水泥窑纯低温余热发电关键技术专项规划方案

水泥窑纯低温余热发电技术专项规划中国建材行业联合会中华人民共和国建筑材料工业规划研究院二〇〇八年十一月

目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章指引思想、原则和目的 1一、指引思想 1二、实行原则 1三、规划目的 2第二章水泥窑低温余热发电技术现状 3一、水泥窑低温余热发电技术现状 3二、低温余热发电技术是水泥行业节能减排重要途径 6第三章实行方案 9一、重要内容 9二、装机容量、投资规模及实行进度 9三、组织实行 10四、节能减排效益 10第四章保障办法 12一、加强组织领导 12二、建立严格节能管理制度 12三、加大构造调节和节能新技术推广力度 13四、切实加强项目管理 13第一章指引思想、原则和目的为贯彻贯彻《国务院关于印发节能减排综合性工作方案告知》规定，切实做好水泥行业纯低温余热发电等重点节能技术推广工作，引导中央财政节能奖励资金及银行信贷资金使用方向，特编制《水泥窑纯低温余热发电技术推广规划》。一、指引思想以科学发展观为指引，贯彻节约资源基本国策，环绕实现《十一五年规划纲要》提出GDP能耗减少20%左右，重要污染物排放总量减少１０％节能减排目的规定，以及国家发改委等部门《印发关于加快水泥工业构造调节若干意见告知》提出水泥行业构造调节目的，以提高能源运用效率为核心，以公司为实行主体，大力推广新型干法水泥窑纯低温余热发电技术，充分发挥政府节能奖励资金引导作用，调动水泥公司节约能源资源积极性，尽快形成稳定可靠节能能力，为实现水泥行业构造调节和节能减排目的奠定坚实基本。二、实行原则（一）坚持公司为主实行与政府引导推动相结合。（二）坚持节能与构造调节、技术进步与环保相结合。（三）坚持强化节能审计与政策勉励相结合。（四）坚持突出重点与统分类指引相结合。（五）坚持整体推动与分年度有效实行相结合。三、规划目的通过推广实行水泥窑纯低温余热发电技术，争取在3-5年内建成260套水泥窑纯低温余热电站，装机容量1920MW，年发电111.42亿千瓦时，年节约原则煤390万吨原则煤。

第二章水泥窑低温余热发电技术现状一、水泥窑低温余热发电技术现状（一）国内水泥窑低温余热发电技术应用日趋广泛水泥窑低温余热发电技术推广与新型干法水泥技术推广密切有关。进入新世纪以来，国内新型干法水泥技术日趋成熟，一大批新型干法水泥生产线相继建成投产，极大地推动了水泥产业构造调节。经中华人民共和国水泥协会记录核算，到年终，全国已投产新型干法水泥生产线达到797条，熟料产能6.07亿吨，新型干法水泥熟料产量占水泥熟料总产量比重由12%上升到55%。全国水泥产量13.6亿吨，其中新型干法水泥产量约7.5亿吨。以所有采用国产装备纯低温余热发电站在上海金山水泥厂并网发电为标志，国内水泥窑低温余热发电技术开始在进入全面推广应用阶段。年终，全国有17条水泥生产线配套了低温余热发电系统；年终，有24套水泥窑低温余热电站建成投入运营，装机容量112.78MW；全国当年建成并投入运营水泥窑低温余热电站49座，新增装机容量424.3MW，到年终，全国水泥窑纯低温余热电站达到73套，总装机容量达到537MW，同期已签约低温余热发电项目更是达到200多项。预测至底，全国投入运营水泥窑低温余热电站将超过200座。（二）国内水泥窑低温余热发电技术达到国家先进水平国内水泥窑低温余热发电技术通过近年研发和生产实践，现已开发出拥有自主知识产权“单压、闪蒸、双压”三大低温余热发电热力系统，合用于不同窑型、各种废气热源回收运用，实现了为业主量身定做。在不增长窑系统热耗前提下，单压系统可达到约33~38kWh/t.cl余热发电能力，闪蒸系统可达到约34~40kWh/t.cl余热发电能力，双压系统可达到约34~42kWh/t.cl余热发电能力。当前，国产化自主知识产权低温余热发电技术已经达到国际先进水平，除在国内水泥公司广泛应用外，已开始被拉发基等国际大型水泥集团采用，国内水泥窑余热发电技术已经得到国际市场承认。（三）国内低温余热发电技术应用中存在问题1、国内新型干法水泥公司大量中低温余热未有效运用水泥生产过程中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排放350℃如下废气，其热量约占水泥熟料烧成系统总耗热量30%以上。由于过去受水泥熟料生产技术及国内节能技术装备研发水平限制，前些年投产新型干法水泥公司在生产过程中，有大量中、低温余热未能被充分运用，所导致能源挥霍很大。据记录，年终全国新型干法水泥生产线投产约797条，其中具备余热开发价值t/d以上新型干法水泥窑有600余条。预测到年年终和上半年，约有200条水泥窑完毕低温余热电站技改并投入运营，加上年终前已经投入运营74套水泥余热电站，预测具备余热开发价值水泥窑仍有300条左右。2、缺少低温余热发电设计规范当前国内纯低温余热发电规范未正式出台，缺少相应技术规范，加上国内从事水泥窑低温余热发电技术设计单位和设备生产厂家较多，市场竞争激烈。某些设计单位和设备生产厂家出于市场营销需要，未能做到结合公司生产实际，为公司量身定做余热发电热力系统技术方案，片面追求单位熟料发电量，忽视对单位熟料热耗控制，导致单位熟料发电量提高，熟料热耗升高，客观上减少了能源运用效率。3、水泥公司改造资金局限性当前国内依然存在大量立窑等落后水泥产能，加之近年来某些地区又盲目上马了一大批新型干法水泥项目，导致国内市场总体供不不大于求。近年来原燃材料价格大幅度提高导致水泥公司成本急剧上升，但又因产能过剩难以将增长成本传递到下游行业，水泥价格普遍较低，行业总体赚钱能力不强。特别是当前全球金融危机导致国内房地产、建筑等行业水泥需求下降，使水泥公司生产经营状况更加恶化。当前虽然国内水泥公司迫切但愿进行余热发电技术改造，但大多数水泥公司存在融资难问题，无力实行余热发电技术改造。二、低温余热发电技术是水泥行业节能减排重要途径国内建筑材料工业是仅次于电力、冶金行业第三大耗能大户，占全国能耗11%左右。水泥是建材工业第一耗能大户，水泥占建材工业能源消费总量57%左右，占全国能源消费总量7%左右。为实现国内十一五期末国内生产总值能耗减少20%总目的，实现水泥等建材重要产品达到中档发达国家水平目的，以科学发展观继续优化产业构造，继续推动水泥纯低温余热发电等节能技术项目，提高能效水平，减少产品单耗，是建材工业节能减排重要举措。（一）低温余热发电技术是水泥行业节能降耗重要途径之一水泥行业能源消耗，重要在熟料煅烧、烘干、粉磨等生产过程中。近几年，随着国内新型干法水泥生产技术和装备迅速发展和行业构造调节步伐加快，水泥工业节能技术水平有了长足进步，高温余热已在水泥生产过程中被回收运用，水泥熟料热耗已由4600～6700kJ/kg下降至2900～3200kJ/kg。水泥单位产品综合能耗呈下降趋势。运用日益成熟低温余热发电技术，大量回收和充分运用中、低余热，将废气中热能转化为电能，可有效减少水泥生产过程中能源消耗。纯低温余热发电技术是运用窑头、窑尾排放废气余热发电，无需消耗燃料。当前，普通纯中低温余热发电项目吨熟料发电量已达到37～42kWh/t熟料，使水泥生产线自供电量达到1/3以上，相称于吨熟料能源消耗减少了12公斤原则煤左右，经济效益十分可观。同步，窑头、窑尾废气通过余热锅炉后减少了排放温度，可有效减轻水泥熟料生产对环境热污染。因而，在用新型干法生产线取代落后水泥生产方式同步，在已投产运营和新建新型干法窑生产线上，加设纯中低温余热发电装置，充分回收废气余热，已成为国内水泥工业节能降耗有效途径之一，具备良好经济效益和社会效益。（二）国家勉励推广低温余热发电技术政策力度不断加大进入“十一五”时期，节能减排、发展循环经济、转变经济增长方式成为当代中华人民共和国最为急迫任务。国家相继出台了一系列勉励政策推动节能减排。水泥窑余热发电作为水泥工业“十一五”期间能耗减少20%重要办法，被列入了国家十大重点节能工程；在国务院颁布《增进产业构造调节暂行规定》中，把运用新型干法水泥生产线实行余热发电列入勉励类项目；4月，在国家发改委等8部委发布《关于加快水泥工业构造调节若干意见》中，明确提出了规定到采用余热发电生产线达到40％以上；10月，国家发改委报请国务院批准发布施行《水泥工业产业发展政策》中，明确规定“国家勉励和支持公司发展循环经济，新型干法窑系统废气余热要进行回收运用，勉励采用纯低温废气余热发电；底，国务院召开发展循环经济电视电话会议，规定水泥行业既有日产吨以上和新建新型干法水泥生产线安装低温余热发电设备；8月，中央财政决定对燃煤工业锅炉（窑炉）改造工程等十大重点节能技术改造工程实行“以奖代补”政策，奖励金额按项目技术改造后实际获得物节能量计算，每节约1吨标煤中央财政将予以公司200元或250元奖励。推广应用水泥窑纯低余热发电技术有着空前优越政策环境。（三）低温余热发电技术具备产业化推广条件进入新世纪以来，国内水泥窑纯低温余热发电技术得到了长足发展，技术水平不断提高，技术装备实现了国产化，基本达到国际先进水平。采用国产技术装备建成低温余热电站，吨熟料发电能力达到37～42kwh，发电成本不超过0.20元/kWh，远低于从电网购电电价，扣除余热电站自身耗电量，可满足公司20%～30%用电需要量。节能环保效益明显，已具备产业化推广条件。（四）低温余热发电技术受到公司承认水泥工业属于高能耗工业，能源成本在水泥成本中比重超过60%。近几年能源价格持续上涨给水泥工业带来巨大成本压力，水泥业主发展思路从单纯规模化扩张逐渐转向了规模化扩张与内部挖潜并举。当前新建新型干法水泥项目大都同步配套建设水泥窑纯低温余热电站，诸多地区已经把同步建设余热电站作为批准水泥生产线建设前提条件。

第三章实行方案一、重要内容预期此后3-5年全国新型干法水泥尚有300～400条线（按5000t/d规模考虑）发展余地，届时全国新型干法水泥生产线将达到1100条。因新建新型干法水泥生产线基本上都是同步建设余热发电。故不在本专项规划之内。本规划仅考虑对底前已建成新型干法水泥生产线进行余热发电节能技术改造。重要内容为：在3-5年内，对既有约吨以上新型干法水泥窑进行余热回收节能技术改造，运用废气余热锅炉回收窑头熟料冷却机及窑尾预热器废气余热。争取到规划期末，使全国新型干法水泥生产线余热发电配套率达到85%以上。二、装机容量、投资规模及实行进度规划自至分两期实行，第一期～，第二期～。规划期内建成260套水泥窑纯低温余热发电站，总装机容量1920MW，年均发电量为111.42亿千瓦时，总投资规模为126.83亿元。第一期～，对36家水泥公司47条新型干法水泥窑实行低温余热发电节能技改工程，装机容量295.5MW,年平均发电量16.18亿千瓦时，总投资21.23亿元。见附表。第二期～，对213条水泥窑实行低温余热发电节能技改工程，装机容量1624.5MW，年平均发电量95.24亿千瓦时，总投资105.6亿元。三、组织实行（一）组织单位工业和信息化部、各省（自治区、直辖市）发展改革委、经（贸）委。（二）实行主体实行余热运用工程建设与改造公司或单位。（三）参加单位中华人民共和国建材工业协会、国家建材工业原则定额总站、中华人民共和国建材工业规划研究院、中材节能发展有限公司、南京凯盛水泥技术工程有限公司、安徽海螺建材设计研究院、大连易世达能源工程有限公司、中信重型机械公司、华效资源有限公司、中华人民共和国原则化研究院。四、节能减排效益规划实行后，260套纯低温余热发电站每年可发电111.42亿千瓦时，按余热电站自用电率7%计算，每年可为水泥生产线供电103.62亿千瓦时。由于低温余热电站采用“并网不上网”技术方案，相应地可减少外购电线损。按线损占余热电站供电量5%、平均电价0.5元/kwh考虑，公司每年可少向外部电网购电109.08亿千瓦时，节约购电资金54.54亿元。按全国火力发电厂平均供电原则煤耗356克/千瓦时计算，相称于节约原则煤390万吨，减少二氧化碳排放1014万吨。按照每节约1吨原则煤国家奖励250元计，可获得国家节能奖励9.75亿元，占所有规划项目总投资8%。

第四章保障办法一、加强组织领导水泥窑低温余热发电节能技术是国家《“十一五”十大重点节能工程实行意见》（如下简称《实行意见》）拟定十大重点节能工程之一，涉及面广、工作量大，需要关于部门和地方政府协同配合，共同推动实行。工业信息化部、地方政府和企事业单位要加强对水泥窑低温余热发电技术推广及节能改造工作组织领导，明确节能技改工程实行机构、人员和经费，并将工程实行进度和绩效纳入各级政府和关于企事业单位年度工作考核体系中。中华人民共和国建材协会、各级地方建材协会及中华人民共和国建材工业规划研究院要积极发挥桥梁纽带作用，加强对低温余热发电技术推广实行指引。各地发展改革委、经（贸）委、各关于公司要依照《节能中长期专项规划》和《实行意见》，制定本地区、本公司低温余热发电节能技改实行方案和分年度实行筹划，并组织实行，保证各项工程按筹划完毕。二、建立严格节能管理制度（一）制定设计规范和原则，抓紧制定出台水泥工厂余热发电设计规范。（二）强化水泥公司节能管理，提高节能降耗改造积极性。对水泥公司开展能源审计，编制节能规划及其实行方案，制定节能目的，建立节能责任制，完善节能管理制度。国家及各级政府关于部门对公司节能进行跟踪、指引和监督，对能效水平达不到规定，依法责令限期整治。三、加大构造调节和节能新技术推广力度（一）加快裁减落后工艺、技术和设备。重点裁减水泥土窑、普通立窑和窑径3米及如下机械化立窑、干法中空窑、湿法窑等高耗能水泥生产线。（二）大力推广应用水泥窑纯低温余热发电节能新技术和新装备。各级政府要积极创造条件，采用各种方式，加快低温余热发电节能技术推广应用，积极引导勉励水泥公司实行节能技术改造，对节能技改效果明显公司予以一定奖励，关于部门要积极组织水泥窑低温余热发电技术推广。（三）哺育节能技术服务体系。中华人民共和国建材协会及各级地方建材协会、中材节能发展有限公司等设计院所、设备生产厂家要强化服务意识，拓宽服务范畴，增强服务能力，提高服务水平，在水泥厂低温余热发电节能技改工程实行中发挥重要作用。要加快履行合同能源管理，为公司和顾客提供诊断、融资、设计、改造、运营、管理“一条龙”服务，以节能效益分享方式回收投资和获得合理利润，推动公司节能技术改造。（四）建立多渠道节能融资机制。各类金融机构要切实加大对水泥公司节能项目支持力