隧道窯余熱發(fā)電技術(shù)在建材磚瓦行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)展

隧道窯余熱發(fā)電技術(shù)在建材磚瓦行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)展摘要：在鋼鐵、化化工、水泥等等生產(chǎn)領(lǐng)域，已已廣泛通過(guò)采采用余熱發(fā)電電技術(shù)節(jié)能降降耗，而在建建材磚瓦行業(yè)業(yè)中隧道窯的的余熱利用還還基本上停留留在干燥磚坯坯、加熱生活活用水等低利利用率、低價(jià)價(jià)值階段。但但隨著山東棗棗礦集團(tuán)新中興興有限公司建建材廠隧道窯窯余熱發(fā)電機(jī)機(jī)組的成功并并網(wǎng)發(fā)電，翻翻開(kāi)了隧道窯窯余熱發(fā)電的的新篇章。關(guān)鍵詞：隧道窯窯；煤矸石制制磚；余熱發(fā)發(fā)電；前景1前言隨著全球資源的的日益緊缺，尤尤其是煤、石石油、天然氣氣等資源的不不可再生性，國(guó)國(guó)家不斷鼓勵(lì)勵(lì)發(fā)展以節(jié)能能降耗為目的的的新工藝、新新技術(shù)，并從從政策、資金金等各方面加加以扶持，使使得余熱發(fā)電電技術(shù)近年來(lái)來(lái)取得長(zhǎng)足的的發(fā)展。在鋼鋼鐵、化工、水水泥等生產(chǎn)領(lǐng)領(lǐng)域，余熱發(fā)發(fā)電技術(shù)已趨趨成熟，但建建材磚瓦行業(yè)業(yè)中的隧道窯窯余熱發(fā)電技技術(shù)應(yīng)用還處處于起步應(yīng)用用階段。目前前，國(guó)內(nèi)大部部分磚瓦建材材廠家對(duì)隧道道窯的余熱利利用率較低，只只將低品位的的余熱用于磚磚坯干燥和生生活用水加熱熱，而將大量量高品位的余余熱直接廢棄棄掉。電力作作為二次能源源，價(jià)值高且且使用方便；；因此，研究究利用這些被被廢棄掉的余余熱進(jìn)行發(fā)電電既符合國(guó)家家環(huán)保節(jié)能的的要求并節(jié)約約資源，又會(huì)會(huì)使企業(yè)的生生產(chǎn)成本大大大地降低，推推動(dòng)磚瓦企業(yè)業(yè)朝著資源節(jié)節(jié)約型、環(huán)境境友好型的方方向發(fā)展，步步入良性循環(huán)環(huán)經(jīng)濟(jì)。2應(yīng)用現(xiàn)狀國(guó)外的余熱發(fā)電電技術(shù)和裝置置的研制開(kāi)發(fā)發(fā)時(shí)間比我國(guó)國(guó)早，總體技技術(shù)水平比我我國(guó)高，應(yīng)用用范圍更廣，在在冶金、水泥泥、化工、石石化、煉焦、碳碳黑等行業(yè)已已取得較好的的成效。國(guó)外外的余熱發(fā)電電技術(shù)人員主主要是對(duì)原料料干燥技術(shù)、二二級(jí)余熱補(bǔ)燃燃發(fā)電技術(shù)進(jìn)進(jìn)行研制開(kāi)發(fā)發(fā)。在隧道窯窯上安裝余熱熱鍋爐，直接接利用余熱發(fā)發(fā)電的技術(shù)方方面，目前還還處于研制開(kāi)開(kāi)發(fā)階段。國(guó)內(nèi)建材磚瓦行行業(yè)對(duì)隧道窯窯的余熱利用用率較低，其其余熱利用方方式主要是將將隧道窯產(chǎn)品品冷卻產(chǎn)生的的熱風(fēng)，通過(guò)過(guò)引風(fēng)機(jī)送到到磚坯干燥窯窯對(duì)磚坯進(jìn)行行干燥，以減減少干燥窯一一次能源消耗耗量，使磚瓦瓦企業(yè)獲得一一定的經(jīng)濟(jì)效效益。由于磚磚坯的干燥主主要是蒸發(fā)原原料中的水份份，利用隧道道窯內(nèi)100～200℃的余熱足夠夠磚坯干燥所所需熱量；直直接利用隧道道窯高品位余余熱（排煙溫溫度450～800℃和產(chǎn)品冷卻卻溫度450～1050℃）用于干燥燥，則會(huì)導(dǎo)致致干燥窯熱量量過(guò)剩，同時(shí)時(shí)大大地降低低余熱的利用用價(jià)值，使隧隧道窯的能源源浪費(fèi)轉(zhuǎn)移到到干燥窯；干干燥窯能源損損失量大，而而能量品位又又低，散失了了余熱再利用用的價(jià)值。磚瓦企業(yè)的余熱熱利用除磚坯坯干燥以外，其其它方式的余余熱利用量很很小，利用價(jià)價(jià)值很低（如如加熱生活用用水等），相相當(dāng)多的磚瓦瓦企業(yè)（70%左右）根本本就不利用而而直接廢棄。如果將磚瓦企業(yè)業(yè)隧道窯高品品位余熱（450～800℃的排煙余熱熱和450～1050℃的產(chǎn)品冷卻卻余熱）收集集轉(zhuǎn)化為價(jià)值值更高的電力力能源，而品品位較低、余余熱鍋爐難以以利用的余熱熱（100～450℃）再用于磚磚坯預(yù)熱、干干燥，實(shí)現(xiàn)余余熱的梯級(jí)利利用，有效地地利用好余熱熱既可滿足生生產(chǎn)的需求，充充分利用好現(xiàn)現(xiàn)有干燥設(shè)備備，提高磚瓦瓦企業(yè)隧道窯窯余熱利用的的價(jià)值和效率率，又解決磚磚瓦企業(yè)余熱熱過(guò)剩的問(wèn)題題，將大大地地降低企業(yè)的的生產(chǎn)成本，并并節(jié)約資源，從從而推動(dòng)磚瓦瓦企業(yè)的循環(huán)環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隧道窯余熱發(fā)電電技術(shù)正是依依據(jù)以上原則則開(kāi)發(fā)的高效效節(jié)能技術(shù)。在在急冷段安裝裝換熱裝置，主主要吸收450℃以上的高品品位熱量，而而對(duì)450℃以下的熱量量則用于磚坯坯干燥，這樣樣既不影響生生產(chǎn)現(xiàn)狀，也也可避免高品品位能量的降降級(jí)利用問(wèn)題題。安裝余熱熱鍋爐換熱裝裝置后，冷卻卻段將形成一一個(gè)比較穩(wěn)定定的溫度場(chǎng)，其其溫度的高低低主要取決于于鍋爐壓力和和磚行進(jìn)速度度，并沿磚行行進(jìn)方向形成成一個(gè)穩(wěn)定的的溫降曲線。此此外，采用抽抽風(fēng)冷卻還會(huì)會(huì)把高品位的的能量降低等等級(jí)后才能通通過(guò)風(fēng)機(jī)送到到干燥窯利用用，不利于余余熱的高效利利用。通過(guò)余余熱鍋爐把高高品位熱量用用來(lái)生產(chǎn)高效效益的電能，而而對(duì)450℃以下較低品品位的熱量再再用于磚坯預(yù)預(yù)熱、干燥，實(shí)實(shí)現(xiàn)余熱的梯梯級(jí)利用，有有效地利用好好余熱。目前國(guó)內(nèi)從事余余熱發(fā)電的企企業(yè)有近百家家，主要從事事冶金、水泥泥、化工、石石化、煉焦、碳碳黑等行業(yè)的的余熱發(fā)電。從從事建材行業(yè)業(yè)隧道窯余熱熱發(fā)電的企業(yè)業(yè)，目前全國(guó)國(guó)只有少數(shù)幾幾家。其中這這些大部分企企業(yè)僅能將高高品位的余熱熱轉(zhuǎn)化為低溫溫、低壓的蒸蒸汽用于發(fā)電電，其余熱利利用率仍較低低、發(fā)電量較較少；相對(duì)而而言，長(zhǎng)期從從事余熱發(fā)電電技術(shù)研發(fā)、應(yīng)應(yīng)用的四川國(guó)國(guó)立能源科技技有限公司在在隧道窯余熱熱發(fā)電技術(shù)和和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)上上有較大優(yōu)勢(shì)勢(shì)，該公司不不僅擁有“隧道窯余熱熱發(fā)電裝置”專(zhuān)利技術(shù)，又又將此技術(shù)應(yīng)應(yīng)用于山東棗棗礦集團(tuán)新中興興有限公司建建材廠兩條4.6米隧道窯(設(shè)計(jì)年產(chǎn)6000萬(wàn)標(biāo)磚)，余熱發(fā)電電機(jī)組于2008年9月13日成功并網(wǎng)網(wǎng)發(fā)電。由于于該套余熱發(fā)發(fā)電裝置采用用了自主研發(fā)發(fā)的隧道窯生生產(chǎn)工藝需要要的“分段換熱技技術(shù)”、“隧道窯余熱熱鍋爐過(guò)熱蒸蒸汽恒溫技術(shù)術(shù)”、“分散熱源能能量回收熱力力系統(tǒng)熱工監(jiān)監(jiān)控技術(shù)”，較好地解解決了煤燒隧隧道窯余熱吸吸收、收集、能能量轉(zhuǎn)換、安安全運(yùn)行等技技術(shù)問(wèn)題。同同時(shí)集合現(xiàn)有有成熟的“分散熱源能能量回收匯集集技術(shù)”、“鈉離子交換換水處理技術(shù)術(shù)”、“余熱鍋爐技技術(shù)”、“蒸汽發(fā)電技技術(shù)”和“熱工儀表監(jiān)監(jiān)控保護(hù)技術(shù)術(shù)”，使整套余余熱利用裝置置達(dá)到余熱利利用率高、節(jié)節(jié)能降耗效果果顯著、無(wú)二二次污染、企企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益益提高、煤燒燒隧道窯余熱熱發(fā)電的目標(biāo)標(biāo)，并取得較較滿意的效果果。與余熱僅僅用于磚坯干干燥技術(shù)及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為低溫、低低壓的蒸汽用用于發(fā)電相比比，節(jié)能效果果更好，技術(shù)術(shù)更先進(jìn),更具有經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益，更有有利于磚瓦企企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)濟(jì)的發(fā)展，也也因此更具有有隧道窯余熱熱發(fā)電技術(shù)及及應(yīng)用的前景景優(yōu)勢(shì)。3應(yīng)用前景為了保證國(guó)民經(jīng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)發(fā)展，我國(guó)煤炭的的生產(chǎn)量逐年年增加，目前已占到到全世界的三三分之一，但但煤矸石也隨著著增加。目前前累計(jì)堆有煤煤矸石山1500多座，約40億t，占地1.3萬(wàn)hm2以上，而且每年約約以1億t的速度遞增增。而每年煤矸矸石利用量?jī)H僅6000萬(wàn)噸左右，占排排放量的40％；其中用于生生產(chǎn)磚瓦產(chǎn)品品的為3400萬(wàn)噸左右，占利利用量的56％。為加大大煤矸石利用用量，減少占占地和保護(hù)環(huán)環(huán)境，國(guó)務(wù)院院和有關(guān)部門(mén)門(mén)已多次發(fā)出出通知，要求求充分利用煤煤矸石資源，大大力推廣煤矸矸石制磚，限限制粘土磚的的生產(chǎn)，并且且還頒布了利利用煤矸石制制磚減免增值值稅和所得稅稅等優(yōu)惠政策策。建材磚瓦行業(yè)摻摻加工業(yè)廢爐爐渣、粉煤灰灰、煤矸石制制磚已有40多年的歷史，是是我國(guó)最早注注意到節(jié)能利利廢、開(kāi)展循循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)踐踐，建設(shè)節(jié)約約型社會(huì)的行行業(yè)之一。幾幾十年不懈努努力探索，通通過(guò)實(shí)施“墻材革新與與建筑節(jié)能”系統(tǒng)工程和和燒結(jié)磚質(zhì)量量整頓工作，在在科學(xué)發(fā)展觀觀的統(tǒng)領(lǐng)下，磚磚瓦行業(yè)貫徹徹執(zhí)行國(guó)家建建材工業(yè)“總量控制、淘淘汰落后、提提高質(zhì)量、增加效益”的總方針，提提高質(zhì)量，降低生產(chǎn)成成本，節(jié)地、節(jié)節(jié)能、利廢和和資源綜合利利用的意識(shí)更更加明確，更更加自覺(jué)，更更加主動(dòng)。生生態(tài)環(huán)境改善善的磚瓦企業(yè)業(yè)如雨后春筍筍般成長(zhǎng)起來(lái)來(lái)，在節(jié)能利廢廢方面所做的貢獻(xiàn)越來(lái)來(lái)突出。不容容置疑，磚瓦行業(yè)已已成為循環(huán)經(jīng)經(jīng)鏈中重要的的一環(huán)，成為為建設(shè)節(jié)約型型社會(huì)的生力力軍。我國(guó)自80年代代引進(jìn)外國(guó)制制磚設(shè)備和生生產(chǎn)設(shè)備以來(lái)來(lái)，煤矸石磚磚已逐漸實(shí)現(xiàn)現(xiàn)多品種、系列化，作為為焙燒窯的輪窯窯逐漸被淘汰汰，取而代之之的是隧道窯窯的蓬勃發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)內(nèi)已建成有隧隧道窯磚瓦生生產(chǎn)線7000多條，其中中，3.3米型約2100條、4.6米型約4500條、6.9米型約1000條、9.2米型約10條，并且其其數(shù)量還在不不斷的增長(zhǎng)中中。國(guó)外隧道窯余熱熱利用技術(shù)普普遍采用窯外外取熱與二次次加熱相結(jié)合合的方式。德德國(guó)某公司開(kāi)開(kāi)發(fā)的隧道窯窯余熱發(fā)電裝裝置，一般應(yīng)應(yīng)用于大型煤煤礦年產(chǎn)量約約3億標(biāo)磚以上上的建材企業(yè)業(yè)，并且在余余熱鍋爐蒸汽汽過(guò)熱階段，在在窯外配置有有煤層瓦斯氣氣為燃料的鍋鍋爐來(lái)提高蒸蒸汽溫度、壓壓力，發(fā)電裝裝機(jī)約3～6MW，單位造價(jià)價(jià)折合人民幣幣約15000～20000元/KW。我國(guó)磚瓦企業(yè)的的現(xiàn)狀是小而而分散，現(xiàn)有有和在建的煤煤矸石制磚隧隧道窯磚瓦企企業(yè)的產(chǎn)量，約60%的磚瓦企業(yè)設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為3000～6000萬(wàn)標(biāo)磚，40%的磚瓦企業(yè)年產(chǎn)量為6000萬(wàn)～2億標(biāo)磚，產(chǎn)量達(dá)到3億標(biāo)磚的磚瓦企業(yè)幾乎沒(méi)有。磚瓦企業(yè)規(guī)模越大，余熱發(fā)電的建設(shè)條件越好，單位造價(jià)就越低，按我國(guó)磚瓦企業(yè)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)承受能力，余熱發(fā)電工程造價(jià)一旦超過(guò)12000元/KW，將沒(méi)有企業(yè)可以承受，比較合理的價(jià)格是7000元/KW左右，因此國(guó)外同類(lèi)技術(shù)在短時(shí)期內(nèi)很難進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。以4.6米隧道窯平均有350KW發(fā)電能力，每KW平均投入8000元計(jì)算，全國(guó)有近2450MW的發(fā)電潛力，約200億元的市場(chǎng)。以全國(guó)50%的企業(yè)在10年內(nèi)采用隧道窯余熱發(fā)電裝置計(jì)算，每年最少也有10億元的市場(chǎng)容量（未計(jì)算每年新建的隧道窯生產(chǎn)線）。4結(jié)語(yǔ)總之，隧道窯的的余熱發(fā)電技技術(shù)現(xiàn)已成功功地應(yīng)用在隧隧道窯生產(chǎn)線線上，只是因因受各種因素素的影響，目目前該技術(shù)的的應(yīng)用還未能能形成規(guī)模化化、批量化。但但隨著隧道窯窯余熱發(fā)電技技術(shù)的日臻完完善，使其單單位造價(jià)不斷斷降低，同時(shí)時(shí)在國(guó)家對(duì)建建材磚瓦行業(yè)業(yè)節(jié)能降耗的的政策引導(dǎo)和和扶持下，必必將使更多的的磚瓦企業(yè)進(jìn)進(jìn)入利用隧道道窯余熱進(jìn)行行發(fā)電的行列列中，從而使使隧道窯余熱熱發(fā)電應(yīng)用市市場(chǎng)不斷擴(kuò)大大。相信隨著著國(guó)家相關(guān)政政策的出臺(tái)以以及磚瓦企業(yè)業(yè)對(duì)隧道窯余余熱發(fā)電技術(shù)術(shù)應(yīng)用的廣泛泛認(rèn)可，隧