如何提高水泥窑余热发电 效率

如何提高水泥窑余热发电的价值中联水泥翟金明现代水泥技术装备和水泥窑余热发电已经遍布祖国各地，余热发电的基础是水泥窑提供的余热，在工艺和装备已经定型的情况下，它的运行效果与窑操的水平密不可分，如何在中控室获取理想的操作效果，直接关系到余热发电的运行情况和经济效益。

一、关于热力系统的优化“余热发电”与“火力发电”相比，相同点都是发电。

就发电系统来讲，余热发电没有太多的新东西，而且装备也要小得多，不会有太多的问题。

所不同的是，一个是“余热”、一个是“火力”，主要区别在热力系统的不同上。

进一步讲就是热源的不同，“余热”这个热源与“火力”相比，品质要低得多，利用起来要复杂得多，这才是搞好余热发电的关键所在。

目前的水泥窑纯低温余热发电，热力系统采用较多的是：“双压系统”和“窑尾蒸汽到窑头进一步加热”的设计，应该说比以前优化了许多，也取得了明显的效果，但还有进一步优化的空间。

主要是窑头余热的进一步细分，把短缺的优质余热分离出来，用于锅炉的关键部位，比如：1，在篦冷机篦上的二三段之间加隔墙，防止三段低温废气串入对二段中温废气的贫化；2，将余热发电在篦冷机上的取风口一分为二，实现高温废气与中温废气的分开使用，进一步提高锅炉的蒸发能力；3，在篦冷机的低温区增加一个取风口，作为煤磨用风的主风源，原有中温区的取风口仅作调节温度使用，把原来用于煤磨烘干的中温风让给发电；4，利用窑头排放的废气（还有100多℃）作为篦冷机一二段的冷却风源，抬高余热发电的取风温度，也减少了废气排放；5，进一步增加篦冷机一二段的料层厚度（必要时须对篦下风机进行提压改造），加强熟料中热量的集中释放，提高余热发电取风温度；6，如有必要，可以在三次风管内、或窑头罩内增设蒸发器；或直接取少量的三次风或二次风用于锅炉的蒸发段；或采用有利于综合利用的补燃措施。

二、如何培养一个优秀操作员优秀的操作员应该能够利用所拥有的全部操作和管理资源，按照应有的程序与方法，根据现场实际作出判断和选择，从而实现最佳操作和管理。

如何做一个好操作员，操作员进一步发展的方向是什么,操作员在企业中应该发挥什么作用？换句话讲，企业对操作员应该有什么要求，企业如何培养和用好操作员？个人要做一个好的操作员，就应该具有一定的“三员”能力，即是操作员、又是技术员、还是调度员；企业要培养一个好操作员，就要给他一定的“三员”权利、机会和动力。

因为操作员掌握的信息最全面、最直接、最及时，由他们直接的优化操作、进步技术、调度人员，从管理上讲，操作员岗位是最大效率岗位，所有上面的管理岗位和下面的支持岗位，都应该围绕操作员岗位运转。

企业领导要支持和鼓励操作员向“三员”努力，给他们一定的权利、帮他们树立威信、为他们创造机会，当过操作员、特别是一个好操作员，应该作为生产系统领导的基本任职条件，用不了几年这个企业就会出现人才济济的局面。

三、正确认识现有的余热发电水平我们来看看水泥熟料在生产过程中的热效率是多少，它浪费了多少能源，如果把这些浪费的能源全部转换成电，它又能够发多少电？水泥熟料是由钙质原料、硅质原料、铝质原料、铁质原料的混合物，经高温煅烧形成的以硅酸盐矿物为主的多相组成烧结体。

在高温热力学条件下，物料经过了扩散分解反应、固相反应、液相烧结等多个主控反应过程。

由于所用的原料不同、所得熟料的矿物组成有别，其理论热耗一般波动在1630-1800kj/kg范围内（约390-430kcal/kg）,这与所采用的生产工艺没有关系。

而我们现在的生产工艺，熟料热耗能达到710kcal/kg熟料就已经是先进水平了。

也就是说：现在熟料烧成的热效率约为 54.93% — 60.56%；单位熟料浪费的热能约为 320 — 280kcal/kg熟料；这些热能折算成标煤约为 45710 — 40000 g标煤/t熟料；按国家规定的发电对标系数350g/kwh折算，可发电130.—114kwh/t熟料。

所以说，在水泥工艺没有把热耗降低到710kcal/t熟料以下之前，我们可以挖掘的潜力应在114kwh/t熟料以上，而我们现在采用的纯低温余热发电才仅仅挖掘了40kwh/t熟料左右。

即使熟料热耗能达到国际先进水平的700kcal/kg熟料，按以上推算，吨熟料浪费的余热仍可发电126—110 kwh/t熟料，还是要比40kwh/t熟料大得多。

所以，不能说我们今天的余热发电技术已经到顶了，纯低温余热发电不应该满足于现状、更不应该排斥其他非纯低温技术的采用。

我们的思路能不能再开阔一些，不能把剩余的70多kwh/t熟料的电能白白的浪费了。

比如说：①首先是纯低温余热发电技术的突破，把可利用的温度再降低一些；②能不能搞一些低品质发电，用于对供电质量要求不高的装置上。

比如一般的通风、照明、制冷、空调等；③能不能搞一点不纯低温，用少量的其他综合利用资源搞一点补燃。

比如有机垃圾、煤矸石等；④或者不发电，直接用汽轮机拖动设备；⑤或者用于烘干、预热等其他工艺。

四、窑操如何为余热发电创造条件实际上，对于余热发电窑的操作，是既复杂又简单。

说复杂，是因为操作员被局限在既有的水泥窑和余热发电的工艺和装备上，如果对存在的问题不进行技术进步和改造，他所能发挥的作用是有限的。

说简单，是因为余热发电要的无非是“供给锅炉足够稳定的温高量足的废气”，而满足这个条件的最佳措施，就是优化和稳定水泥窑的运行。

既然是水泥窑余热发电，余热发电就是以水泥窑废气余热为基础的发电，没有水泥窑的稳定运行就不可能有稳定的废气余热，稳定的余热发电也就无从谈起。

比如，喂料和喂煤的质和量的稳定与否，直接关系到能否“供给锅炉足够稳定的温高量足的废气”，它的波动必将导致锅炉温度的忽高忽低，严重时将导致发电系统时而排气运行、时而解列停运。

相反，如果熟料系统生产稳定，锅炉与汽轮机的运行负荷就会稳定得多，发电系统就能发更多的电。

操作员的职责是在尽量降低水泥窑系统余热的情况下，充分将水泥窑余热用于发电，当然不是让水泥窑给发电系统去创造余热，不能因为为了给多发电创造条件而牺牲了水泥窑的稳定运行。

否则，只能是为了多发电而牺牲了水泥窑、牺牲了水泥窑而导致了少发电，以多发电出发而以少发电告终。

比如，某生产线为了多发电，没有考虑自己原煤水分大、煤磨烘干能力不足的条件，盲目的将去煤磨的烘干用风改为发电用风，导致煤粉水分高达4% 以上，窑内火焰黑火头变长，破坏了窑的原有热工制度，入篦冷机的熟料温度降低，不但影响了熟料的产质量、降低了余热发电的发电量，还导致了熟料电耗、煤耗的增加。

诚然，如果煤耗没有因多发电而增加，就应该努力多发；如果煤耗在多发电的同时还在减少，不仅说明余热潜力挖得对，更要反省余热的来源及如何降低，但这不影响在降低余热以前，还是应该把这部分浪费的余热尽最大可能的利用起来。

除努力稳定水泥窑运行以外，操作员还可以考虑的措施有：1，在前述“热力系统的优化”6条措施改造前，通过操作优化也能部分完成；2，在前述“热力系统的优化”6条措施改造后，在操作上更有了优化空间和手段；3，及时跟踪和调整配料方案，控制合适的熟料结粒，优化发电供风；4，对余热发电来讲，更适合于高KH高SM配料方案，较高的烧成温度会产生较大的余热，这也正是窑外分解窑的优点所在。

事实已经证明，双高配料有利于熟料强度的提高，较高的熟料强度有利于节能降耗和综合利用；5，适当控制水泥窑冷却带长度，充分发挥篦冷机的作用，优化发电供风；6，调整篦冷机各室供风，在不影响水泥窑运行的情况下，优化发电供风；7，调整平衡篦冷机各段速度，优化各段料层厚度，优化发电风温；8，对于篦冷机的操作，还要在温度和热焓间作好平衡。

热焓取决于废气的温度和风量，而加大风量又会导致温度的降低，只有在满足蒸发温度的情况下，追求最大的热焓供给，才能多发电。

五、关于余热发电的考核问题这是大家争论已久的问题，因为余热发电与烧成煤耗有一定的影响，特别在对一条线的运行考核上，是以多发电为主还是以降煤耗为主，我认为关键要把握一个度，要根据具体情况具体分析、要互相兼顾，不应该因为重视这一方面而否定了另一方面。

放之四海而皆准的真理，对局部的具体情况往往不是最佳的方案。

1，按“熟料标煤耗发电量”考核“熟料标煤耗发电量”概念，用于某条线的前后对比，考核其是否取得进步，是一个不错的想法；但对于集团内不同生产线的对比，就显出了他的局限性，由于其工艺、装备、原燃材料不尽相同，决定了他们的煤耗不可能相同，当煤耗降不下来时更应该多发电、更有条件多发电，如果强制的控制发电量，只能是造成人为的浪费而已。

“熟料标煤耗发电量”的本意是：“防止为提高发电量多烧煤，在降低煤耗的基础上多发电”。

后半句是对的，但前半句值得商榷。

为什么要“防止为提高发电量多烧煤”呢？关键是多烧了多少煤、多发了多少电，国家规定的发电对标系数为350g/kwh，如果因为多烧了300g煤而多发了2kwh的电，又有什么不可以呢？事实上这种可能性是存在的。

余热发电比要淘汰的小火电还要小，它之所以受到国家的鼓励，并不是效率高，而是因为它能利用余热，这是实事求是的体现。

对于多烧一点煤如果多发的电投入大于产出、在大的环境中总煤耗是降低的，我们也应该实事求是。

2，按“余热利用率”考核某集团在运行考核上：对2005年以前建设的窑，考核指标为40kwh/t熟料；2005年以后建成的非四代篦冷机窑，考核指标为37kwh/t熟料；2005年以后建成的第四代篦冷机窑，考核指标为34kwh/t熟料。

根据技术装备水平的先进程度，考虑他们具有的潜力大小，分别设置不同的考核指标，就是概念性的统一考核一个余热利用率。

举一个极端的例子，设计为四级预热器的窑，可以发到44 ~ 46kwh/t熟料，而设计为五级预热器的窑最多也就能发40~42kwh/t熟料，不能按同一个“熟料标煤耗发电量”来考核。

但这么具体的考核指标的制定依据又是什么呢？3，按“熟料综合能耗”考核我们不应该把自己禁锢在“余热发电”这个小概念上，而必须把自己放在“综合能耗”这个大概念中。

就现有的水泥窑和纯低温余热发电技术水平，正常的余热利用应该在40kwh / t熟料左右，再增加发电量就可能导致煤耗的增加。

但企业发电煤耗增加时，国家总的发电煤耗却不一定增加，控制在一定范围内时还可能降低。

参照国家规定的350g/kwh的发电对标系数，作为集团化的管理考核，为引导各公司寻求最低的综合能耗，应“以40kwh / t为基数，每多发一度电奖励3 50g / t熟料的煤耗指标”，让各公司根据自己的实际情况追求最佳能效。

其结果是，在国家总的电煤不增加的情况下，企业也获得了效益最大化。

实际上，对某条水泥熟料生产线来讲，余热发电除了对煤耗有影响外，对熟料生产系统的电耗也有影响，余热发电的自耗电量也是一个指标，但不管是煤耗、电耗、余热发电、自耗电量，都是这条线的综合能耗问题。