建材行业5项节能降碳技术拟入选《国家工业和信息化领域节能降碳技术装备推荐目录（2024年版）》
4月30日，工信部公示了《国家工业和信息化领域节能降碳技术装备推荐目录（2024年版）》。
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1 前言
水泥生产工艺，简单来说就是“两磨一烧”，即把石灰石等原料组成的生料先进行初步粉磨，然后在窑内进行煅烧，烧成的熟料再添加复合材料进行粉磨，形成了水泥。因此水泥工业是一个高能耗和高电耗的产业。我国的水泥工业基本上是从50年代初期开始起步的，随着我国经济建设的蓬勃发展以及国家对基础设施的建设投入不断加大，我国水泥工业的建设规模和技术水平有了长足的进步，水泥的生产形式由立窑转为旋转窑，建设规模由100t/d、300t/d发展到5000t/d、8000t/d及10000t/d，水泥燃料热耗也由原来的4600～6700kJ/kg降低到3000～3600kJ/kg。但即使如此，我国目前最先进的水泥生产工艺仍然有大量的350℃以下的低温余热不能被充分利用，其浪费的热量约占总输入热量的1/3左右。随着水泥生产规模的加大，其造成的热量浪费更加惊人。并且最先进的水泥生产工艺其生产电耗仍居高不下，大约为105～110kWh/t水泥熟料，水泥生产成本仅电费一项就达40～50元/t，约占总成本的1/3。因此，回收水泥生产工艺过程中的余热，用来发电并且回用于水泥生产本身，具有很现实的节能意义。
2 目前水泥窑余热发电技术现状
2.1 水泥窑可利用的余热参数
水泥生产工艺本身也在不断进行节能降耗的工作，比如在生料进回转窑之前加装预热器，利用水泥煅烧后的高温烟气进行生料的预加热或预分解，从而降低排烟温度降低热损失。目前预热器普遍由过去的4级加到了5级，因此废气温度比过去有所降低。在这种情况下，从水泥窑窑尾预热器出口排出的烟气参数为：
风量：1.4～1.6m3(标)/kg水泥熟料
温度：330℃
含尘：65g/m3(标)
从窑头冷却机排出的废气参数为：
窑头：1.1～1.3m3(标)/kg水泥熟料
温度：220℃
含尘：10g/ m3(标)
不同产量的水泥窑具有不同的余热保有量。
2.2 带补燃的资源综合利用发电系统
资源的综合利用，是我国的一项长期的重大技术经济政策，也是我国国民经济和社会发展中一项长远的战略方针，对于节约资源、改善环境状况、提高经济效益，实现资源的优化配置和可持续发展具有重要的意义。
水泥生产过程中，有大量的余热产生，并且高电耗，另外还需购买大量的灰渣作为复合材。而国家目前鼓励煤矸石的综合利用，并且非常重视环境保护。在这些前提下，建设充分利用水泥窑余热，再加上适当的补燃，燃用热值小于12550kJ/kg煤矸石的资源综合利用电站，具有重要的资源综合利用意义：这样的电站建成后，水泥窑的余热可全部回收，补燃锅炉可处理掉当地的大量的煤矸石，补燃锅炉产生的灰、渣可全部回用于水泥生产，做到零排放，电站发出的电可直接供给工厂使用，降低了输配电的线损。在大幅度降低水泥生产成本的同时也为国家节约了能源，保护了环境，经济效益与社会效益均很显著，为可持续发展战略作出了努力。
为贯彻《国务院批转国家经贸委等部门关于进一步开展资源综合利用意见的通知》（国发[1996] 36号）等文件的精神，国家经贸委于二○○○年七月下发了“关于印发《资源综合利用电厂（机组）认定管理办法》的通知”，该办法适用于全国所有的资源综合利用电厂（机组）。该管理办法中明确指出：资源综合利用电厂（机组）是指利用余热、余压、城市垃圾、煤矸石（石煤、油母页岩）、煤泥……等低热值燃料生产电力、热力的企业单位。该管理办法进一步明确指出：申报资源综合利用电厂，必须具备①机组单机容量在500kW及以上，机组设备没有超期服役或淘汰，②发供电质量符合国家标准，燃料属于就近利用，③对废弃物采取综合利用措施，污染物实现达标排放……。对于以煤矸石、煤泥作为燃料的资源综合利用电厂，必须燃用煤矸石为主，且入炉燃料的低位发热量不大于12550千焦/千克，必须使用循环流化床锅炉，当燃料应用基含硫量超过1％时，应采取脱硫措施；对于以工业余热、余压为工质的资源综合利用电厂，应依据产生余热、余压的品质和余热量或生产工艺耗汽量和可利用的工质参数确定工业余热、余压电厂的装机容量，并且特别是指回收利用工业生产过程中产生的可利用的热能及压差进行发电的企业。
建设此类电站，需在窑头预热器塔架旁以及窑头冷却机旁加设余热锅炉，余热锅炉与水泥窑的相对位置关系见图1，电站的原则性热力配置见图2。
这类电站的建设投产，的确给水泥厂带来了诸多好处。但是在运行中，也出现了一些问题，如：
在运行中，缺少必要的监督，设计煤种为煤矸石，但是在实际运行中，煤种的变化范围很大，劣质煤、好煤都可能使用。
余热回收系统，因其操作要配合水泥生产进行，操作上比一般电厂复杂。并且水泥厂在余热回收方面没能建立适当的鼓励措施，因此带来余热投入率低于设计值。
这类电站的建立实际上在降低了水泥厂生产成本的同时，也减少了电力系统的收入，因此在目前的体制下，此类电站在一定程度上受到了有关部门的抵制。
水泥生产工艺，简单来说就是“两磨一烧”，即把石灰石等原料组成的生料先进行初步粉磨，然后在窑内进行煅烧，烧成的熟料再添加复合材料进行粉磨，形成了水泥。因此水泥工业是一个高能耗和高电耗的产业。我国的水泥工业基本上是从50年代初期开始起步的，随着我国经济建设的蓬勃发展以及国家对基础设施的建设投入不断加大，我国水泥工业的建设规模和技术水平有了长足的进步，水泥的生产形式由立窑转为旋转窑，建设规模由100t/d、300t/d发展到5000t/d、8000t/d及10000t/d，水泥燃料热耗也由原来的4600～6700kJ/kg降低到3000～3600kJ/kg。但即使如此，我国目前最先进的水泥生产工艺仍然有大量的350℃以下的低温余热不能被充分利用，其浪费的热量约占总输入热量的1/3左右。随着水泥生产规模的加大，其造成的热量浪费更加惊人。并且最先进的水泥生产工艺其生产电耗仍居高不下，大约为105～110kWh/t水泥熟料，水泥生产成本仅电费一项就达40～50元/t，约占总成本的1/3。因此，回收水泥生产工艺过程中的余热，用来发电并且回用于水泥生产本身，具有很现实的节能意义。
2 目前水泥窑余热发电技术现状
2.1 水泥窑可利用的余热参数
水泥生产工艺本身也在不断进行节能降耗的工作，比如在生料进回转窑之前加装预热器，利用水泥煅烧后的高温烟气进行生料的预加热或预分解，从而降低排烟温度降低热损失。目前预热器普遍由过去的4级加到了5级，因此废气温度比过去有所降低。在这种情况下，从水泥窑窑尾预热器出口排出的烟气参数为：
风量：1.4～1.6m3(标)/kg水泥熟料
温度：330℃
含尘：65g/m3(标)
从窑头冷却机排出的废气参数为：
窑头：1.1～1.3m3(标)/kg水泥熟料
温度：220℃
含尘：10g/ m3(标)
不同产量的水泥窑具有不同的余热保有量。
2.2 带补燃的资源综合利用发电系统
资源的综合利用，是我国的一项长期的重大技术经济政策，也是我国国民经济和社会发展中一项长远的战略方针，对于节约资源、改善环境状况、提高经济效益，实现资源的优化配置和可持续发展具有重要的意义。
水泥生产过程中，有大量的余热产生，并且高电耗，另外还需购买大量的灰渣作为复合材。而国家目前鼓励煤矸石的综合利用，并且非常重视环境保护。在这些前提下，建设充分利用水泥窑余热，再加上适当的补燃，燃用热值小于12550kJ/kg煤矸石的资源综合利用电站，具有重要的资源综合利用意义：这样的电站建成后，水泥窑的余热可全部回收，补燃锅炉可处理掉当地的大量的煤矸石，补燃锅炉产生的灰、渣可全部回用于水泥生产，做到零排放，电站发出的电可直接供给工厂使用，降低了输配电的线损。在大幅度降低水泥生产成本的同时也为国家节约了能源，保护了环境，经济效益与社会效益均很显著，为可持续发展战略作出了努力。
为贯彻《国务院批转国家经贸委等部门关于进一步开展资源综合利用意见的通知》（国发[1996] 36号）等文件的精神，国家经贸委于二○○○年七月下发了“关于印发《资源综合利用电厂（机组）认定管理办法》的通知”，该办法适用于全国所有的资源综合利用电厂（机组）。该管理办法中明确指出：资源综合利用电厂（机组）是指利用余热、余压、城市垃圾、煤矸石（石煤、油母页岩）、煤泥……等低热值燃料生产电力、热力的企业单位。该管理办法进一步明确指出：申报资源综合利用电厂，必须具备①机组单机容量在500kW及以上，机组设备没有超期服役或淘汰，②发供电质量符合国家标准，燃料属于就近利用，③对废弃物采取综合利用措施，污染物实现达标排放……。对于以煤矸石、煤泥作为燃料的资源综合利用电厂，必须燃用煤矸石为主，且入炉燃料的低位发热量不大于12550千焦/千克，必须使用循环流化床锅炉，当燃料应用基含硫量超过1％时，应采取脱硫措施；对于以工业余热、余压为工质的资源综合利用电厂，应依据产生余热、余压的品质和余热量或生产工艺耗汽量和可利用的工质参数确定工业余热、余压电厂的装机容量，并且特别是指回收利用工业生产过程中产生的可利用的热能及压差进行发电的企业。
建设此类电站，需在窑头预热器塔架旁以及窑头冷却机旁加设余热锅炉，余热锅炉与水泥窑的相对位置关系见图1，电站的原则性热力配置见图2。
这类电站的建设投产，的确给水泥厂带来了诸多好处。但是在运行中，也出现了一些问题，如：
在运行中，缺少必要的监督，设计煤种为煤矸石，但是在实际运行中，煤种的变化范围很大，劣质煤、好煤都可能使用。
余热回收系统，因其操作要配合水泥生产进行，操作上比一般电厂复杂。并且水泥厂在余热回收方面没能建立适当的鼓励措施，因此带来余热投入率低于设计值。
这类电站的建立实际上在降低了水泥厂生产成本的同时，也减少了电力系统的收入，因此在目前的体制下，此类电站在一定程度上受到了有关部门的抵制。
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