??? 摘要：
??? 為了充分利用水泥工業(yè)回轉(zhuǎn)窯爐煙氣余熱，使用熱管蒸汽發(fā)生器、熱管余熱回收器回收余熱，產(chǎn)生低壓飽和蒸汽和熱水用于發(fā)電，或加熱二次風(fēng)，達(dá)到節(jié)能的目的，文章詳細(xì)介紹了水泥工業(yè)中各種余熱回收利用的情況。解決了水泥工業(yè)煙氣高排放的難題，為企業(yè)作為實(shí)施節(jié)能綜合治理提供參考。
??? 關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)窯；節(jié)能；余熱利用；低溫余熱發(fā)電；熱管余熱回收器
??? 一、我國(guó)水泥工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀
??? 能源、環(huán)保是制約水泥工業(yè)發(fā)展的最大瓶頸，節(jié)能、降耗已經(jīng)成為新型干法水泥企業(yè)新的追求目標(biāo)。而水泥工業(yè)余熱回收技術(shù)，既可以提高能源綜合利用率，又可以降低新型干法水泥生產(chǎn)成本，保護(hù)環(huán)境。同時(shí)由于我國(guó)面臨的能源緊缺的嚴(yán)峻形勢(shì)，節(jié)能減排工作得到了國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。因此，不論從外部環(huán)境到企業(yè)內(nèi)在需求，水泥工業(yè)余熱回收都具備了快速發(fā)展的條件，預(yù)計(jì)余熱回收將成為水泥行業(yè)投資的新熱點(diǎn)。
??? 在水泥生產(chǎn)中，回轉(zhuǎn)窯、冷卻機(jī)、懸浮預(yù)熱器、烘干機(jī)等都是重要的熱工設(shè)備。在保證滿足工藝條件要求的基礎(chǔ)上，提高這些熱工設(shè)備的熱效率是水泥生產(chǎn)節(jié)能降耗的關(guān)鍵。根據(jù)近年來(lái)工業(yè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的實(shí)踐，熱管技術(shù)在以下幾方面已獲得了較為成功的應(yīng)用。
??? 二、窯尾冷卻機(jī)的余熱利用
??? 水泥生產(chǎn)回轉(zhuǎn)窯尾冷卻機(jī)低溫段排出的廢氣溫度一般為200～300℃，這部分余熱的品位較低，它的最好用途是產(chǎn)生低壓蒸汽，作為生活用水，冬天用來(lái)取暖和浴室用水；夏天可作為溴化鋰制冷機(jī)的熱源制取冷氣供生產(chǎn)車間及生活區(qū)降溫，或作為其他工段余熱鍋爐的換熱器加熱鍋爐給水。
某廠φ3.5m×145m的水泥回轉(zhuǎn)窯后配1.37m×30.48m爐篦振動(dòng)式冷卻機(jī)，廢氣排量為(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))51673m3/h，廢氣溫度約為240℃，在煙道中安裝熱管熱水器一臺(tái)，加熱生活用水，具體參數(shù)如表一。
表一 熱管換熱器參數(shù)
??? 三、小水泥窯尾廢氣余熱利用
??? 許多小水泥廠的燒成回轉(zhuǎn)窯窯尾排出的廢氣溫度在450～600℃左右，由于產(chǎn)量較小，廢氣量也比較少，一般均將回收的余熱產(chǎn)生壓力為0.3～0.8MPa的低壓蒸汽供生產(chǎn)工藝或者說(shuō)生活使用,其流程如圖所示。從干法中空回轉(zhuǎn)窯尾排出的廢氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵后進(jìn)入熱管蒸汽發(fā)生器，廢氣溫度從600℃左右降至200℃以下，入布袋收塵系統(tǒng)，經(jīng)引風(fēng)機(jī)排入煙囪。其優(yōu)點(diǎn)是：
??? 1、將高溫廢氣降至200℃以下，可直接進(jìn)入布袋收塵器；
??? 2、每噸熟料可回收0.4～0.5噸的低壓蒸汽；
??? 3、結(jié)構(gòu)緊湊壓力降小，一般小于500Pa；
??? 4、不易積灰，管壁溫度可調(diào)整在煙氣露點(diǎn)以上，可以達(dá)到自清灰目的。
??? 以下為兩個(gè)工程實(shí)例。
??? 【例一】某廠以磷石膏制取4萬(wàn)噸硫酸聯(lián)產(chǎn)6萬(wàn)噸水泥，采用φ3m×88m的中空長(zhǎng)窯生產(chǎn)水泥，窯尾廢氣溫度為450～500℃，在窯尾設(shè)置一臺(tái)熱管蒸汽發(fā)生器（余熱鍋爐），將廢氣溫度降至280℃去制酸系統(tǒng)。回收余熱產(chǎn)生0.8MPa蒸汽，供生產(chǎn)和生活使用。每年回收熱量折合標(biāo)準(zhǔn)煤1470噸。
??? 【例二】某廠生產(chǎn)白水泥，鍛燒窯規(guī)格為φ1.9/1.6m×39m，每小時(shí)生產(chǎn)熟料量2噸，窯尾廢氣溫度600℃，經(jīng)過(guò)熱管蒸汽發(fā)生器降到200℃以下去布袋除塵器，回收的熱量產(chǎn)生0.3MPa蒸汽供生活用，總工程投資一年內(nèi)可回收。
??? 以上兩例熱管蒸汽發(fā)生器參數(shù)見(jiàn)表二。
??? 四、大型窯尾廢氣的余熱利用
??? 水泥生產(chǎn)中鍛燒熟料的回轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣排出的溫度一般在900～1000℃左右，每噸熟料廢氣量約為（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）1.658 m3。該廢氣的主要用途一般用作懸浮物預(yù)熱器的熱源，預(yù)熱入窯的生料粉；另一種用途是與窯尾冷卻機(jī)的熱空氣混合進(jìn)入窯外分解的分解爐；也有將窯尾廢氣用于發(fā)電等其他用途；在前面兩種用途中，由于廢氣直接進(jìn)入預(yù)熱器和分解爐，常常帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題。
??? 1、當(dāng)作為懸浮預(yù)熱器的熱源時(shí)，窯尾廢氣的利用受到了燃料品種和煅燒原料成分的限制。因?yàn)楫?dāng)燃燒燃料品種內(nèi)含硫量較高或原料中含堿、氯成分過(guò)多時(shí)，物料和燃料中揮發(fā)出來(lái)的、氯、硫和廢氣一起進(jìn)入預(yù)熱器內(nèi)，承隨著廢氣溫度的降低，這些揮發(fā)成分絕大部分冷凝成細(xì)霧，被生料所吸附或者吸收，又帶回窯內(nèi)，這樣反復(fù)進(jìn)行，形成了一個(gè)預(yù)熱器和窯爐之間的內(nèi)部循環(huán)，使氯、堿、硫的化合物富集起來(lái)。當(dāng)窯尾溫度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，富集了的氯、堿和硫化合物在低溫下溶融，使生料粉黏附在廢氣管道內(nèi)部，隨著溫度的上升，粉塵黏附的數(shù)量和硬度也不斷增加，最后出現(xiàn)系統(tǒng)風(fēng)道堵塞；
??? 2、當(dāng)窯尾高溫廢氣不作為預(yù)熱器熱源而直接與二次風(fēng)混合進(jìn)入分解爐時(shí)，雖然能充分利用廢氣的熱量，但因廢氣中含氧量很代，與二次風(fēng)混合后降低了二次風(fēng)的含氧濃度，不利于燃料的充分燃燒。顯溫高效體積緊湊的氣-氣熱管換熱器，用新鮮的空氣將窯尾高溫廢氣的熱量取出作為高溫?zé)犸L(fēng)就可以避免以上問(wèn)題的產(chǎn)生，其流程如下圖所示。由回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的窯尾廢氣約為950～1050℃，進(jìn)入高溫?zé)峁軗Q熱器的蒸發(fā)段，將熱量傳遞給高溫?zé)峁埽禍睾蟮膹U氣溫度仍在600℃以上。如果燃料含硫量不高則可再次進(jìn)入預(yù)熱器系統(tǒng)作為預(yù)熱生料的熱源，如原料含硫量高則可作為其他熱源使用。由冷卻機(jī)出來(lái)的二次風(fēng)溫度約為600～700℃（溫度的高低與冷卻機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)），進(jìn)入高溫?zé)峁軗Q熱器的冷凝段。由高溫?zé)峁軅鱽?lái)的熱量將二次風(fēng)的溫度進(jìn)一步提高到750～850℃，進(jìn)入分解爐。這樣既利用了高溫廢氣高品位余熱，又不致于降低二次風(fēng)中的含氧量。由于入爐的二次風(fēng)溫度提高，含氧量高，因而入分解爐的燃料可以充分燃燒，大大節(jié)省燃料，達(dá)到節(jié)能的效果。
??? 五、水泥旋窯窯體表面的余熱回收
??? 水泥旋窯工作時(shí)燒成段窯體表面溫度達(dá)300-350℃，目前都采用風(fēng)冷降溫，大量的熱能直接散發(fā)到大氣中，這不僅浪費(fèi)了大量的熱能，也造成了窯體周圍的高溫污染。窯體表面散失的熱能是可以回收利用的，我公司研制開(kāi)發(fā)了集熱式窯體表面余熱回收系統(tǒng)。根據(jù)企業(yè)的需要，將回收的熱能加熱水或空氣，熱水可供生活和制冷，熱空氣可供烘干用。既能降低窯體溫度又節(jié)省了加熱水或空氣所需的燃料費(fèi)、風(fēng)扇電費(fèi)，減少粉塵和二氧化碳排放。節(jié)能環(huán)保一舉兩得，改造投資一年內(nèi)可以全部收回，經(jīng)濟(jì)效率十分顯著。
??? 下圖為水泥旋窯窯體表面顯熱回收利用冬季用來(lái)采暖。夏季用來(lái)制冷工作示意圖：
??? 六、企業(yè)簡(jiǎn)介
??? 廈門高譜科技有限公司是專業(yè)提供工業(yè)余熱回收項(xiàng)目整體解決方案及系統(tǒng)服務(wù)為核心的余熱利用裝備供應(yīng)商、服務(wù)商。擁有豐富的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累，除了常規(guī)的余熱回收技術(shù)以外，還掌握了純低溫余熱發(fā)電的核心裝備設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，熱水發(fā)電技術(shù)國(guó)內(nèi)一流。
??? 公司秉承“創(chuàng)造一流品質(zhì)，追求卓越服務(wù)”的經(jīng)營(yíng)理念，本著“團(tuán)結(jié)、拼搏、創(chuàng)新、共贏”，與多家國(guó)家級(jí)設(shè)計(jì)院合作，提供余熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)和裝備制造，致力于現(xiàn)代科技與實(shí)際應(yīng)用的完美結(jié)合，樹(shù)立了許多高效節(jié)能的典范。
??? 我公司先后對(duì)青島啤酒、可口可樂(lè)、藍(lán)星集團(tuán)、蘭石集團(tuán)、豐樂(lè)農(nóng)化、藍(lán)天熱電、百事食品（中國(guó)）有限公司大中華區(qū)域所有工廠各類型加熱爐煙氣余熱回收項(xiàng)目、武鋼礦業(yè)集團(tuán)鄂州球團(tuán)廠等企業(yè)的余熱回收節(jié)能改造，均獲得成功。
??? 公司技術(shù)力量雄厚，主要從事各類余熱回收產(chǎn)品的研發(fā)和各類非標(biāo)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，公司產(chǎn)品函蓋整個(gè)余熱回收領(lǐng)域。
??? 詳情請(qǐng)登錄公司主頁(yè)http://www.xmgpkj.com，或致電0592-5021971 13959212593。
??? 作者：蘇軍
??? 來(lái)源：廈門高譜科技有限公司