余熱發(fā)電國(guó)內(nèi)國(guó)外技術(shù)分析

余熱發(fā)電國(guó)內(nèi)國(guó)外技術(shù)分析1國(guó)內(nèi)主要的\o"余熱發(fā)電新聞專(zhuān)題"余熱發(fā)電技術(shù)國(guó)內(nèi)無(wú)論哪個(gè)行業(yè)、哪家技術(shù)提供商的\o"余熱發(fā)電技術(shù)新聞專(zhuān)題"余熱發(fā)電技術(shù)，其基本概念和方向是一致的，均是通過(guò)\o"余熱鍋爐新聞專(zhuān)題"余熱鍋爐(熱交換器)回收熱空氣/煙氣等介質(zhì)中的熱量，并進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移，加熱給水產(chǎn)生過(guò)熱/飽和蒸汽，沖動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組做功發(fā)電。其關(guān)鍵設(shè)備和核心問(wèn)題之一是余熱鍋爐，如何將富含能量的熱介質(zhì)回收匯集以及引出進(jìn)而通過(guò)余熱鍋爐進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，這在各種余熱發(fā)電技術(shù)上均略有差別。此外，余熱鍋爐本身的設(shè)計(jì)也一定程度上決定了余熱回收利用的比例和徹底性。其二，余熱發(fā)電的另一個(gè)問(wèn)題是解決低壓蒸汽和飽和蒸汽汽輪機(jī)設(shè)備的問(wèn)題，眾所周知，發(fā)電用蒸汽通常為過(guò)熱蒸汽，且過(guò)熱度越高越好。但由于余熱回收利用發(fā)電的性質(zhì)，其產(chǎn)生的蒸汽多為低壓蒸汽和濕蒸汽，相對(duì)于過(guò)熱蒸汽，其在發(fā)電效率以及設(shè)備安全上均存在一定問(wèn)題，隨著青島捷能、杭州汽輪機(jī)廠等生產(chǎn)單位中低溫發(fā)電用汽輪機(jī)研制成功，這一問(wèn)題已經(jīng)被克服。目前，各種類(lèi)型的余熱發(fā)電技術(shù)分別見(jiàn)以下各圖：圖1：純低溫余熱發(fā)電技術(shù)煙風(fēng)系統(tǒng)圖2：純低溫余熱發(fā)電技術(shù)汽水系統(tǒng)圖3：燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)工藝流程圖圖4：轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電技術(shù)工藝流程圖圖5：玻璃余熱發(fā)電技術(shù)工藝流程圖2國(guó)外先進(jìn)余熱發(fā)電技術(shù)國(guó)外余熱發(fā)電項(xiàng)目基本技術(shù)原理和技術(shù)方案同國(guó)內(nèi)相仿，但能源利用效率要略高于國(guó)內(nèi)水平。另?yè)?jù)資料顯示，由于余熱發(fā)電均為中低溫參數(shù)，因此國(guó)外有考慮利用低沸點(diǎn)的烷類(lèi)有機(jī)物取代水產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)氣輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。相對(duì)于以水及水蒸汽為循環(huán)工質(zhì)，烷類(lèi)有機(jī)物具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)有機(jī)工質(zhì)沸點(diǎn)低，易產(chǎn)生蒸汽，因此可以回收低溫余熱。(2)冷凝壓力接近或稍大于大氣壓，工質(zhì)泄漏小。(3)有機(jī)工質(zhì)耐低溫，不受冰凍的影響。(4)轉(zhuǎn)速低，因此噪聲小。(5)系統(tǒng)的工作壓力低，約1.5MPa。(6)無(wú)濕蒸汽產(chǎn)生，始終保持干燥，不受腐蝕，透平壽命長(zhǎng)。國(guó)際水泥工業(yè)余熱發(fā)電技術(shù)最先進(jìn)的德國(guó)和日本，近十幾年來(lái)國(guó)內(nèi)建筑業(yè)持續(xù)萎縮，水泥需求逐年下滑，德日兩國(guó)1996年的本國(guó)水泥消費(fèi)量分別由3550萬(wàn)噸和8400萬(wàn)噸，銳減為2006年的2600萬(wàn)噸和6000萬(wàn)噸，分別下降了27%和29%。導(dǎo)致有些水泥廠紛紛關(guān)閉，技術(shù)人員大批流失。水泥工業(yè)處于一片不景氣之中，大大地阻礙了余熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。例如日本，實(shí)際上完全就是在勉強(qiáng)維持著，十幾年來(lái)可以說(shuō)基本上沒(méi)有進(jìn)展。近年日本的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)雖稍顯逆轉(zhuǎn)，但是他們拿到中國(guó)來(lái)推銷(xiāo)的水泥工業(yè)余熱發(fā)電技術(shù)大部仍停留在10年前的水平。相反地，德國(guó)水泥界應(yīng)對(duì)這種不景氣的挑戰(zhàn)，心態(tài)十分積極。首先是從1996年的進(jìn)口水泥628萬(wàn)噸，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?006年的出口水泥450萬(wàn)噸。維持了本國(guó)水泥年生產(chǎn)量約3000萬(wàn)噸基本不變的局面。同時(shí)從1996年起，積極推進(jìn)“四零一負(fù)”的各項(xiàng)目技術(shù)措施和法規(guī)建設(shè)，取得了卓越成效。這“四零一負(fù)”工藝及技術(shù)包括：水泥企業(yè)對(duì)周?chē)h(huán)境達(dá)到零污染，對(duì)外界電能零消耗，對(duì)廢料、廢渣、廢水零排放，熟料生產(chǎn)對(duì)天然礦物燃料(煤、油、天然氣)零消耗，以及消納各種廢物，為全社會(huì)廢渣、廢料的負(fù)增長(zhǎng)做出貢獻(xiàn)。即使在資金十分困難的情況下，1999年在巴伐利亞州(現(xiàn)拜恩州)海德堡水泥公司所屬的Lengfurt水泥廠的一臺(tái)日產(chǎn)3000噸的熟料蓖冷機(jī)上采用了以色列ORMAT公司的新裝備新技術(shù)。這是一套以有機(jī)工質(zhì)戊烷(C5H12)汽輪機(jī)和導(dǎo)熱油為熱載體的余熱鍋爐組成的利用冷卻機(jī)廢氣余熱的發(fā)電系統(tǒng)，裝機(jī)1.5MW。至今已正常運(yùn)轉(zhuǎn)了8年。按照這套系統(tǒng)長(zhǎng)期生產(chǎn)參數(shù)推算，如果將這臺(tái)3000t/dPC窯的全部廢氣余熱都用上，則其噸熟料發(fā)電量將達(dá)45-50kWh/t。顯然比我國(guó)現(xiàn)有的水平高出一大塊。礙于非技術(shù)的原因，他們至今仍苦于缺乏市場(chǎng)機(jī)遇來(lái)證明這一推論的正確可行。至于美國(guó)早在上世紀(jì)90年代初，美國(guó)電氣與電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)的水泥工業(yè)委員會(huì)聯(lián)合美國(guó)能源部門(mén)曾發(fā)起過(guò)一個(gè)動(dòng)議，計(jì)劃在10-15年(即2000-2005年)內(nèi)實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)噸熟料余熱發(fā)電量達(dá)50-60kWh/t的目標(biāo)。后來(lái)也是因其建筑業(yè)的不景氣而使這個(gè)計(jì)劃付之東流。但是在上世紀(jì)90年代后期，美國(guó)Recurrent工程公司開(kāi)發(fā)了一個(gè)名謂Kalina系統(tǒng)的工業(yè)廢熱回收發(fā)電系統(tǒng)。它是用氨(NH3)和水的混合液為工質(zhì)的汽輪機(jī)來(lái)發(fā)電的。Kalina系統(tǒng)已經(jīng)在美國(guó)鋼鐵廠和化工廠通過(guò)了中試，正意欲進(jìn)入水泥工業(yè)市場(chǎng)。要據(jù)Recurrent公司的初步報(bào)價(jià)書(shū)，以日產(chǎn)3000噸熟料生產(chǎn)線為例，其鍋爐及汽輪機(jī)等全套設(shè)備費(fèi)用約1000萬(wàn)美元，裝機(jī)9-10MW，按常規(guī)從窯尾預(yù)熱器和蓖冷機(jī)抽取廢氣，噸熟料發(fā)電量的保證值為50-60kwh/t，