今年，國家宏觀調控的主要原因是固定資產投資增長過快，使煤、電、油、運難于支撐，影響了我國經濟的正常運行和社會的穩(wěn)步發(fā)展。作為能源消耗大戶的水泥工業(yè)，煤、電、運緊張已經成為嚴重制約水泥發(fā)展的瓶頸。特別是電力短缺，使水泥熱點地區(qū)水泥企業(yè)不能連續(xù)生產，不但直接影響水泥生產和市場供應，對水泥窯的安全運轉也帶來較大隱患。而水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)不僅發(fā)電成本低，經濟效益好，還可以緩解電力緊張的矛盾。同時，我國是聯(lián)合國氣候框架公約的成員國，通過節(jié)電，減少火力發(fā)電生產過程中產生的大量CO2，對減少溫室效應、保護生態(tài)環(huán)境也起著積極的作用。

　　一、余熱發(fā)電經過三個階段

　　我國水泥窯余熱發(fā)電大致經歷了中空窯高溫余熱發(fā)電、預熱器及預分解窯帶補燃爐中低溫余熱發(fā)電、預熱器及預分解窯低溫余熱發(fā)電三個發(fā)展階段。我國在20世紀20～30年代由于電力緊張，建設了一批干法中空窯余熱發(fā)電水泥廠，其水泥窯廢氣溫度為800℃～900℃、熟料熱耗為6700kJ/kg～8400kJ/kg，所配套的高溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力為每噸熟料100kWh～130kWh.以后，由于我國的電力短缺，中空窯余熱發(fā)電有了較大發(fā)展。80年代末至90年代初，在解決了余熱鍋爐所存在的許多重大技術問題和難題后，噸熟料余熱發(fā)電量大于170kWh，運行成本0.08～0.12元/kWh，標志著我國中空窯余熱發(fā)電技術達到了一個嶄新的水平，為原有中空余熱發(fā)電窯進行技術改造和新建一批類似生產線打下了良好的基礎。直到90年代初，預分解窯帶補燃爐余熱發(fā)電技術在我國開始應用。上述技術的發(fā)展均以提高發(fā)電量、緩解電力供應不足為主要目的，為我國水泥工業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻。

　　隨著人們節(jié)能和環(huán)保意識的提高，世界上單純以余熱利用為目的的預熱器及預分解窯低溫余熱發(fā)電在上世紀80年代初有了較大發(fā)展，其水泥窯廢氣溫度為350℃左右、熟料熱耗為2900kJ/kg～3300kJ/kg，所配套的純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力為每噸熟料30kWh～40kWh，這對水泥企業(yè)資源綜合利用、提高經濟效益有重大意義。在發(fā)達國家，特別是能源短缺地區(qū)，純低溫余熱發(fā)電已被廣泛應用。

　　二、帶補燃鍋爐余熱發(fā)電系統(tǒng)的特點

　　帶補燃鍋爐的余熱發(fā)電系統(tǒng)其實就是一座火電廠，我國帶補燃鍋爐的預分解窯余熱發(fā)電系統(tǒng)已運行了10多年。當水泥生產企業(yè)要求發(fā)電能力大且有煤矸石、垃圾等劣質燃料來源時，可采用帶補燃鍋爐的余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)。

　　帶補燃鍋爐的余熱發(fā)電系統(tǒng)主要設計思路為：利用低溫廢氣通過鍋爐生產高壓飽和蒸汽及高壓高溫熱水，其蒸汽通入補燃鍋爐汽包、高溫熱水做為補燃鍋爐給水，由于補燃鍋爐為消耗燃料的鍋爐，因此其蒸汽參數(shù)按火力發(fā)電廠中壓、中溫以上的參數(shù)要求確定。此系統(tǒng)符合通過理論分析所確定的余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)的原則，其180～350℃的低溫廢氣余熱利用方式與純中低溫余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)相同。

　　由于系統(tǒng)帶有補燃鍋爐，其發(fā)電裝機容量是變化的，確定發(fā)電裝機容量有如下兩種方式：一種是經濟型方式，即發(fā)電裝機容量按水泥廠全廠總用電功率的80%～90%確定。按此方式確定的裝機容量對于水泥生產廠來講，由于發(fā)電能力大，電站生產運行的經濟性即水泥生產廠的獲利是好的，但節(jié)能效果則不是很好。第二種是節(jié)能型方式，即發(fā)電裝機容量按技術上可能實現(xiàn)的最小補燃量來確定。按此方式確定的裝機容量其節(jié)能效果是好的，但對水泥廠來講由于發(fā)電能力受限，電站生產運行的經濟性則不是很好。

　　帶補燃鍋爐的余熱發(fā)電，由于其運行操作比火電廠復雜、不易控制，而且設備龐大、投資費用高，推廣受到一定的限制。雖然利用了水泥熟料生產余熱，節(jié)約了能源，但是，因增設補燃鍋爐而多發(fā)出的電能部分，與大容量的高溫高壓蒸汽發(fā)電相比，其單位電能煤耗要高40%以上，是不經濟的。另外，帶補燃鍋爐的余熱發(fā)電相當于一個小火電廠，這是國家政策不允許的。

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　　三、純低溫余熱發(fā)電的發(fā)展趨勢

　　在國內，經過十幾年的開發(fā)、研究和若干實際工程投產運行，對于水泥窯余熱發(fā)電來講，純低溫余熱發(fā)電技術無論是熱力循環(huán)系統(tǒng)還是設備（國產化）都已成熟可靠，尤其是補汽式汽輪機的研制成功，使我國余熱發(fā)電技術及裝備除了汽輪機本體效率比日本的產品略低外，總體上的技術水平已經趕上國際先進工業(yè)國家，為我國眾多的不同窯型水泥生產廠提供了可供選擇的余熱發(fā)電技術及裝備。對于余熱發(fā)電技術，無論是循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)工質，還是各種專用設備（余熱鍋爐、補燃鍋爐、汽輪機、鍋爐給水除氧設備等仍然有進一步發(fā)展、提高的余地，同時也存在著余熱發(fā)電技術如何與水泥熟料煅燒技術進一步結合以開發(fā)出帶有純低溫余熱發(fā)電的更加節(jié)能的新型干法水泥生產系統(tǒng)的問題。將水泥生產設備的節(jié)電技術與余熱發(fā)電技術結合起來開發(fā)出每公斤綜合能耗（熱耗及電網(wǎng)供電量）僅相當于3500kJ熱能的帶有純低溫余熱發(fā)電的新型干法水泥生產技術是現(xiàn)實的，也是可能的。

　　進入新世紀后，我國的經濟建設進入了一個高速穩(wěn)步發(fā)展的新時期，對水泥需求量的增加，促進了水泥工業(yè)的高速發(fā)展。隨著水泥生產規(guī)模的擴大，生產設備開發(fā)制造的大型化和國產化程度也逐年提高。我國近年來新建投產的新型干法水泥生產線，在工藝生產方法、自動控制、投資、生產規(guī)模、勞動生產率和環(huán)境保護等生產技術和裝備方面，已逐步接近國際先進水平，但我國的新型干法水泥廠可燃廢料的替代率和生產用電的自供率很低，與發(fā)達國家相比，存在很大差距。據(jù)報道，迄今為止，為解決電力供應緊張狀況，在新型干法線上加帶有補燃鍋爐的余熱發(fā)電系統(tǒng)，也不到10條生產線，而主要從節(jié)約能源、降低水泥生產成本考慮，配備有純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的，僅有3條新型干法水泥生產線。

　　純低溫余熱發(fā)電是利用窯頭、窯尾排放廢氣余熱發(fā)電，無需消耗燃料。在預分解窯系統(tǒng)上加設純中低溫余熱發(fā)電，能將水泥生產的綜合熱利用率從60%左右提高到90%以上，經濟效益明顯。純中低溫余熱發(fā)電量現(xiàn)已達到30～40kWh/t熟料，使水泥生產線的自供電量達到1/3以上，經濟效益是很可觀的，窯頭、窯尾廢氣通過余熱鍋爐溫度進一步降低后排放，對環(huán)境的熱污染程度降低。而相對于燃煤電站，不用燃煤發(fā)出10000kWh電，少排放近8t的CO2，這對減少溫室效應，保護生態(tài)環(huán)境，起著積極的促進作用。因此，在用新型干法生產線取代耗能高的立窯和濕法窯水泥生產方法的同時，在已投產運行和新建的新型干法窯生產線上，加設純中低溫余熱發(fā)電裝置，充分利用余熱發(fā)電，回收能源，將會成為我國水泥工業(yè)節(jié)能的一項重大舉措。