的要求，也是政府重点鼓励的对象。 据悉，纯低温水泥余热发电过程是将水泥生产的预烧成过程中产生的废气由余热回收锅炉进行热回收，再由蒸汽轮发电机进行发电。目前，日本川崎重工是全世界水泥余热发电设备市场资格最老、市场占有率最高的厂商。 水泥余热电站的一次性投资较大，一条日产5000吨的水泥生产线安装余热发电设备的投资为5000万元左右人民币。,在良好的市场前景和巨大的利益诱惑面前，近年来我国一大批装备制造企业都开始挖掘这个市场。 目前杭州

8、锅炉厂占据了国内90%的余热锅炉市场，而蒸汽轮发电机的市场则主要被杭州汽轮机厂、南京汽轮机厂和青岛汽轮机厂瓜分。因为发电设备市场下滑，国内的南通锅炉厂、哈尔滨锅炉厂、郑州锅炉厂、江苏盐城锅炉厂都对这一市场虎视眈眈。 国产水泥余热发电设备与国外相比虽然已经没有技术门槛需要跨越，但是全套技术装备水平与国际先进水平相比尚有较大差距，需要全面配套的跨越式发展。装备制造企业应该把自主创新与技术引进相结合，加快引进消化吸收步伐。可以断定，水泥余热发电市场将给装备制造企业带来发展机遇,水泥干法回转窑生产线余热发电 1 概述 尽管水泥生产热耗已下降到700800Kcal/kg.cl，但在生产过程中，仍有大量的

9、中、低品位余热被排放掉，其热量约占水泥熟料烧成系统总热耗量的30%左右。水泥厂余热资源的特点是流量大、品位低。4000td水泥生产线上，预热器（PH）和冷却机（AQC）出口废气流量和温度分别为258550Nm3/h、340和306600Nm3/h、 238。利用两台高效余热锅炉，AQC锅炉和PH锅炉将废气排放到大气中的热能吸收，产生过热蒸汽及二级低压饱和蒸汽并进入汽轮机，进行能量转换，拖动发电机组发电，向电网输送电力。,2 双压系统技术介绍,双压系统可使相对高温热源（210-350烟气）产生较高参数的蒸汽，使相对低温热源（100-210烟气）产生较低参数的蒸汽，使能量分布优化，系统充分吸收低参

10、数热量，发出更多的电能。 2.1 双压系统的技术关键点双压锅炉 双压锅炉能使排气温度降到95左右，而单压锅炉只能使排气温度降到140左右，双压锅炉提高系统热量利用率8%左右。 补汽式汽轮机 补汽式汽轮机的设计和制造技术很成熟。蜗壳式补汽缸，解决了补汽难的问题。 控制系统 采用先进、稳定的控制系统通过对主蒸汽进汽阀和补汽阀的连锁调节，确保补汽系统的正常运行已是成熟技术。同时通过在线测试、调节控制参数等等，控制系统能确保整个系统的稳定运行。,2.2 技术经济比较,单压和双压系统造成的投资差别主要集中在三大主机上，对于5000T/D水泥熟料生产线纯低温余热发电系统而言，双压系统只比单压系统三大主机价

11、格略高，其它辅助设施投资基本相同。但却能多发 400KW的电，按保守估计300KW，则一年可比单压系统多发电约210万KWh，收益按0.5元/KWh计算，年收益至少在105万元，而且收益是长期的。目前，普遍采用的是双压技术,3 纯低温余热发电技术性能比较表,3.1 余热锅炉,3.2 汽轮发电机组,3.3 发电量及效益比较,4 经济效益分析 以浙江某水泥公司(2500吨/日和5000吨/日水泥生产线各一条)余热发电项目为例进行经济分析。 4.1 低压凝汽式汽轮机参数：(进汽参数可根据用户情况选定)进汽压力：1.27 Mpa(A) 进汽温度：300(汽源来自余热锅炉)排汽压力：0.007 Mpa(

12、A) 额定转速：3000转/分额定功率时耗汽量： 5.6kg/kwh2500吨/日水泥生产线配置3000KW汽轮发电组一台5000吨/日水泥生产线配置6000KW汽轮发电组一台 4.2 2004年3000KW+6000KW余热电站全部工程总投资：按浙江北部地区2004年水泥行业建造余热发电每KW投资6660元估算则：全部工程总投资费用为：9000KW6660元=6000万元(实际结算费用还低一些),4.3 余热发电的经济效益：(以2004年价格为基数) 4.3.1 直接经济效益 4.3.1.1. 发电取得的直接效益 汽轮发电机全年运行费用按：年发电按7000小时；电价按0.55元/KWH；电站

13、自用电按8%；折旧按10年；人工工资、水资源、水处理及维修维护成本按0.055元/KWH计，则每年产生的效益为： 900070000.55(1-8%)-900070000.055元-6000万/10=2241.3万元 4.3.1.2. 增湿塔喷水减少，水泥熟料线用水消耗降低产生节水效益： 2500吨/天水泥线喷水量按500吨/天，5000吨/天水泥线喷水量按1000吨/天，减少喷水量按80%，水泥生产全年运行按300天，取水成本按1元/吨；则全年效益 为：300天(1000+500)0.81元=39.6万元,4.3.1.3供电减少，降变与供电部门结算方式，减少支出,在未建设余热发电之前，根据当

14、地电力结算办法，基本电费部分，该公司采用按有电装机功率主要计算，每月需支出基本电费为113万元/月。建设余热发电站之后，经比较，按最大需量结算较合理，经与电力部门协商，改变基本电费结算办法，申报最大需量30000KW，结算按30元/KW计，全年节约电费:113万元-3000030万元 12=276万元 4.3.1.4. 工厂用电功率因素提高，改善电网电能质量，供电部门奖励收益： 未建设余热发电之前，该公司用电功率因素基本上在0.9108。建设余热发电站后，用电功率因素提高到0.9425，平均提高0.03以上，电费减少(0.6-0.15)%，该公司全年电费按1.5亿元算，全年奖励电费为15000

15、万元(5.6/6) 0.45%=63万元,4.3.15. 窑头风机由于增加收尘因磨损减少产生效益(略)； 总经济效益：2241.3万元+39.6万元+276万元+63万元=2620万元 投资回收年限：6000万元/2620万元=2.3年 4.3.2 社会效益： 全年发电6300万KWH，相当节约标煤2.4129万吨(每KWH标煤按0.383kg计)。减少CO2 6.944万吨另外，根据实践经验，汽轮发电机的装机容量还可以更大一些，这样可以更充分地将水泥回转窑的余热用于发电。,5.国内主要市场 5.1 华东、中南区市场 2005年末华东、中南地区省市的新型干法水泥发展情况参见表二。 浙江省人均新

16、型干法熟料产能已经超过1200公斤/人，位居全国之首。上海是重要的中心城市，没有石灰石资源，生态和环保要求严格，所需水泥主要由周边江、浙、皖等地区输入。 浙江省规划到2010年，形成规模达到3,000万吨以上的水泥(熟料)生产企业12家，1,000万吨以上企业45家； 目前，江苏省前10强企业的总生产能力为3000万吨。从江苏省“十一五”水泥工业规划来看，水泥产量预期由2005年9579万吨增加到2010年13500万吨左右，全省水泥熟料产能在8223万吨的基础上，通过等量淘汰、减量淘汰，实现平稳发展和有序调整，预期2010年达到1亿吨左右,5.2 广东市场,华南地区的水泥市场主要在广东的珠江

17、三角，占广东全省70以上，水泥用量占广东总水泥用量的80以上。 从广东省水泥产业十一五发展规划来看（参见图十），预计十一五末，广东省形成粤北、粤西和粤东三大熟料生产基地，产能分别为3000万吨、3000万吨和2500万吨，“十一五”期间继续淘汰落后生产能力1500万吨。,附：水泥余热发电合同模式 合同 甲方: +(以下简称甲方) 乙方: + (以下简称乙方) 甲方拥有一条2500t/d大型新型干法水泥生产线, 另外,计划近期还要上一条2500t/d的新型干法水泥生产线。 甲方领导有着强烈的社会责任感和节能环保意识, 在生产发展的同时, 发展循环经济, 计划利用这条生产线的烟气和冷却风余热, 通

18、过余热锅炉产生蒸汽, 利用蒸汽轮机进行发电, 充分利用能源。 根据生产规模, 此余热电站可装机容量9000kw, 实际平均发电功率在8000kw左右, 年发电量5600万kwh, 产值2800余万元, 净利润约2200万元，具有良好的社会效益和经济效益。 甲、乙双方经过友好协商就联合开发该余热发电项目达成如下协议:,一. 项目主要技术经济指标 注: 技术参数为预计值, 最终数据以生产线实际废气温度和废气量设计计算为准, 工程造价以工程实际设计和决算为准。,二. 甲方的责任和义务: 1. 负责整个项目的报批手续和费用； 2. 负责整个项目土建工程和费用； 3. 在土建施工中应与乙方配合做好各种设备和线缆的预埋工作； 4. 就近提供乙方施工过程中的用电用水, 并提供乙方施工人员的临时办公场地和食宿条件； 5. 协同乙方做好生产线的接口安装工作； 6. 负责电网的并网手续。,三. 乙方的责任和义务: 1. 负责整个工程的设计、施工(土建除外)、招标采购、安装、调试和试运行以及培训工作； 2严格按设计图纸按质、按量、按时完成整个工程项目； 3提供必要的文件资料； 4负责设备和工程（土建部份除外）的资金筹集； 5SP余热锅炉、AQC余热锅炉、凝汽式汽轮机组等主要设备采用国内知名品牌； 6. 施工人员自觉遵守甲方的厂纪、厂规 。,四付款方式： 本着友好互利原则，采用如下