余熱發(fā)電是指利用生產(chǎn)過(guò)程中多余的熱能轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)。余熱發(fā)電不僅節(jié)能，還有利于環(huán)境保護(hù)。余熱發(fā)電的重要設(shè)備是余熱鍋爐。它利用廢氣、廢液等工質(zhì)中的熱或可燃質(zhì)作熱源，生產(chǎn)蒸汽用于發(fā)電。由于工質(zhì)溫度不高，故鍋爐體積大，耗用金屬多。用于發(fā)電的余熱主要有高溫?zé)煔庥酂?，化學(xué)反應(yīng)余熱、廢氣、廢液余熱、低溫余熱，低于200℃等。
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(duì)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(duì)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(duì)能源進(jìn)行回收利用。
一條日產(chǎn)5000噸水泥熟料生產(chǎn)線每天可利用余熱發(fā)電21-24萬(wàn)度，可解決約60%的熟料生產(chǎn)自用電，產(chǎn)品綜合能耗可下降約18%，每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約2.5萬(wàn)噸，減排二氧化碳約6萬(wàn)噸。
水泥廠余熱發(fā)電原理是直接對(duì)水泥窯在熟料煅燒過(guò)程中窯頭窯尾排放的余熱廢氣進(jìn)行回收，通過(guò)余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。一條日產(chǎn)5000噸水泥熟料生產(chǎn)線每天可利用余熱發(fā)電21-24萬(wàn)度，可解決約60%的熟料生產(chǎn)自用電，產(chǎn)品綜合能耗可下降約18%，每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約2.5萬(wàn)噸，減排二氧化碳約6萬(wàn)噸。
水泥純低溫余熱發(fā)電技術(shù)是指在新型干法水泥熟料生產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)余熱回收裝置——余熱鍋爐將水泥窯窯頭、窯尾排出大量的低品位廢氣余熱進(jìn)行熱交換回收，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)熱能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能，所發(fā)電能供水泥生產(chǎn)過(guò)程中使用。
一、水泥窯系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行是水泥窯余熱發(fā)電的基礎(chǔ)，如果燒成工藝不能穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率較低，則會(huì)造成汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)解列頻繁，嚴(yán)重影響發(fā)電效率和機(jī)組安全運(yùn)行。所以水泥窯工藝從原、燃料進(jìn)廠檢驗(yàn)，生料配料，燒成控制，設(shè)備維修等要工序加強(qiáng)提高，以適應(yīng)發(fā)電系統(tǒng)的操作要求。
二、水泥窯余熱發(fā)電，從窯系統(tǒng)到發(fā)電系統(tǒng)均以廢氣為介質(zhì)進(jìn)行熱能的傳遞，其廢氣參數(shù)的品質(zhì)對(duì)余熱發(fā)電能力起著決定性的作用，而廢氣品質(zhì)是由窯中控操作調(diào)整的；在窯系統(tǒng)不正常的情況下，中控操作以穩(wěn)定水泥窯工藝為主，此時(shí)對(duì)廢氣參數(shù)的調(diào)整相對(duì)頻繁，廢氣參數(shù)波動(dòng)大，廢氣品質(zhì)較差，發(fā)電量不穩(wěn)定且很低；而當(dāng)窯系統(tǒng)處于正常穩(wěn)定的情況下，此時(shí)廢氣參數(shù)相對(duì)穩(wěn)定，廢氣品質(zhì)較好，發(fā)電量穩(wěn)定且很高。所以提高電站發(fā)電能力，水泥窯是基礎(chǔ)，相互配合是關(guān)鍵。
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(jí)懸浮預(yù)熱器加余熱發(fā)電窯二級(jí)余熱發(fā)電技術(shù)，是今后對(duì)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(jí)余熱發(fā)電技術(shù)取代立窯。 如某立窯廠有3條8.8萬(wàn)噸的生產(chǎn)線，可停產(chǎn)2臺(tái)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(wàn)元。其次，利用流態(tài)化分解爐加1～2級(jí)懸浮預(yù)熱器技術(shù)， 再對(duì)余熱發(fā)電窯進(jìn)行技術(shù)改造， 即對(duì)于上例所述立窯廠，停產(chǎn)第三臺(tái)立窯，并對(duì)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(jí)懸浮預(yù)熱器，同時(shí)對(duì)余熱鍋爐進(jìn)行局部改造，這一步的投資約需800～1000萬(wàn)元。上述兩步改造工作完成后，以總投資4500～5000萬(wàn)元的代價(jià)，將原立窯廠升級(jí)換代為預(yù)分解窯廠，并使熟料總產(chǎn)量維持在原有3臺(tái)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(guó)家對(duì)能源的重視，對(duì)節(jié)能減排的扶持，越來(lái)越多的可利用余熱的企業(yè)都意識(shí)到了余熱發(fā)電所帶來(lái)的效益。對(duì)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(méi)有上成。
鑒于這種情況 現(xiàn)如今國(guó)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(lái)投資余熱發(fā)電，即由節(jié)能公司投資資金和采購(gòu)所需設(shè)備，技術(shù)來(lái)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(lái)越受到歡迎。
