科技创新实现水泥熟料生产外界电能零消耗

一条日产熟料5000吨的新型干法窑生产线，按目前国内外的先进水平来衡量，年产熟料为160万~170万吨，水泥则达到190万~200万吨；熟料单位热耗为750×4.18kJ/㎏，水泥电耗为90kWh/t,其中熟料电耗约为55kWh/t.在这样的前提条件下，如果利用这种水泥窑系统的各种余热来发电，能够达到吨熟料净回收电能≥55kWh,实现水泥熟料生产对外界电能的零消耗。

　　到2008年年底，我国已投产的装备有纯低温余热发电装置的新型干法窑共有260余条，发电装机容量达1660MW,全国水泥窑余热发电的吨熟料发电量平均为33kWh.然而其中将近半数以上的日产5000吨级水泥窑的余热发电量已达到吨熟料40kWh左右。这是自上世纪80年代中期天津水泥工业设计研究院组建余热发电室，开拓水泥窑余热发电“八五”科技攻关项目以来，在全国各兄弟单位和有关企业的共同努力和创新下，走过约25年曲折艰辛历程，坚持自主创新的丰硕成果。

　　那么，下一步我国水泥窑余热发电的目标与技术路线、发展方向将作何考虑？根据国内外在这一领域中的现实水平及其发展趋势，笔者提出如下看法与水泥行业同仁商讨。

　　目标：我国水泥熟料生产在2020年要实现对外界电能的零消耗，即水泥窑余热发电的吨熟料回收电能，在熟料单位热耗不大于750×4.18kJ/㎏的前提下，达到55kWh以上。根据国内外现有的技术条件及有关科技进步趋势预测，笔者认为实现这个目标是比较有把握的。

　　技术路线：鼓励多元化的技术路线，充分发掘利用新型干法水泥窑系统的各种余热、废热的回收发电方式和途径，不要过早地排斥任何一种理念或途径，要相互取长补短，共同寻求最佳方案，实践是检验真理的唯一标准，长期工业实践的结果是最具有说服力的。

　　我国要进一步提高水泥窑余热发电效率，就要走增加吨熟料发电量的技术发展路线。目前，一些水泥窑余热发电循环系统的新技术取得了突破性进展，这对我国水泥工业余热发电方面的研发应用将具有促进作用。

　　近来，某种余热发电新技术在有的媒体上被说成是吨熟料发电可达83kWh.然而实际上，这项技术在全世界除在钢铁、化工行业有四五家小规模企业应用以外，在水泥窑上的应用实例至今尚未见报道。在水泥领域中的应用恐怕还有待我国水泥工业来首先付诸现实，届时它真正能发多少电尚需事实来说话。所以，即使应用这种新技术，我们仍然有很多艰难的工作要做，必须实事求是。

　　现在由上海电气总包的北京琉璃河水泥厂日产2500吨窑余热发电系统，是基于从3次风取热的所谓能级重组出发的一种理念。这套余热发电装置已经运转了一年半，在余热条件充足的情况下，这条日产2500吨水泥窑的余热发电功率达到了6000kW,甚至达到6300kW.但不知当时水泥窑的具体产量及单位熟料的热耗几何。为此，笔者非常希望能够了解到琉璃河水泥厂长期的实际运行数据。笔者认为，对于各种理念、方式或途径，我们都应抱着欢迎支持的态度，同时在科研开发和试验的过程中难免会有不同的观点和评价，所以需要我们不懈地努力。如果琉璃河水泥厂的这条日产2500吨窑，在熟料产量为104t/h、熟料热耗为750×4.18kJ/kg的条件下，余热发电长期平均达到6000kW,即吨熟料发电量达到了57.6kWh,这的确是一个重大的突破，应该进行认真的科学鉴定，加以推广应用。

　　此外，有人曾试验从水泥窑胴体的表面热损失中吸收一部分热量用于发电，因为这些热损失本身约占熟料单位热耗的8%左右，这种想法在理论上是符合能量平衡原理的，但是在实践中技术难度较大，试验至今仍在继续探求中。

　　或许还有一些其他的提取利用水泥窑系统余热废热的理念和方式，笔者认为，应鼓励大家“异想天开”,酌情试验，多元化探索。

　　最后应该指出，实现熟料生产对外界电能的零消耗，需要进行两方面的共同努力。除了上述提高余热发电量以外，另一个就是降低熟料单位电耗，尤其是生料粉磨电耗、窑尾高温风机电耗、熟料蓖冷机电耗及广泛采用的调频电机电耗等，均具有一定的节能空间。2020年，我国实现把熟料电耗降到50kWh/t以下的目标是很有可能的，笔者对我国熟料生产在2020年实现对外界电能的零消耗充满信心，因为这是有一定科学依据的。
来源：中国科技报