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1.2 余热发电应用的行业
在钢铁、石油化工、建材、水泥、制糖等行业中,生产厂家具有大量低品位余热,包括低品位烟气、蒸汽和热水等,这些热量品位低、数量大、分布较散,基本不能为生产再利用。各行业专家及有关科研机构为了有效回收可资利用的余热资源,进一步就余热回收发电领域进行积极的探索、研究,相继开发出了纯低温余热发电技术及相配套的汽轮机研发、设计、应用技术,可使发电机增加25%的发电量。该技术能够将企业中大量的低品位废热集中发电,进一步提高企业能源的利用率,为各种类型企业节能环保开辟了一条新路。目前,已经投入运营或立项研究的余热发电技术主要包括(但不限于)如下行业:
(1)水泥行业余热发电技术
(2)焦化行业焦炉尾气余热回收发电技术
(3)钢铁行业转炉余热发电技术
(4)钢铁行业烧结余热发电技术
(5)建材行业浮法玻璃线余热发电技术
(6)石化行业余热发电技术
2.水泥行业余热利用现状
2.1 水泥行业余热发展历程
我国水泥窑余热发电大致经历了中空窑高温余热发电、预热器及预分解窑带补燃炉中低温余热发电、预热器及预分解窑低温余热发电三个发展阶段。
在20世纪50~70年代由于我国国民经济对水泥需求量的增加和电力供应紧张,为我国水泥窑余热发电的发展创造了条件,使水泥窑余热发电技术经历了第一个发展时期,70年代末80年代初完成了对日伪时期建设的余热发电窑的技术改造,并新建了若干条余热发电窑。80年代末至90年代初,在解决了余热锅炉所存在的许多重大技术问题和难题后,吨熟料余热发电量大于170kWh,运行成本0.08~0.12元/kWh,标志着我国中空窑余热发电技术达到了一个新的水平,为原有中空余热发电窑进行技术改造和新建一批类似生产线打下了良好的基础。
到90年代初,我国水泥工业以发展新型干法工艺为主。但由于国家对水泥的需求增加而电力供应紧张局面一时难于缓解,余热发电窑仍然有生存及发展的条件,主要以节能降耗、提高余热发电量、缓解供电不足的矛盾为目标,经历了第二个发展阶段。“八五”国家重大科技攻关课题“带补燃炉低温余热发电技术及装备的研究开发”的完成,以及在工程上的成功应用,形成了完整的综合利用电站的系统技术和装备,在充分回收利用水泥生产线低温余热的同时,配设环保型的循环流化床锅炉,燃用发热量小于3000kcal/kg以下的劣质煤(煤矸石)进行发电或热电联供,循环流化床锅炉所产生灰渣全部回用于水泥生产。既为企业带来显著的经济效益,同时还具有显著的社会和环境效益,使我国水泥窑余热利用上了一个新水平。上述技术的发展均以提高发电量,缓解电力供应不足为主要目的,为我国水泥工业的发展作出了重要贡献。
随着人们节能和环保意识的提高,世界上单纯以余热利用为目的的预热器及预分解窑低温余热发电在80年代初有了较大发展,其水泥窑废气温度为350℃左右、熟料热耗为2900~3300kJ/kg,所配套的纯低温余热发电系统的发电能力为每吨熟料30~40kW,这对水泥企业资源综合利用,提高经济效益具有重大意义。该项技术的应用,既可降低水泥的生产成本,提高企业的经济效益,又可以为国家节约大量的电能,减少环境污染,具有广阔的推广应用前景。
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