一、前言
　　早在1993年12月，國家計委和日本新能源產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構（NEDO）在北京簽訂了《日本新能源產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構和中華人民共和國國家計劃發(fā)展委員會之間關于能源、環(huán)境的合作議定書》，該議定書是日本NEDO為幫助我國節(jié)能和環(huán)保事業(yè)所實施的綠色合作計劃的一部分，其目的是將日本國先進并且成功的“水泥余熱發(fā)電設備”介紹給中國的水泥廠，通過他們提供或介紹的設備的有效運轉，證實“水泥余熱發(fā)電設備及技術”是成熟的，并且在中國可能的條件下進行大力推廣其設備及普及其技術，以幫助中國能源利用率的提高和環(huán)境保護的改善。1995年確定首家“水泥余熱發(fā)電設備示范事業(yè)”在安徽寧國水泥廠4000t/d水泥生產(chǎn)線上實施。2002年確定第二家“示范事業(yè)”在我集團公司3200t/d干法熟料生產(chǎn)線上實施。
二、工程概況
　　該項目利用了我們集團公司3200t/d干法熟料生產(chǎn)線排放的中、低溫廢氣進行余熱發(fā)電。建設裝機規(guī)模為5700kW，設計年發(fā)電量為4200萬kWh，年供電量3800萬kWh。
　　該工程的主機設備：汽輪發(fā)電機組（國產(chǎn)）、PH鍋爐、AQC鍋爐和控制系統(tǒng)由日本贈送，其它輔助設備由廣西魚峰集團公司自己采購。
　　該工程的工程設計：日本川崎重工負責提供方案設計和基本技術資料，詳細施工圖設計由天津水泥工業(yè)設計研究院完成。
　　在工程建設的組織和策劃上，日方為了降低工程總投資，采取了一些措施。主要是兩方面：一是設備的供貨，二是設計伙伴的選擇。在設備供貨上，大部分設備由日方負責供貨，一少部分由我們自己采購。在日方負責供貨的范圍中，一部分由日方在國外采購，如水處理成套設備、余熱鍋爐重要承壓設備、自動控制系統(tǒng)等；一部分由日方自己在國內(nèi)采購，如汽輪機、發(fā)電機、余熱鍋爐普通受壓設備、鍋爐鋼架、平臺、樓梯等；還有一部分設備日方委托天津水泥工業(yè)設計研究院成套供貨，如電站高、低壓電氣設備。魚峰集團自己采購的產(chǎn)品由天津水泥工業(yè)設計研究院負責選型并出具訂貨資料。通過采取這樣的供貨方式，相對于全部設備由日方在國外采購的方式，大大降低了工程的設備造價。二是設計伙伴選擇上，為了降低日方在設計成本上的支出，本工程的施工圖設計任務全部由天津水泥工業(yè)設計研究院承擔。
　　該工程的施工由廣西建工集團和魚峰集團內(nèi)部所屬施工部門負責，良好的施工質量保證了工程的建設進度。
　　該工程自2003年6月18日土建工程開工至2004年7月16日并網(wǎng)發(fā)電，經(jīng)過近2個月的帶負荷調試和性能考核，發(fā)電機平均輸出功率為5915kW，達到或超過了設計值，其余各項技術指標也均達到或超過設計要求。
三、主機設置及熱力系統(tǒng)流程
3.1主機設置
a. 窯頭設置了AQC余熱鍋爐
　　在3200t/d水泥生產(chǎn)線窯頭經(jīng)適當改造后的冷卻機的廢氣出口設置窯頭余熱鍋爐，該鍋爐省煤器產(chǎn)生熱水為AQC鍋爐和PH鍋爐供水。AQC鍋爐生產(chǎn)的過熱蒸汽與窯尾余熱鍋爐生產(chǎn)的過熱蒸汽并列后進入汽輪機作功。
b.窯尾設置PH余熱鍋爐
    根據(jù)廣西魚峰集團3200t/d水泥生產(chǎn)線窯尾工藝流程，在窯尾預熱器雙列廢氣出口管道上分別設置PH余熱鍋爐各一臺，兩臺余熱鍋爐共用一個鍋筒。PH余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽與窯頭AQC余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽并列后送入汽輪機作功。
c. 設置適合于低溫余熱電站的汽輪機
    國產(chǎn)低參數(shù)汽輪機可適用于本工程的余熱回收。低參數(shù)汽輪機轉速3000轉/分。調速系統(tǒng)感應機構為電磁式，執(zhí)行機構為液壓傳動式。根據(jù)水泥廠余熱發(fā)電的特點，汽輪機的運行方式分為轉速控制和壓力控制兩種方式，在汽輪機啟動過程中（提速及升負荷時），以汽輪機轉速為主要控制參數(shù)，以保證汽輪發(fā)電機組正常并網(wǎng)；當機組達到額定負荷時，切換到壓力控制方式，這時以汽輪機入口蒸汽壓力為主要控制參數(shù)，而調節(jié)機組輸出功率以保證壓力基本穩(wěn)定，這種方式可適應廢氣余熱參數(shù)的變化，使整個系統(tǒng)有較強的適應性和可靠性，并做到“熱盡其用”；當機組出力超過限定值時，自動開啟旁路閥，將部分蒸汽直接導入凝汽器，從而起到保護機組的作用。
d. 汽輪機循環(huán)冷卻水系統(tǒng)
　　根據(jù)我們地區(qū)的氣象條件和場地布置條件，汽輪機循環(huán)冷卻系統(tǒng)采用閉式循環(huán)，冷卻構筑物采用玻璃鋼冷卻塔。
3.2 余熱發(fā)電流程圖

          
3.3 基本廢氣參數(shù)和蒸汽參數(shù)
a. 廢氣參數(shù)

b. 基本蒸汽參數(shù)

3.4 工藝特點
   本系統(tǒng)與寧國的余熱發(fā)電及上海萬安的余熱發(fā)電都有不同之處：由于我們的水泥窯窯尾系統(tǒng)是雙列的，因此我們的設置的余熱鍋爐也是兩臺：PH-A、PH-B鍋爐，它們共用一個汽包；本系統(tǒng)的除氧方式選擇了化學除氧，不設置除氧器；本系統(tǒng)汽輪機采用了純冷凝式機組，不設置混壓進汽，因此也沒設置閃蒸器，這些都與寧國水泥廠余熱電站系統(tǒng)的設置不同。另外，我們的PH-A、PH-B鍋爐都是強制循環(huán)，這與上海萬安SP爐自然循環(huán)也不同。
四、系統(tǒng)調試及試生產(chǎn)情況
1、系統(tǒng)調試情況
    該系統(tǒng)自2004年7月16日并網(wǎng)成功后，經(jīng)過了近2個月的帶負荷調試，在調試階段發(fā)現(xiàn)，窯尾PH鍋爐的過熱蒸汽溫度、壓力與蒸發(fā)量很難協(xié)調控制，極易造成過熱蒸汽溫度過高，最高達380℃，比設計溫度高出30多度。經(jīng)過多次試驗及調整操作，最終找到了降低過熱蒸汽溫度的辦法。
　　但由于水泥窯2004年5月對預熱塔進行了改造，使得窯頭、窯尾的廢氣溫度有了較大的變化。通常窯頭廢氣溫度比設計的360℃低60～80℃，只有280℃左右，窯尾A列廢氣溫度比設計的380℃高10～20℃，達到390℃左右，窯尾B列廢氣溫度比設計的380℃高30～55℃，達到430℃左右，當窯頭廢氣溫度處于正常的設計溫度時，同樣也會造成進入汽輪機的蒸汽過熱度偏高，有時進汽溫度達365℃。后因汽輪機廠制造的汽輪機設備有較大的溫度適應范圍，經(jīng)與川重和汽輪機廠商定，把進入汽輪機過熱蒸汽溫度設定為小于等于370℃，在這樣的溫度下，允許長期運行，這樣解決了過熱蒸汽溫度偏高的問題。
　　在解決過熱蒸汽溫度偏高的問題后，發(fā)現(xiàn)日方設計的DCS控制系統(tǒng)有缺陷，主要表現(xiàn)在兩方面，一是服務器經(jīng)常死機，二是鍋爐汽包水位自動控制不準確。服務器死機通過更換全套服務器予以解決，鍋爐汽包水位自動控制經(jīng)過一個多月的調試后基本滿足運行要求。
2、試生產(chǎn)情況
　　在兩個月的調試后，該系統(tǒng)進入了試生產(chǎn)階段，我們于2004年9月10~19日連續(xù)10天對系統(tǒng)的性能進行了考核，考核結果如下：
　  考核結果表明，雖然個別指標沒有達到設計值，但是從工程總體目標上來看，該系統(tǒng)完全達到了設計要求，通過近半年時間的運行表明，各子系統(tǒng)設備運行穩(wěn)定可靠，統(tǒng)計2004年10月至12月3個月的數(shù)據(jù)表明，平均噸熟料發(fā)電量達35.6kWh/t。五、系統(tǒng)存在的不足
　　在我們運行的半年時間里，還有幾個問題一直沒有解決好，一個是窯頭溫度波動幅度大，波動速度快，且大多數(shù)時間溫度偏低。當溫度低至200℃時，AQC鍋爐不能產(chǎn)生產(chǎn)過熱蒸汽，此時汽輪機只由PH鍋爐供汽，并且進汽溫度可達385℃；第二個問題是，由于我們的水泥窯為雙列，當窯B列（分解爐）有故障需要檢修時，由于兩臺鍋爐共用一臺鍋筒，另一臺PH鍋爐不能單獨運行，也即整個窯尾余熱回收系統(tǒng)不能正常運行，甚至造成電站汽輪機開停次數(shù)增多，這樣對汽輪機的運行壽命有所影響。
六、結束語
　　首先，本工程得益于川崎公司把日本相對成熟的技術直接應用于魚峰工程項目上，使得系統(tǒng)總體上能夠取得較好的節(jié)能效果。
　　第二，正確的選擇了天津水泥工業(yè)設計研究院作為合作伙伴，使得整體設計更符合中國國情，通過天津水泥工業(yè)設計研究院的技術轉化和詳細的施工圖設計，使得工程沒有因為標準的差異、國情的不同而造成不好的影響。天津水泥工業(yè)設計研究院很好的把為川崎承擔的設計及設備成套工作以及直接為我公司承擔的設計工作結合起來，直接起到了工程整體規(guī)劃、基礎把關和技術支持作用，為我公司的順利投產(chǎn)作出了他們的貢獻。
　　我廠具有一批高素質人才，在項目實施階段也發(fā)揮了重要作用。
　　利用新型干線水泥窯余熱發(fā)電符合國家政策，于企業(yè)于社會都有很好的效益。該項目給擬建設余熱發(fā)電工程的水泥企業(yè)提供了一個可借鑒的例子。我公司有幸走在水泥窯中低溫余熱發(fā)電事業(yè)的前列，我代表我們魚峰公司和我個人，衷心的感謝曾經(jīng)給予我們大力支持和殷切關注的所有協(xié)作單位和各界朋友，我們也愿意盡我們自己微薄的力量，為我國余熱發(fā)電事業(yè)、為我國的節(jié)能事業(yè)作出我們最大的努力。