引言

某水泥公司原有一條設(shè)計產(chǎn)量4500t/d(去年實際產(chǎn)量5500t/d)的新型干法熟料生產(chǎn)線，該條水泥窯配套投產(chǎn)一套8.1MW的純低溫余熱電站。余熱電站投運后，水泥窯窯頭篦冷機余風管路上設(shè)置有窯頭余熱鍋爐，水泥窯窯尾預(yù)熱器排煙管路上設(shè)置有窯尾余熱鍋爐，水泥窯排放的廢氣熱量均得到大幅回收，排煙溫度大幅降低，通過窯頭、窯尾余熱鍋爐回收的余熱用于產(chǎn)生過熱蒸汽并推動汽輪機發(fā)電，其中窯頭余熱鍋爐排出的廢氣經(jīng)過布袋收塵器后煙氣溫度仍有應(yīng)用價值，該公司在布袋收塵器煙氣出口處設(shè)置了采暖余熱鍋爐，產(chǎn)生的熱水用于冬季采暖，從而盡可能多地回收應(yīng)用水泥窯排放的廢熱。整套余熱應(yīng)用系統(tǒng)取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

1.1 余熱電站的運行情況

該余熱發(fā)電系統(tǒng)主機包括二套余熱鍋爐及一套補汽凝汽式汽輪發(fā)電機組，其中窯尾余熱鍋爐為單壓、窯頭余熱鍋爐為雙壓，主汽壓力1.0MPa，補汽壓力0.2MPa，裝機功率8.1MW，具體運行參數(shù)見表1。

1.2 余熱采暖系統(tǒng)的運行情況

余熱鍋爐將窯頭布袋收塵器出來的煙氣做進一步余熱回收，從而將煙氣溫度由90℃降低到80℃，供暖回水溫度由45℃提高到60℃用于全廠供暖。余熱采暖系統(tǒng)基本情況見表2。

由表1可知，水泥窯窯尾廢氣量為340000Nm3/h，通過余熱鍋爐進行余熱回收，煙氣溫度由310℃降低到228℃后進入生料磨用于生料烘干之用。則由此可以計算得出窯尾鍋爐回收的余熱量為11385kW。

另外，水泥窯窯頭廢氣量為210000Nm3/h，通過余熱鍋爐進行余熱回收后煙氣溫度由370℃降低到99℃后進入收塵器經(jīng)除塵處理后排入大氣。則由此可以計算得出窯頭鍋爐回收的余熱量為20579kW。而該余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率為7800kW。由此計算得出該余熱發(fā)電系統(tǒng)的余熱回收應(yīng)用效率為24.4%。詳細計算過程見表3。

由表2可知，窯頭余熱鍋爐出口煙氣匯總篦冷機旁路、地坑等，煙氣流量24.5萬Nm3/h，煙氣溫度由90℃降低到80℃，回收來的熱量供1.3萬m2的建筑采暖，由于熱量為直接應(yīng)用，其熱應(yīng)用效率高達90%。詳細計算過程見表3。

由表2可知，窯頭余熱鍋爐出口煙氣匯總篦冷機旁路、地坑等，煙氣流量24.5萬Nm3/h，煙氣溫度由90℃降低到80℃，回收來的熱量供1.3萬m2的建筑采暖，由于熱量為直接應(yīng)用，其熱應(yīng)用效率高達90%。詳細計算過程見表3。

以2021年余熱發(fā)電情況作為依據(jù)，對該水泥窯余熱應(yīng)用的經(jīng)濟效益和社會效益進行統(tǒng)計分析如下。

3.1 經(jīng)濟效益分析

通過表1可知，2021年全年發(fā)電量：50544000kWh，按每度電價0.43元，全年創(chuàng)造經(jīng)濟效益為2173萬元余。通過表2可知，采暖費用按20元/m2計，可節(jié)約采暖費用26萬元，經(jīng)濟效益非常可觀。

3.2 社會效益分析

余熱應(yīng)用不僅帶來經(jīng)濟效益還會帶來可觀的碳減排等環(huán)境保護效益，以下計算2021年創(chuàng)造的社會效益。

按國家統(tǒng)計局發(fā)布數(shù)據(jù)，每發(fā)一度電約耗標煤0.341kg，并以此計算二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫的減排量如下：

全年節(jié)約標煤耗：17235t；

全年節(jié)約二氧化碳排放：52061t；

全年節(jié)約二氧化硫排放：1516t；

全年節(jié)約氮氧化物排放：758t。

該水泥窯余熱回收再利用取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益，但仍有不足之處，主要表現(xiàn)在余熱鍋爐排煙溫度仍有降低空間，窯尾余熱鍋爐排煙溫度至少可以降低15℃，由此可多回收余熱2192kW，可提高余熱發(fā)電量535kW以上。根據(jù)總結(jié)發(fā)現(xiàn)該窯尾余熱鍋爐受熱面相較其它同行公司鍋爐受熱面少一層以上，可以通過技改增加該鍋爐傳熱面積來降低鍋爐排煙溫度，從而提高余熱發(fā)電量。

作者：張懷軍

所屬：古浪祁連山水泥有限公司

來源：《中國水泥》

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