一、概   述
　　綜合利用大型干法水泥生產(chǎn)線大量的中低溫廢氣余熱進行純低溫余熱發(fā)電是貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，推行循環(huán)經(jīng)濟的具體實踐；是水泥工業(yè)實現(xiàn)節(jié)能降耗、清潔生產(chǎn)、資源綜合利用和可持續(xù)發(fā)展的必由之路；推廣純低溫余熱發(fā)電技術(shù)適應(yīng)水泥行業(yè)發(fā)展的需求，符合國家產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展趨勢，具有廣闊的發(fā)展空間。
　　作為中國大型干法水泥裝備制造基地，充分利用公司在水泥設(shè)備、發(fā)電設(shè)備制造方面的優(yōu)勢，努力開拓大型干法水泥生產(chǎn)線純低溫余熱發(fā)電市場，將引領(lǐng)水泥企業(yè)技術(shù)進步,在全國有巨大的推廣和示范作用,并對我國水泥行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有巨大的促進作用。
　　純低溫余熱發(fā)電技術(shù)的開發(fā)，必將推動我國中小發(fā)電設(shè)備市場開發(fā)，加快純低溫余熱發(fā)電裝備國產(chǎn)化,實現(xiàn)主機帶動戰(zhàn)略，推動成套，純低溫余熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)將成為極具市場潛力的研發(fā)項目。
　　隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展、資源的減少、市場競爭的進一步加劇以及低溫余熱發(fā)電技術(shù)的日益成熟，高效、節(jié)能、環(huán)保的純低溫余熱發(fā)電技術(shù)項目，將越來越受到人們的高度重視。
二、純低溫余熱發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀
　　在水泥、鋼鐵、建材、化工、陶瓷等行業(yè)有大量的每天24小時向外排放的低于400°C的中低溫廢氣、廢蒸汽、廢熱水等余熱資源。它們攜帶的能量屬于中、低溫余熱。如果不加以利用，則大量的余熱資源就要白白的浪費掉。
　　目前的利用方式：一種是直接利用其熱能滿足生產(chǎn)或生活需要，受種種條件限制,其利用率非常低；另一種是將其轉(zhuǎn)換成使用方便輸送靈活的電能；可供選擇的水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)大約有以下幾種：
　　1）帶補燃鍋爐的余熱發(fā)電技術(shù)。由于使用了補燃鍋爐，整個系統(tǒng)比一個小型火力發(fā)電廠還要復(fù)雜，運行起來還要麻煩,而且小型火力發(fā)電廠效率低，污染大，浪費資源。國家已經(jīng)明令不得再建小型火力發(fā)電廠。因此，為了利用低品位的余熱不得不附加上一個小型火力發(fā)電廠是不合理的。
　　2）不帶補燃鍋爐的純低溫余熱發(fā)電技術(shù)。由于沒有補燃鍋爐，不對環(huán)境產(chǎn)生附加污染,蒸汽參數(shù)較低，其運行操作簡單方便，運行的可靠性和安全性高。但所用的汽輪機必須專門設(shè)計和制造。設(shè)計時要全面權(quán)衡系統(tǒng)各部分的得失，采用最合理的熱力系統(tǒng)和最先進的熱能工程技術(shù)，盡可能地降低投資、提高效率和發(fā)電量。這種技術(shù)對用戶最有利,運行成本最低，日常的運行管理最簡單。因此，對用戶來說，這是負擔最輕，收益最高的電站。
　　3）使用低沸點工質(zhì)的工業(yè)余熱發(fā)電技術(shù)。這是一個很熱門的低品位熱能發(fā)電技術(shù)。這種技術(shù)使用低沸點工質(zhì)代替水來發(fā)電?？墒褂玫墓べ|(zhì)有丁烷、異丁烷、氨、氟里昂等。在較低的溫度下，低沸點工質(zhì)仍然有較高的飽和壓力，因而其比容較小。這樣，蒸汽管道和汽輪機的尺寸就可以大為縮小，從而可以降低投資。這個優(yōu)點對于大功率（比如說3萬千瓦及以上）的機組來說是特別突出的。此時使用水作工質(zhì)的機組的尺寸將過大而無法制造和運輸。但是，使用低沸點工質(zhì)的缺點也是顯而易見的。首先，低沸點工質(zhì)多數(shù)是易燃易爆或是有毒的物質(zhì)，危險性大，安全問題突出。這些工質(zhì)的泄漏對環(huán)境將造成污染。其次，長期運行后這些低沸點工質(zhì)多數(shù)會劣化，其再生和提純十分麻煩。因此，非不得已，一般不應(yīng)考慮采用這種發(fā)電方式。
　　4）全流循環(huán)低溫余熱發(fā)電技術(shù)。嚴格的說，這種技術(shù)僅適用于熱水型的余熱，熱水直接進入全流膨脹機膨脹作功。這與先把熱水減壓閃蒸出低壓蒸汽，蒸汽再進入汽輪機作功的方式相比較，在理論上可以多發(fā)電30%左右。但目前這項技術(shù)還處于早期研究階段，還存在一些難以逾越的技術(shù)困難，實用化前景比較渺茫。因此，目前暫不考慮這種發(fā)電方式。
　　國內(nèi)大型干法水泥生產(chǎn)線純低溫余熱發(fā)電技術(shù)主要有:
　　單壓技術(shù)、雙壓技術(shù)、閃蒸技術(shù)
　　三、中信重型機械公司的純低溫余熱發(fā)電技術(shù)
　　中信重型機械公司擁有一批優(yōu)秀的經(jīng)營管理人才和技術(shù)人才，具有從事余熱回收利用工程設(shè)計、設(shè)備制造、安裝調(diào)試、總承包能力。公司是國內(nèi)最大的干法水泥窯成套設(shè)備制造廠,擁有一批優(yōu)秀的水泥行業(yè)技術(shù)人才,精通水泥生產(chǎn),同時與水泥廠有著良好的客戶關(guān)系。公司下屬洛陽發(fā)電設(shè)備廠是國內(nèi)最早生產(chǎn)低溫余熱汽輪機的中小型汽輪機的廠家，主要從事中小型汽輪機的研制和生產(chǎn)。從“八五”開始，公司礦研院前身洛陽礦山機械研究所就承擔了國家重點科技攻關(guān)項目<<水泥廠中低溫余熱發(fā)電工藝及裝備的研究開發(fā)>>。并與西安交通大學(xué)合作，進行科技攻關(guān)，不斷完善優(yōu)化汽輪機設(shè)計制造工作，逐步形成了滿足不同行業(yè)需求的不同參數(shù)的小型氣輪機系列產(chǎn)品。近年來為適應(yīng)市場需求，開發(fā)研制出多種適合中空窯余熱利用、補燃電站、垃圾焚燒發(fā)電、地下煤氣發(fā)電、煉焦煤汽發(fā)電等行業(yè)使用的中小型最低參數(shù)可達1.27Mpa、240℃，補汽、凝汽、抽汽、背壓等各種類型汽輪機，滿足市場需要。公司礦研院是國家甲級資質(zhì)設(shè)計院,熱力、電氣、熱控、給排水、土建等專業(yè)齊全,有余熱電站設(shè)計業(yè)績。這將是興建余熱發(fā)電項目的工程設(shè)計和建設(shè)的堅實條件和基礎(chǔ)。中信重型機械公司具有純低溫余熱發(fā)電工程總承包能力,
　　隨著資源的逐步減少和人們節(jié)能環(huán)保意識的提高，以及國家對高耗能小火電的限制，人們開始利用余熱資源，特別是低品位的低溫余熱資源也開始被重視。
　　中信重型機械公司作為大型干法水泥成套設(shè)備生產(chǎn)的龍頭企業(yè)，密切關(guān)注著新型干法水泥生產(chǎn)線廢氣余熱情況，公司技術(shù)中心致力于開發(fā)純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，通過對國內(nèi)引進設(shè)備的深入研究，結(jié)合已經(jīng)掌握的余熱發(fā)電的核心技術(shù)和設(shè)備設(shè)計技術(shù)，研制出了適合純低溫余熱發(fā)電項目的補汽凝汽式汽輪機，開發(fā)出了針對大型水泥干法生產(chǎn)線的純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，其設(shè)備全部國產(chǎn)化，單位熟料發(fā)電量達到國際先進水平，廢氣溫度降到經(jīng)濟合理范圍內(nèi)，系統(tǒng)最優(yōu)化, 熱效率較高，工程造價低，系統(tǒng)運行可靠, 具有較強的行業(yè)示范作用。該技術(shù)通過國內(nèi)行業(yè)專家論證，屬國內(nèi)首創(chuàng)，技術(shù)可靠，適合中國國情。該技術(shù)已經(jīng)申報國家專利。
　　由于該技術(shù)全部采用國產(chǎn)設(shè)備，在價格上的優(yōu)勢非常明顯，只相當于進口設(shè)備造價的50％，市場前景非常廣闊。公司已經(jīng)和浙江三獅集團及吉林遼源簽訂了工程總承包合同，三亞華盛、內(nèi)蒙烏蘭、江蘇金峰、浙江紅獅、鶴壁同力等水泥生產(chǎn)企業(yè)，也已經(jīng)和公司達成了合作意向。
　　公司技術(shù)中心始終關(guān)注著余熱發(fā)電的最新技術(shù)動態(tài)，追蹤著該技術(shù)的發(fā)展方向，并將通過不斷的工程實踐，努力完善純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，提高該技術(shù)的適用性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，使得該技術(shù)在中低溫余熱發(fā)電方面得到大面積的推廣和應(yīng)用。
　　1、工藝流程(略)
　　2、技術(shù)特點：
　　在“單壓汽水發(fā)生系統(tǒng)”的余熱鍋爐中，我們僅能把T5控制在160-200℃左右。為了進一步降低溫度T5 ，力求充分利用余熱，在設(shè)計余熱鍋爐時，則可以采用“雙壓汽水發(fā)生系統(tǒng)”，或“三壓汽水發(fā)生系統(tǒng)”。那時，在余熱鍋爐中將產(chǎn)生兩種或三種壓力水平的過熱蒸汽供蒸汽透平機使用。在這種情況下，汽輪機的排氣溫度和余熱鍋爐中給水和蒸汽的溫度與換熱量Q之間的變化關(guān)系，如下圖所示。這種措施有可能把余熱鍋爐的排氣T5  降低到110-120℃的水平面。不會發(fā)生低溫硫腐蝕時，溫度T5 則可以降低到80-85℃左右。           
    

     圖：在“單壓汽水發(fā)生系統(tǒng)”的余熱鍋爐中，換熱量Q與廢熱和汽水溫度T的關(guān)系
    

         圖：在“雙壓汽水發(fā)生系統(tǒng)”的余熱鍋爐中，Q=f（T）的變化關(guān)系
　　根據(jù)目前國內(nèi)資源綜合利用技術(shù)及裝備現(xiàn)狀，結(jié)合水泥窯生產(chǎn)線余熱資源情況，采用雙壓鍋爐+補汽凝汽式汽輪機余熱發(fā)電技術(shù)。
　　采用雙壓鍋爐，可以降低鍋爐排氣溫度，從而提高鍋爐效率，如果低壓蒸汽參數(shù)提高，則可以提高汽輪機功率，但鍋爐排煙溫度則相應(yīng)提高，余熱利用率降低；如果低壓蒸汽參數(shù)低，則吸收熱量多，蒸汽量大，進入汽輪機后，發(fā)電量增加，余熱利用率增加，鍋爐排煙溫度相應(yīng)降低；但進入汽輪機后，對汽輪機的體積和末級葉片的要求會進一步提高，另外凝汽器的循環(huán)水量就要增大，從而增加廠用電量。因此需根據(jù)設(shè)備配置，優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計，從而選擇最佳參數(shù)。
　　采用補汽凝汽式汽輪機。根據(jù)系統(tǒng)特點，進行參數(shù)優(yōu)化，合理確定雙壓余熱鍋爐蒸汽參數(shù)、汽輪機主蒸汽及補汽參數(shù)，從而合理設(shè)計汽輪機的結(jié)構(gòu)及補汽點；其調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用電液調(diào)節(jié)，自動化程度高；由于在汽輪機上采用了補汽式結(jié)構(gòu)，從而提高汽輪機的發(fā)電量。
　　優(yōu)化系統(tǒng)配置，提高了系統(tǒng)的效率，整個系統(tǒng)的發(fā)電效率在22％以上。
　　不設(shè)置補燃鍋爐且利用廢煙氣發(fā)電，降低了熱污染和水泥生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)成本，以5000T/D干法水泥生產(chǎn)線配套建設(shè)純低溫余熱發(fā)電項目為例，相當于每年少燒2萬多噸煤，少向大氣中排放4萬多噸二氧化碳等氣體，利于環(huán)境保護，同時提高了企業(yè)的競爭力。
　　設(shè)置煙氣、汽輪機旁路系統(tǒng),即使在鍋爐或汽輪機發(fā)生故障時，也可做到基本上不干擾原來的水泥工藝生產(chǎn)線的穩(wěn)定生產(chǎn)。
　　余熱發(fā)電系統(tǒng)全部采用國產(chǎn)設(shè)備，設(shè)備投資低，具有很好的推廣價值，隨著我國實施產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略，在陸續(xù)淘汰眾多的小水泥廠而新建干法水泥生產(chǎn)線的過程中，水泥余熱發(fā)電設(shè)備具有很好的前景。
3．純低溫余熱發(fā)電方案
　 （1）主要設(shè)計原則:  ①采用成熟穩(wěn)定、實用可靠的工藝流程和設(shè)備，技術(shù)裝備水平達到國內(nèi)先進水平。②設(shè)備原則上采用國產(chǎn)設(shè)備，但部分關(guān)鍵控制設(shè)備和儀表考慮國內(nèi)采購的國外技術(shù)產(chǎn)品（含組裝、原裝）， 降低發(fā)電成本和基建投入。③本著節(jié)約投資，確保系統(tǒng)設(shè)備簡潔可靠、方便檢修維護的原則，合理配置熱力發(fā)電機組設(shè)備、系統(tǒng)。④貫徹執(zhí)行國家能源、環(huán)保等方面的法律、法規(guī)和標準，因地制宜、講求實效。⑤充分利用原廠現(xiàn)有設(shè)施，力求簡化系統(tǒng)與布置,降低工程造價。
   （2）主要設(shè)備方案：
　　補汽冷凝式汽輪機及發(fā)電機  其進汽壓力，新蒸汽溫度等參數(shù)都需根據(jù)具體系統(tǒng)參數(shù)而定，目的是避免汽輪機葉片的水蝕及提高汽輪機的效率。選用中信重型機械公司洛陽發(fā)電設(shè)備廠開發(fā)研究制造的補汽式低溫余熱汽輪機,性能可靠。
　　余熱鍋爐  選用杭州鍋爐集團有限公司的產(chǎn)品，杭鍋是專業(yè)生產(chǎn)余熱鍋爐的著名公司，其產(chǎn)品享譽全國各地。
　 （3）投資估算
　　以5000T/D為例，總投資5800萬元，設(shè)備費約3500萬，占總投資60%，土建約700萬，占12%，安裝（含材料費）約900萬，占16%，其他（材料價差、生產(chǎn)準備費、不可預(yù)見費、設(shè)計費、監(jiān)理費等）700萬，占12%
　 （4）實施計劃：
　　業(yè)主提供原始參數(shù)—----項目建議書—可行性研究報告—------總承包合同簽訂—-------初步設(shè)計方案—-----------工程施工圖設(shè)計—-----招標采購、施工—----------系統(tǒng)調(diào)試、達標驗收。
 　工程建設(shè)期大約13個月完成
四、環(huán)境影響評價
　　用煤發(fā)電，每發(fā)一度電就要向環(huán)境排放出1公斤多的二氧化碳等溫室氣體, 5000t/d水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)降低了熱污染，相當于每年少燒2萬多噸煤,每年少向大氣排放二氧化碳4萬多噸。同時降低了進除塵器的廢氣溫度，使除塵效果更好，降低和減少余熱直接排向空中所引起的對環(huán)境的污染,更利于環(huán)境保護。
五、項目風(fēng)險分析和控制
　　1.風(fēng)險因素識別   按工程項目標準風(fēng)險分析法，該項目風(fēng)險因素應(yīng)包括：政策風(fēng)險識別、技術(shù)風(fēng)險、經(jīng)營管理風(fēng)險、財務(wù)風(fēng)險、生產(chǎn)風(fēng)險、其它風(fēng)險。
　　2.風(fēng)險分析和控制
　?、僬唢L(fēng)險：余熱發(fā)電符合國家關(guān)于節(jié)約資源、保護環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展的方針政策。國家并且規(guī)定，對于容量大于1000千瓦的余熱電站，應(yīng)該無條件上網(wǎng)并給予優(yōu)惠上網(wǎng)電價。
　?、诩夹g(shù)風(fēng)險：由于純低溫余熱發(fā)電采用的是中、低參數(shù)的小型冷凝式電站技術(shù)，這種類型的電站技術(shù)對我們來說是完全成熟的，不存在任何特殊的技術(shù)風(fēng)險。唯一可能的風(fēng)險來之于水泥窯的煙氣含塵量高，余熱鍋爐產(chǎn)生磨損和積灰故障的可能性增大。因此，在余熱鍋爐的設(shè)計和選型時，對這兩個問題必須給予足夠的重視。我們擬采取的技術(shù)措施包括：合理選擇煙氣流速、迎風(fēng)的換熱面采用防磨結(jié)構(gòu)、采用垂直布置的光潔換熱面、加裝振打除灰和聲波除灰等裝置。
　?、劢?jīng)營管理風(fēng)險： 余熱電站本身沒有經(jīng)營管理的風(fēng)險。不存在沒有原料或是產(chǎn)品賣不出去等問題。但是，余熱電站是依附于企業(yè)工廠的。其經(jīng)營管理的風(fēng)險來之于企業(yè)的生產(chǎn)狀況。窯外預(yù)分解干法水泥廠是當前最現(xiàn)代的水泥廠，其產(chǎn)品質(zhì)量高，成本低。其它水泥廠根本不是其對手。未來五至十年是這種現(xiàn)代化水泥廠逐步取代老式水泥廠的時期，只要其經(jīng)營管理不出現(xiàn)重大失誤，是沒有什么風(fēng)險的。
　?、?財務(wù)風(fēng)險：本項目投資的數(shù)額不大，建設(shè)周期壹年多，從第二年開始就有回報，分五年償還投資方的全部本息。其風(fēng)險在于償還期間如果電費價格有較大的下降，就可能出現(xiàn)還不了貸的情況?？紤]到今后電費會趨漲，因而其風(fēng)險比較小。
　?、?生產(chǎn)風(fēng)險：本項目不存在明顯的生產(chǎn)風(fēng)險?？赡艿娘L(fēng)險來之于設(shè)備的偶然故障。我國目前中、低參數(shù)的發(fā)電設(shè)備的制造水平已經(jīng)達到國際先進水平，其可靠性非常高。因此，本項目風(fēng)險十分低。
　?、?其它風(fēng)險：除了戰(zhàn)爭和天災(zāi)等不可抗力以外，本項目不存在其他風(fēng)險。
六、結(jié)論與建議
　　1、純低溫余熱發(fā)電符合國家產(chǎn)業(yè)政策,可以實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟、資源綜合利用、節(jié)約能源的目的，有利于企業(yè)清潔生產(chǎn)，降低成本，可持續(xù)發(fā)展，具有很強的行業(yè)示范作用
　　2、純低溫余熱發(fā)電技術(shù)技術(shù)上成熟，經(jīng)濟上可行，項目建設(shè)初期投資少，建設(shè)周期短，風(fēng)險低，投資收益高，回收期短。
　　3、項目節(jié)能和環(huán)保效益可觀，是利國利民的綠色環(huán)保工程，是建設(shè)、技改和投資的風(fēng)險極低的節(jié)能環(huán)保項目。
　　4、中信重型機械公司純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)全部采用國產(chǎn)設(shè)備，質(zhì)量可靠，性能優(yōu)良，達到國際先進水平，基建投資低，工期有保證。
5、中信重型機械公司具有純低溫余熱發(fā)電工程總承包能力,竭誠為用戶服務(wù)。

劉顯法副司長在大型干法水泥
純低溫余熱發(fā)電技術(shù)政策研討會上的講話

各位領(lǐng)導(dǎo)、同志們：
　　這是一次重要的會議，沒有想來了這么多人。剛才任總講了9月28日到9月29日我們發(fā)改委在北京開了全國循環(huán)經(jīng)濟工作會議。我認為這次會議就是我們發(fā)改委和水泥行業(yè)一起來貫徹落實全國循環(huán)經(jīng)濟工作會議精神的一次會議，同時，這也是貫徹和落實節(jié)能中長期規(guī)劃的一次重要的會議。從去年開始，根據(jù)國務(wù)院的要求，編制了節(jié)能中長期規(guī)劃，10月18日溫家寶總理已經(jīng)批準，我們大概下個月就要向各省市各行業(yè)以及公眾公布，怎樣貫徹和落實中長期規(guī)劃，今天這個會議是個非常重要的會議，為這次會議河南省發(fā)改委及洛陽市發(fā)改委都十分重視，洛陽市市長親?