试论提高水泥窑余热发电量的优化措施

刘翠平

摘 要：近年来，水泥窑余热发电作为一种近代研发出来的发电方式，受到了许多节能环保专家和企业的推崇，在各种工程中都有着或大或小的运用。为此，本文主要就提高水泥窑余热发电量的优化措施，作了具体的分析，以供广大同仁参考借鉴。

关键词：水泥窑；余热发电；优化措施

引 言：目前，从我国水泥窑余热发电的大体现况来看：和西方某些国家相比较我国水泥窑余热发电起步较晚，发展史较短。虽然近年来由于我国对能源再利用的高度重视，水泥窑余热发电技术有了极大的进展。然而，我们必须要认识到，目前我国的水泥窑余热发电技术在关键地方仍然没有突破，很多技术性依旧正处于攻克阶段。

1 水泥窑余热发电优化设计原则

1.1 严格遵循热电原则。在正式启动水泥窑余

热发电系统时，我们必须对水泥窑余热发电系统中的各个参数进行计算，确保水泥窑产生的热量最终都运用到了水泥窑余热发电的换热装置中，不会出现多余的能源浪费，或者不切实际的热电转换率，水泥窑提供了多少热能，水泥窑余热发电装置就利用了多少的热能。

1.2 余热发电系统必须足够稳定

作为水泥窑中的附加系统，水泥窑的余热发电系统必须有足够高的稳定度。一方面，确保水泥窑在工作时的偶发性超温不会影响到水泥窑余热发电系统的正常运转，即水泥窑余热发电系统的最高温度必须高于水泥窑在工作时的高温阈值。另一方面，水泥窑余热发电系统在运转时，也不能对水泥窑的正常运行产生各方面的影响，以造成工程任务难以按时完成。

2水泥窑余热发电优化措施

2.1充分利用水泥窑余热措施

（1）双压技术

首先，我们必须要理解双压技术的概念，双压技术，作为近代研发出的一种全新的热能搜集技术，它摒弃了传统热能搜集技术中所存在的能量压缩率低、工艺复杂、耗能高和二次污染重等方面的缺点拥有能量转运率效率高、污染小等方面的优势。双压技术，顾名思义，即对高低温蒸汽进行分流处理，利用热能学的相应流体特征，对两种有差异的温度气体的流动，通过这种流体的自然流动加上外界极其所产生的压力，对热能气体进行两次压缩，最终达到迅速转运气体的技术。

为了更为科学地研究出这种双压技术在实际生产中的作用，通过对现代最通用的普通水泥窑进行了对照试验，一个采用老式的压缩技术，另一个水泥窑余热发电利用新式的双压技术，在类似环境，相同温度，相同时间里同时对500kg水泥进行操作，并同时启用相同结构的水泥窑余热发电技术。最终结果显示所产生的电能，采用了双压技术的水泥窑的余热发电量要比老式压缩技术的水泥窑余热发电量高32%。这表明了双压技术的使用的确能够提高水泥窑余热发电水平。

除此之外，随着现代水泥工艺的不断发展，双压技术也不止减少运作能量这一方面的内容来提高水泥窑余热发电装置的热电转换率，同时，它还可以运用在水泥窑的烟尘排出管道中。双压技术运用到烟尘排出管道中，能够大大降低烟尘污染对于外界環境所造成的热污染。另一方面，双压技术的运用使得烟尘管道中的热能可以得到再次搜集和利用，防止由于烟尘的排出带走多余的热量，这也是近代对于双压技术的一个极大方面的拓展和延伸。

（2）循环再利用窑头锅炉排烟

在现在的余热发电系统中窑头锅炉排烟的流程一般是经除尘装置后由窑头排风机排入大气，排烟温度大约在100℃左右，热量并没被有效利用。其实这部分的热量是可以很好的加以利用的。利用循环风管道把将要排到大气的烟气接入篦冷机下冷却风机入口，可以把进入窑头锅炉的烟气温度提高20℃～50℃，使余热发电量大幅度增加。循环再利用窑头锅炉排烟系统中，循环风管道接入篦冷机二段和三段前部的冷却风机入口，这样不会对水泥熟料质量产生影响。

窑头排烟的循环再利用虽然增加了发电量，同时也提高了冷却风机功耗，这是其不利的因素。不过它产生的发电量的增加要远远大于所带来的不利影响，循环风管道投资成本较低而且安装也方便，所以窑头排烟对风的循环再利用是一个重要举措去提高余热发电系统发电能力，而且效果在高寒地区更为明显。

（3）优化煤磨取风工艺

煤磨，作为水泥窑中一个极为重要的工艺步骤，它不仅仅是水泥窑在水泥工艺中起到举足轻重的一个环节，同时，也是水泥窑中大量热能损耗的一个环节，对这个环节点的相应工艺进行优化，是极为有必要的。对于目前大多数水泥窑中煤磨工艺中所需要的热量往往远远小于水泥窑实际所提供的煤磨工艺所需热量，这样的巨大温差往往直接导致了水泥窑在煤磨在运行这个步骤中热量的损耗，对于这种问题，可以在供给煤磨的热风提供步骤中参杂少数的冷空气，从而降低这一步骤中的热能损耗，而冷热空气的对流产生流体动力，可以对多余的热量进行相应的作用，最终使水泥窑余热发电装置的余热利用率大大提高，回收到更多的电力资源。

（4）窑筒体辐射热利用

窑筒体表面温度大约在 300℃～400℃，并每时每刻在向周围辐射热量，所以可以在窑筒体周围设置辐射换热面来回收部分的热量。窑筒体表面的温度不是太高，加上温度的四次方与辐射换热能力成正比，如果单靠辐射的热量是不足产生高温蒸汽，难以将这部分的热量用来发电。目前看来，主要是采用一套独立的水循环系统，把窑筒体辐射产生的热水用来对外供热水或采暖，这样可以带来巨大的经济效益。

2.2 提高余热发电系统效率措施

（1）安装公共过热器

研究结果表明，在一定程度内，对于某一个稳定的水泥窑余热发电系统来说，其所处环境的温度和适度差越大，相应的系统的发电效率也就越高。因此，我们可以利用这个理论，适度使水泥窑余热发电系统所处环境过热，最后引起相应的水泥窑余热发电系统的发电率最大化。

这一理论我们主要通过公共过热器这一装置来实现，一般来说，普通水泥窑的窑尾锅炉的温度在290℃～340℃左右，最终排出的气体的余热也和这个工作温度相差无几。加上公共过热器的装置后，可以将窑尾锅炉的温度提升到400℃左右，在这个温度下，水泥窑仍然能够正常的运转。但是，对于水泥窑余热发电系统来说，这一措施的采用却能够极大的提高水泥窑余热发电装置的发电效率，蒸汽温度的升高，能够有效提高其相应工作效率，而不影响水泥窑自身的正常运转和工作情况。

（2）提高凝汽器真空度

一般来说，水泥窑发电装置所排出的余热气体的蒸汽湿度越低，最后对于水泥窑余热发电装置的发电效率的提升也就越快，反之亦然。因此，在设计相应的水泥窑余热发电时，我们对于凝汽器的真空度的提高方式主要有以下三种：①增加抽干器的工作效应。蒸汽抽干器的作用主要是使余热发电装置运转的过程中所产生的气体湿度不至于过高而影响其工作的正常运行，抽干器的作用也影响凝汽器的工作效率。②采取胶球清洗装置。胶球清洗装置的适度使用，一方面可以减少冷热端之间的温差，减少温度转换过程中凝汽器积存物的产生；另一方面，可以降低凝汽的相应温度，提高凝汽器的工作效率。③设计出实际合理的循环冷却系统，在循环冷却系统的实际投入运行之前必须进行严格的计算，防止由于冷凝水过多最后导致凝汽器的运行效率低下。

3 结束语

总之，随着水泥窑生产线越来越广泛的运用到现代生活生产之中，如何开发出更为科学高效的水泥窑余热发电技术，如何运用现有的科学技术对水泥窑余热发电技术进行优化，这是我们在日后必须努力进一步研究的问题。

参考文献：

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[2]王维. 余热发电节能新宠[J]. 水泥工程. 2005（02）.

[3]贾华平. 浅谈水泥厂余热发电的考核[J]. 新世纪水泥导报. 2012（03）.