鑒于此，在工業(yè)上，余熱一般優(yōu)先供生產(chǎn)自用，當(dāng)有剩余時(shí)，雖然直接利用(如暖通空調(diào)用或動(dòng)力用)對能源的利用率要更高一些，但限于暖通空調(diào)用量較小且季節(jié)變化較大的特點(diǎn)，以及作為動(dòng)力用要求負(fù)荷相對穩(wěn)定的特點(diǎn)，該種利用方式具有一定的局限性。更多地，則是選擇采用余熱發(fā)電的技術(shù)對能源進(jìn)行回收利用。
伴隨著可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排以及低碳經(jīng)濟(jì)等一個(gè)個(gè)觀念的提出，我國的余熱發(fā)電行業(yè)經(jīng)歷了從無到有、從小到大的發(fā)展歷程。
據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局2011統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，2011年我國全年能源消費(fèi)總量34.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)能耗下降2.01%，未達(dá)到2011年單位GDP能耗較上年下降3.5%的目標(biāo)。
盡管大多數(shù)專家預(yù)測，“十二五”期間我國經(jīng)濟(jì)增速較“十一五”時(shí)期將有所放緩，但每年8%以上的增速，仍意味著降低單位GDP能耗存在巨大壓力。
緊隨其后，工信部對外公布了《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》。《規(guī)劃》提出，到2015年，規(guī)模以上工業(yè)增加值能耗比2010年下降21%左右，實(shí)現(xiàn)節(jié)能量6.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，在保持工業(yè)年均增速8%的基礎(chǔ)上，支撐工業(yè)增加值能耗下降21%的指標(biāo)難度不小，這意味著“十二五”期間要實(shí)現(xiàn)6.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的節(jié)能量，較“十一五”的6.3億噸還多出0.4億噸?，F(xiàn)如今，我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工藝技術(shù)裝備水平已經(jīng)大幅提升，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)只能從現(xiàn)有的裝備節(jié)能中尋求突破。
隨著國家節(jié)能減排力度不斷加碼，余熱發(fā)電項(xiàng)目的魅力日益顯著。預(yù)計(jì)，到2015年，我國余熱余壓發(fā)電要實(shí)現(xiàn)新增裝機(jī)2000萬千瓦。按照每千瓦造價(jià)5000元計(jì)算，“十二五”期間余熱余壓發(fā)電將形成1000億元投資規(guī)模。
發(fā)電技術(shù)
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中國水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)經(jīng)過近十余年的發(fā)展有了長足的進(jìn)步，現(xiàn)已接近國際先進(jìn)水平。誕生了各種各樣的并能滿足不同窯型要求的發(fā)電系統(tǒng)。 在未來相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)， 中國水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢主要集中于以下幾個(gè)方面：
采用立式余熱鍋爐和補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組的二級余熱發(fā)電系統(tǒng)。 立式余熱鍋爐徹底解決了臥式余熱鍋爐漏風(fēng)及爐內(nèi)溫度場實(shí)際分布與鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)所假想的溫度完全不相同的問題， 可以大大提高鍋爐蒸汽產(chǎn)量；篦冷機(jī) 或立式余熱鍋爐排出的200℃左右廢氣余熱可以充分回收并用以發(fā)電。這樣可使噸熟料余熱發(fā)電量在熟料熱耗不變的前提下提高到195千瓦小時(shí)以上。
使水泥窯綜合能耗達(dá)到同規(guī)模預(yù)分解窯的能耗水平，而經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)高于預(yù)分解窯。
余熱發(fā)電窯二級余熱補(bǔ)燃發(fā)電系統(tǒng)除具有二級余熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)外，還可解決水泥窯煤粉制備系統(tǒng)的運(yùn)行安全及環(huán)保問題。同時(shí)，對于嚴(yán)重缺電地區(qū)或同時(shí)具有立窯、立波爾窯、濕法窯、干法回轉(zhuǎn)窯等其它窯型的水泥廠，也可解決供電問題，并能夠進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益。
為了克服帶補(bǔ)燃鍋爐的中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)，采用補(bǔ)汽式汽輪機(jī)組，充分回收200℃以下的廢氣余熱， 同時(shí)補(bǔ)燃鍋爐應(yīng)當(dāng)以煤矸石等劣質(zhì)煤或垃圾為燃料，除節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤外，還可為水泥生產(chǎn)提供原料，降低發(fā)電成本，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益。
現(xiàn)如今，從事水泥工業(yè)技術(shù)工作的人員，致力于如何降低熟料熱耗及水泥電耗的研究工作， 而從事余熱發(fā)電技術(shù)工作的人員致力于如何提高余熱利用率，提高余熱發(fā)電量的研究工作?，F(xiàn)如今還沒有哪一個(gè)部門研究如何將水泥工藝技術(shù)與余熱發(fā)電技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，以尋求最低的水泥綜合能耗及最佳的經(jīng)濟(jì)效益問題。筆者經(jīng)過分析、研究認(rèn)為，水泥工藝技術(shù)與余熱發(fā)電技術(shù)最佳結(jié)合的方式應(yīng)當(dāng)為：縮減水泥窯預(yù)熱器級數(shù)或者改變預(yù)熱器廢氣及物料流程，使出預(yù)熱器的廢氣溫度能夠達(dá)到550℃～650℃，這樣余熱發(fā)電系統(tǒng)可以取消補(bǔ)燃鍋爐，采用余熱發(fā)電窯的二級余熱發(fā)電系統(tǒng)。這種結(jié)合方式，水泥熟料熱耗雖然有所增加(對于五級預(yù)熱器， 廢氣溫度由320℃～350℃提高至550℃～650℃后，每千克熟料熱耗預(yù)計(jì)增加1000～1200千焦)， 但發(fā)電系統(tǒng)可以取消補(bǔ)燃鍋爐而不存在由于補(bǔ)燃鍋爐容量小、效率低的問題，同時(shí)能夠保持余熱鍋爐生產(chǎn)高壓高溫蒸汽，使發(fā)電系統(tǒng)仍然具有較高的運(yùn)行效率，噸熟料余熱發(fā)電量可以提高90千瓦小時(shí)以上，水泥綜合能耗將低于現(xiàn)如今的預(yù)分解窯水平，經(jīng)濟(jì)效益則顯著提高。從中國的國情考慮，這種方式的水泥窯及發(fā)電系統(tǒng)，以其最低的投資、更低的綜合能耗、更高的經(jīng)濟(jì)效益應(yīng)當(dāng)成為今后水泥工業(yè)發(fā)展的主要方向，這是水泥工業(yè)需要認(rèn)真研究與探討的重大課題。
現(xiàn)已投入生產(chǎn)的余熱發(fā)電窯及小型預(yù)熱器窯(包括立筒預(yù)熱器窯) 流態(tài)化分解爐(或煙道式分解爐)加1～2級懸浮預(yù)熱器加余熱發(fā)電窯二級余熱發(fā)電技術(shù)，是今后對已投入生產(chǎn)的余熱發(fā)電窯及小型預(yù)熱器窯進(jìn)行技術(shù)改造的主要模式。這項(xiàng)綜合技術(shù)，除了水泥窯的熟料產(chǎn)量可以增加20%～100%以外， 每噸水泥\熟料發(fā)電量也可達(dá)110～195千瓦小時(shí)，收到增產(chǎn)、降耗、 提高經(jīng)濟(jì)效益的三重效果，同時(shí)改造投資也大大低于其它模式。
根據(jù)立窯廠的生產(chǎn)能力及資金條件，第一步，先利用余熱發(fā)電窯(中空窯)加二級余熱發(fā)電技術(shù)取代立窯。 如某立窯廠有3條8.8萬噸的生產(chǎn)線，可停產(chǎn)2臺立窯， 建一條直徑3.6米×74 米中空窯及一套4500千瓦補(bǔ)汽式余熱發(fā)電系統(tǒng)，這一步投資約需3600～3800萬元。其次，利用流態(tài)化分解爐加1～2級懸浮預(yù)熱器技術(shù)， 再對余熱發(fā)電窯進(jìn)行技術(shù)改造， 即對于上例所述立窯廠，停產(chǎn)第三臺立窯，并對已建成的直徑3.6米×74米中空窯加裝流態(tài)化分解爐及1～2級懸浮預(yù)熱器，同時(shí)對余熱鍋爐進(jìn)行局部改造，這一步的投資約需800～1000萬元。上述兩步改造工作完成后，以總投資4500～5000萬元的代價(jià)，將原立窯廠升級換代為預(yù)分解窯廠，并使熟料總產(chǎn)量維持在原有3臺立窯總和的水平，在每噸標(biāo)準(zhǔn)煤到廠價(jià)不高于180元的條件下，水泥生產(chǎn)成本可降至95元以下。
隨著余熱發(fā)電的技術(shù)日益成熟，國家對能源的重視，對節(jié)能減排的扶持，越來越多的可利用余熱的企業(yè)都意識到了余熱發(fā)電所帶來的效益。對發(fā)展余熱發(fā)電項(xiàng)目持積極態(tài)度。但限于項(xiàng)目投資資金大，技術(shù)復(fù)雜，致使很多企業(yè)想上項(xiàng)目可最終因?yàn)橘Y金技術(shù)的原因沒有上成。鑒于這種情況 現(xiàn)如今國內(nèi)涌現(xiàn)出不少專業(yè)的節(jié)能服務(wù)公司采用EMC（合同能源管理）模式來投資余熱發(fā)電，即由節(jié)能公司投資資金和采購所需設(shè)備，技術(shù)來為企業(yè)建設(shè)余熱發(fā)電項(xiàng)目，項(xiàng)目產(chǎn)生效益后在效益里回收投資的模式。這種模式既解決了企業(yè)資金不足技術(shù)不足的缺點(diǎn)，也使的平時(shí)廢棄的煙氣，尾氣，余熱得到合理的利用。同時(shí)也使得節(jié)能公司的資金得到合理的運(yùn)轉(zhuǎn)，這種雙贏模式的合作在余熱發(fā)電項(xiàng)目上越來越受到歡迎。