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当吨水泥熟料发电量由34kWh/t.cl提高到42kWh/t.cl时,发电对熟料的能源采购成本贡献将由19.46%提高到25.19%,可见改善余热发电性能,提高发电的重要性和必要性。表2为某配置余热发电的5000t/d水泥熟料生产线能源实际消耗状况及其核算。
投资余热发电,一半3~4年可回收投资。据估算[2],2008年水泥行业余热发电全年利润总额285亿元,创造的经济效益约33亿元,占总行业利润总额的11.6%。
3、 环境效益明显
水泥余热发电的环境效益主要体现在二个方面,首先以电力形式回收余热,实现SO2、CO2、NOx等气体的排放;其次由于回收水泥部分余热量,直接减少了排入环境的热量,减少了热污染。
水泥窑利用余热发电满足生产线供电需求,相当于减少了发电燃煤,减少了燃煤产生的SO2、CO2、NOx等有害气体的对大气的污染。2008年水泥行业利用余热发电量按71亿kWh计[2],则全年减排CO2707万吨,SO221万吨,NOx11万吨,粉尘193万吨。
同时,水泥废气经过余热发电回收部分热量,排入大气热量减少,少向环境排放约15%的窑头和窑尾总余热。
二、存在的问题
水泥余热发电对于水泥生产贡献良多,经济和环境成效显著,但也存在一些问题,主要表现在:
1、 发电量高低差异明显
余热发电系统可以随熟料生产线运转而运转,即与熟料几乎保持同步,可靠性高。但负荷率较低,一般在60~80%之间。考虑到余热发电机组没有燃烧系统,同时发电不受电网调度限负荷,按能力发电,故与电力行业燃煤发电机组比较,差距明显。
某水泥厂能源消耗状况
序号 | 内容 | 单位 | 数值 |
1 | 熟料产量 | t/d | 5625 |
2 | 燃料热耗 | kJ/kg.cl | 3179 |
3 | 原煤热值 | kJ/kg | 25962 |
4 | 原煤消耗 | t/d | 28.7 |
5 | 燃煤耗量 | t/t.cl | 0.12 |
6 | 熟料发电 | kWh/t.cl | 34 |
7 | kJ/kg.cl | 122.4 | |
8 | 熟料电能消耗 | kWh/t.cl | 58 |
9 | kJ/kg.cl | 208.8 | |
10 | 熟料综合能耗 | kJ/kg.cl | 3265 |
11 | 原煤消耗 | % | 97.35 |
12 | 熟料电耗 | % | 6.39 |
13 | 熟料发电 | % | 3.75 |
14 | 熟料综合能耗 | % | 100 |
15 | 燃煤单价 | 元/t | 800 |
16 | 电价 | 元/ kWh | 0.65 |
17 | 燃煤支出 | 元/t.cl | 97.96 |
18 | 发电收益 | 元/t.cl | -22.1 |
19 | 辅机电耗支出 | 元/t.cl | 37.7 |
20 | 综合能源支出 | 元/t.cl | 113.56 |
21 | 燃煤支出比例 | % | 86.26 |
22 | 发电收益比例 | % | -19.46 |
23 | 辅机电耗比例 | % | 33.2 |
发电量低,不仅发电低于目标值或保证值,而且小于装机容量。
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