水泥窯余熱發電系統節能改造

朱曉明

摘 ? ?要：近年來，社會經濟在快速發展的同時，科學技術更新與發展的速度不斷加快，在很大程度上也極大的促進了各行各業的迅速發展，水泥窯余熱發電項目開展已久，是許多水泥生產企業發展過程中的核心重點部分。建筑行業在快速發展的同時，對于水泥等相關建筑材料的整體需求不斷增加，也極大的促進了水泥工業的迅速發展，而水泥工業在實際生產過程中，水泥窯溫度過高的情況下，會釋放大量的低溫廢氣到空氣當中，因此，水泥工業生產屬于高耗能的行業。如果直接排放，不僅會污染環境，也會導致能源大量浪費，而通過低溫余熱發電技術，可對廢氣余熱進行回收，并使其進入到發電系統當中，這樣能夠有效滿足水泥廠以及生產線的日常生活用電，并結合實際情況，進一步加強真空系統節能減排措施，余熱發電并不需要煤炭等燃料，對環境產生的污染也比較小，加強余熱發電系統真空系統節能改造對水泥窯的健康可持續發展有著重要的意義。

關鍵詞：水泥窯;余熱;發電系統;節能改造

1 ?前言

社會在不斷進步的同時，人們的環保意識不斷提升，也越來越注重節能減排工作的全面落實，同時也是一項長期的發展戰略規劃，對社會經濟的發展以及人們的日常生活有著重要的現實意義?；厥沼酂崤c降低能耗是節能減排戰略發展規劃當中非常重要的空系統一項任務，余熱利用能夠有效提升能源利用率與產品質量，節約成本投入，是當代企業發展過程中極為重要的一部分，余熱利用技術在不斷的發展與演變過程中，也在不斷的優化與改善，并且取得了顯著的成果，但是和西方國家相比較，仍存在較大差距，且余熱未充分利用，因此，加強余熱發電系統節能改造具有重要的現實意義。

2 ?水泥窯余熱發電系統節能改造的重要意義

2.1 ?減少能耗

水泥生產過程中，熟料燃燒會導致排放大量的低溫廢氣，余熱是總熱量的大約30%左右，這樣便會導致能源大量浪費，水泥生產會導致熱能大量消耗，其次，水泥在生產過程中也必須電力支持。將低溫廢氣余熱逐漸轉化為電能，能夠有效降低電耗30%以上，對于企業而言，也能夠有效減少電力成本投入，減少生產過程中燃料的燃燒。避免水泥窯余熱排放到大氣當中，從而導致出現熱島情況，其次，也能夠有效減少水泥生產企業的燃料消耗以及二氧化碳等燃料廢棄物排放。

2.2 ?符合政策方向

社會經濟在快速發展的同時，各種能源，如水、土地以及材料等越來越匱乏，社會經濟與資源之間的矛盾也越來越突出，而國家方面也大力開發節能技術，并逐漸被廣泛應用于各個領域當中，取得了顯著的成果，水泥窯余熱生產技術能夠有效改善環境污染問題，并且降低成本投入，從而大幅度提高企業的市場競爭力，為社會的和諧穩定發展做出巨大的貢獻，同時也減少環境污染[1]。

3 ?水泥窯余熱發電系統的影響因素

3.1 ?操作因素

主要表現為以下方面：首先是經冷卻機波動較大，熱源不穩定，配料以及窯的微調都可能會導致窯內物料運動速度以及結粒情況逐漸發生改變，從而導致不同階段熱能以及熟料量發生波動變化，導致通風阻力發生改變，所以，冷卻機與窯的整體匹配操作難度也會增加，其次，再加上抽風量的變化以及推速等方面操作的影響，都會導致窯頭廢氣量發生波動。冷卻機的進風與出風存在較大變量，操作人員很多情況下往往只是憑借自身的經驗進行相應的調節，控制依據和邏輯相對比較模糊。一般冷卻機鼓風量在2.0nm3/kg，通過3臺系統風機保障進出分配，操作過程相對比較復雜化，如果只是靠操作員自身的思維進行判斷，這樣是無法保障穩定的。再者，余熱發電系統通常情況下會將過熱器設置在窯頭與區域，將余熱分解成為可供發電系統利用的熱源，這樣的單一化操作模式，在實際生產當中，控制難度是非常大的，主要原因是窯頭分離可利用總熱相對過低，大部分無效排放，窯頭鍋爐廢氣熱源不穩定，從而造成發電量出現巨大波動。

3.2 ?技術因素

水泥窯余熱發電系統屬于熱電聯產系統，其熱能主要供應窯的需求，其次，還需要供給原燃料烘干，這樣的電站系統，其熱源熱力燃燒系統非常復雜化，系統效率可進一步提升，所以，對于技術管理人員的綜合要求也更高，大多數水泥企業缺乏專業的技術人才[2]。

3.3 ?建設動機

余熱發電系統在設計建設過程中，一般情況下只是用于余熱資源補充，部分企業是迫于政策壓力，因此，會為了節省成本投資，系統設計過于簡單，材料材質往往只是為了滿足使用而已，其次，不同供應商之間存在惡性競爭的情況，造成鍋爐體積以及用鋼量無法滿足實際要求。多方面因素的影響，使得余熱發電系統在建設之處，便脫離了主要目的，一旦系統余熱源偏離設計參數，便會導致系統無法高效、合理運行，從而造成余熱發電系統的實際熱利用率大幅度降低，系統發生較大波動。

4 ?水泥窯余熱發電系統節能改造分析

4.1 ?加強管理

水泥企業生產過程中，余熱發電是極為重要的輔助補充系統，也是降低成本的主要手段，在生產過程中以熟料生產為主，如果人員配置不合理，便會極大的影響發電效率。在當前大環境下，一定要加強管理，積極培養余熱發電與熟料生產的專業技術人才，將兩者有效結合，從而不斷激發操作人員的積極性，最大程度上保障熟料生產質量，實現能源效益最大化。在實際操作過程中還應當保障余熱資源質和量之間的有效平衡，從而保障鍋爐效率以及汽輪機發電效率之間的均衡，保障余熱發電系統綜合熱利用效率最大化。還應當加強定期檢查與維護，及時清灰，從而有效避免熱傳遞阻力逐漸加大，加強發電機的維護與管理，從而保障發電效率，對原材料進場水分要加強管理，降低烘干熱源，減少漏風，加強熱保溫，避免對熱資源品質產生影響[3]。

4.2 ?余熱發電系統節能改造優化

首先，要提升鍋爐余熱的回收效率，盡量采用沸點比較低的工質，相對容易產生蒸汽，從而有利于余熱的回收，在外國，已經對低沸點有機物以及氨、水的混合液，進一步取代水，從而推動汽輪機發電和運轉，根據常規抽取廢氣的方式，發電量大幅度提升。其次，要優化蒸汽采納數，從而提升發電機發電效率，余熱發電為中低溫參數，這樣會造成發電系統熱能利用率相對較低，低端熱損占比相對較高，蒸汽參數越高，汽輪機熱能的實際利用效率也就越高，在生產量不變的情況下，對蒸汽進行過熱改質，能夠大幅度提升余熱發電系統的利用效率，大幅度提高發電量。也有在預熱器旋風筒出設置獨立過熱器，從而改善蒸汽品質，進一步提升余熱發電系統熱能利用效率，從而達到節能改造的目的。余熱發電與水泥裝備要及時改進與優化，要以提升資源利用最大化，進行統籌規劃與設計，從工藝優化與裝備革新等方面突破，從而逐步實現技術方面的升級換代，還可在損失相對較大的區域設置熱回收裝置，來提供余熱發電需要的熱水[4]。

5 ?結束語

國內水泥行業近年來得到了迅速的發展，發展規模不斷擴大，技術也逐漸區域成熟，從而大幅度提升水泥的總熱能利用效率，同時也積極響應政策號召，大力開展節能減排工作，當前，水泥企業余熱發電運行存在較大的問題與波動，主要和窯系統運行波動大，且管理人員未嚴格進行操作有關，系統設計也是非常重要的一點。水泥行業作為能源消耗行業之一，應當積極推動余熱發電技術的優化升級與節能改造，從而不斷提升熱能利用效率，為社會節能減排工作的穩步高效開展奠定良好的基礎。

參考文獻：

[1] 趙鋒.水泥窯余熱發電除氧器真空系統節能改造[J].水泥，2018（10）：82.

[2] 楊文鋼，李雪濤.淺析余熱發電技術在水泥窯節能減排改造中的應用[J].今日科苑， 2018（4）：77～77.

[3] 周信永，李平.水泥窯純低溫余熱發電節水系統改造[J].水泥，2016（9）：69～70.