卡琳娜循環(huán)（Kalina Cycle）是運(yùn)用在余熱發(fā)電中的一種利用氨和水混合物的作為工作介質(zhì)的新穎的、高效的動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)。中國(guó)水泥行業(yè)了解該系統(tǒng)源于上海盛合新能源科技有限公司。2007年，在中國(guó)水泥網(wǎng)主辦的“水泥純低溫余熱發(fā)電峰會(huì)”上，上海盛合總裁張高佐提出的卡琳娜循環(huán)，以其高發(fā)電率讓業(yè)界一片嘩然。在隨后的幾年中，歷屆余熱發(fā)電會(huì)議卡琳娜循環(huán)都是關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　上海盛合曾表示，從理論上推斷，通過(guò)采用卡琳娜循環(huán)技術(shù)，水泥余熱發(fā)電項(xiàng)目在熱源參數(shù)不變的情況下，噸熟料發(fā)電量創(chuàng)下86.4 kWh/t之高。這一數(shù)據(jù)讓行內(nèi)很多人都非常吃驚。但同時(shí)，因其采用的是完全不同的熱力循環(huán)系統(tǒng)，也至今未在實(shí)際項(xiàng)目上實(shí)踐過(guò)，很多人都對(duì)該技術(shù)心存疑慮。上海盛合新能源公司總裁張高佐對(duì)這種疑慮并不否認(rèn)，但是同時(shí)盛合公司也在積極尋求實(shí)踐驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)。而一直以來(lái)，我們聽(tīng)到的很多聲音都是宣稱(chēng)運(yùn)用卡琳娜循環(huán)的噸熟料發(fā)電量最高能夠達(dá)到60kWh/t，甚至更高。然而，在7月21日召開(kāi)的“第八屆余熱利用國(guó)際峰會(huì)”上，我們卻聽(tīng)到了不同的聲音。

中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問(wèn)高長(zhǎng)明

　　會(huì)上，中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問(wèn)高長(zhǎng)明介紹說(shuō)，2011年8月份，史密斯公司收購(gòu)了Wasabi Energy Co.全球的卡琳娜循環(huán)許可證。他強(qiáng)調(diào)，卡琳娜循環(huán)并不像之前曾經(jīng)宣傳過(guò)的那樣，噸熟料發(fā)電量能夠到60kWh/t。和以水為工質(zhì)的情況作對(duì)比，在同樣的條件下，最高能夠提高發(fā)電量50%，最少提高10%。當(dāng)然，這是在水為工質(zhì)沒(méi)有達(dá)到35kWh/t的條件下，若之前已經(jīng)達(dá)到了35kWh/t，則后期不可能提高到45-55kWh/t，更別說(shuō)是60kWh/t了，若是86.4kWh/t就更“離譜”了。

　　高長(zhǎng)明給出了一些表格和數(shù)值作為參考，從上圖中可以看到，在4500-8000t/d的熟料區(qū)間，每小時(shí)發(fā)電量可以達(dá)到30-45kWh/t，對(duì)于卡琳娜循環(huán)來(lái)說(shuō)，效率會(huì)更高一些。

卡琳娜循環(huán)、有機(jī)工質(zhì)循環(huán)和水蒸汽循環(huán)介質(zhì)的余熱利用特征

　　上圖說(shuō)明三種介質(zhì)在250℃左右的溫度情況下，只有水蒸汽循環(huán)熱能的轉(zhuǎn)換是平行的。平時(shí)采取的雙壓，閃蒸盡管是在同樣的溫度下是可以轉(zhuǎn)換相同熱能，可是到了一定的溫度，水蒸汽的轉(zhuǎn)換就迅速增大。而在低溫區(qū)，ORC的有機(jī)工質(zhì)是比較有利的?？漳妊h(huán)正好兼顧了高溫和低溫，也就是說(shuō)，在相同能量的時(shí)候，所適應(yīng)的溫度會(huì)比較高，能夠轉(zhuǎn)換的能量也相對(duì)較大。[Page]

　　在水泥工業(yè)當(dāng)中，怎樣降低熱耗、電耗，降低排出的煙氣溫度一直是關(guān)注的話題，如果采取措施得當(dāng)，水泥窯排出的煙氣溫度就不會(huì)是330℃、350℃了，有可能只有300℃，甚至是更低的200℃。如此看來(lái)，卡琳娜循環(huán)就比水的工質(zhì)要有更多的優(yōu)越性。

　　據(jù)高長(zhǎng)明介紹，卡琳娜循環(huán)目前已經(jīng)在國(guó)際上應(yīng)用，2011年8月份，史密斯公司收購(gòu)了Wasabi Energy Co.全球的卡琳娜循環(huán)許可證，用于水泥窯余熱發(fā)電 （除了事先卡琳娜循環(huán)已售出許可證的少數(shù)國(guó)家外）。在2011年10月份，史密斯又與巴基斯坦DG Khan公司Khairpur水泥廠簽約，在一臺(tái)6700t/d水泥窯上采用卡琳娜循環(huán)進(jìn)行余熱發(fā)電，裝機(jī)8.6MW，并將于2012年第三季度調(diào)試。2012年1月份的時(shí)候FLSmidth與阿聯(lián)酋Aditya Birla集團(tuán)Star 水泥公司 Ras Al Khaimak水泥廠簽約在一臺(tái)6850t/d水泥窯上利用篦冷機(jī)的廢氣余熱，采用Kalina Cycle發(fā)電 5.2MW，并將于2013年初進(jìn)行調(diào)試。

不同的工藝排放的廢氣量相對(duì)應(yīng)的熱能效果

　　高長(zhǎng)明表示，未來(lái)余熱發(fā)電還有很大的市場(chǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)目前已經(jīng)有700條窯采用了余熱發(fā)電，日本有23條，印度有15條，泰國(guó)有12條，中國(guó)臺(tái)灣有5條，加上遠(yuǎn)東、中東等其他國(guó)家加一起還不到100條。預(yù)計(jì)在2010-2015年間，全世界將新裝600條窯，2016-2020年期間，預(yù)計(jì)將新裝450條窯，所以在未來(lái)幾年內(nèi)，還將有上千條窯配套余熱發(fā)電。

2010年世界水泥工業(yè)采用余熱發(fā)電概況

2012年全球水泥窯采用余熱發(fā)電裝置統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)

　　據(jù)介紹，到2012年底，全球?qū)⑴涮子酂岚l(fā)電的窯約3700條，其中中國(guó)1730條，并且全是新型干法水泥窯。在全球來(lái)說(shuō)，除了日本、德國(guó)等國(guó)家用的是新型干法窯，別的國(guó)家還有用立波窯甚至是濕法窯的。所以，實(shí)際上全球的新型干法窯只有2900條。目前已經(jīng)裝好余熱發(fā)電窯的臺(tái)數(shù)大約是1000臺(tái)，到今年年底中國(guó)大約能達(dá)900臺(tái)，在2020年以前，全世界還有1100條窯要配套余熱發(fā)電，中國(guó)大約是350條。從投資額來(lái)說(shuō)，全世界的總共投資大約是170億美元，中國(guó)約需要投資180億人民幣。這些就是未來(lái)余熱發(fā)電的市場(chǎng)份額，是未來(lái)卡琳娜技術(shù)搶占的市場(chǎng)，與傳統(tǒng)水工質(zhì)循環(huán)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)。