三、我国纯低温余热发电机组建设及运行
1.选择余热利用方式及原则
企业是否建设纯低温余热发电系统,应根据熟料生产线的实际情况而定。生产线规模较小,当地电价较低,如青海地区小规模生产线,建设余热电站效益就不高;生产线利用污泥进行配料,需要大量废热对污泥进行烘干,经济效益很好;利用废热供暖、制冷,造福一方百姓,也是不错的选择。不管废气如何利用,经济账一定要算。哪种废热利用方式效益最好,就是企业的最终选择。实践证明,已建设纯低温余热发电系统的企业经济效益均很好。
水泥窑纯低温余热发电的建设和设计应遵循以下原则。
——条件允许时,企业应对生产线进行系统热工标定,对运行数据的稳定性及原因进行系统分析:
——在满足水泥生产工艺自身余热的需要、不影响水泥窑的热工操作、不增加水泥熟料烧成热耗及电耗的前提下,最大限度获取利用余热资源;
——合理梯级利用不同品位余热,充分发挥余热的作功能力:
——根据企业的实际情况,通过性价比分析,确定热力系统循环方式;
——在建设新生产线设计中,不同步建设余热发电系统时,应在窑头和窑尾留有建设余热发电系统的余地。
2.水泥余热发电建设模式
水泥余热发电建设模式有三种。第一种为传统模式,由设计单位提供技术方案和电站设计,企业自己安排建设和管理。设计单位只承担设计,工作量较大,利润较薄,一些设计单位不愿意提供这种模式的服务。由于目前余热发电建设是买方市场,这种服务模式的比例逐年下降。
第二种为EPC模式,即工程总承包模式。目前水泥余热发电建设采用EPC(总承包)模式比较普遍,市场占有率大约60%左右。采用这种模式主要原因是水泥余热发电市场比较火爆,技术供应商希望以工程总承包方式承接任务;另一方面水泥生产企业对水泥余热发电的设备采购、技术管理比较生疏,这方面正是技术供应商的优势。一般采用EPC模式时将土建工程拿出去,由业主自行招标。
第三种模式为BOT模式。是一种由出资方建设——运营——转交的模式,也是今后的发展方向。采用这种模式,水泥企业利用拥有废气资源优势,由电站的承建方全部投资进行建设和管理。企业可以解决资金短缺造成的窘迫,近期可以获得优惠电价,最终可以获得电站。投资方依靠资金、技术、配套、CDM、管理等方面的优势,可以有效规避投资风险和取得短期较好经济效益。这种模式目前应用不够普遍,大概占10%左右。这种模式双方合作的条款是比较灵活的,关键是条款的内容双方均能接受。
后两种模式总体经济性评价是双赢的,可以说以优势克服弱势,双方盈利。
3.已投运的纯低温余热发电机组及生产线
1997~2005年近十年间,水泥行业建设投运的纯低温余热发电新型干法生产线仅为13条、机组14台、装机容量50MW;进入“十一五”,水泥纯低温余热发电的建设快速发展,每年呈几何级数上升。2006年投运了15条生产线、14台机组、装机容量65.5MW;2007年投产的余热发电生产线86条、安装发电机组59台、装机容量571MW:2008年投运的余热发电生产线149条、安装发电机组106台、装机容量975.2MW;2009年预计投运的余热发电生产线232条、安装发电机组181台、装机容量1677MW:预计2009年投运的余热电站装机总容量将超过历年的总和(见表3)。
表3 截止2008年年底已投入运行的纯低温余热电站
年份 |
生产线(条) |
机组(台) |
装机(MW) |
熟料设计产能(万吨/年) |
1997~2005 |
13 |
14 |
50 |
1119 |
2006 |
15 |
14 |
65.5 |
1460 |
2007 |
86 |
59 |
571 |
10109 |
2008 |
149 |
106 |
975.2 |
15899 |
小计 |
263 |
193 |
1661.7 |
28587 |
2009预计 |
232 |
181 |
1676.8 |
2767 | 表4 2009年拟投运的国外水泥余热发电工程
国 别 |
生产线
(条) |
机组
(台) |
装机
(MW) |
熟料产能
(年/万吨) |
泰 国 |
9 |
6 |
102.2 |
1819 |
巴基斯坦 |
9 |
4 |
52.6 |
100l |
印 度 |
7 |
5 |
48 |
880 |
越 南 |
2 |
2 |
22.5 |
388 |
土耳其 |
2 |
l |
18 |
310 |
菲律宾 |
1 |
l |
4.5 |
78 |
合 计 |
34 |
22 |
247.8 |
4 |
表5 余热发电生产线运行指标汇总
指标
项目 |
熟料热耗
(kg/t) |
吨熟料余热发电量
(kWh/t) |
余热发电供电成本
(元/kWh) |
外购电价
(元/kWh)
|
目前设计 |
|
37-42 |
0.12~0.16 |
0.5~0.6 |
安徽运行数据 |
115.5 |
37.35 |
0.06~0.08 |
0.51~0.64 |
浙江运行数据 |
120.48 |
29.91 |
0.09~0.25 |
0.54~0.66 |
山东运行数据 |
112.92 |
28.57 |
0.167~0.228 |
0.57~0.67 |
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