富氧新猜想:節(jié)能非節(jié)煤 余熱發(fā)電有無必要?
在環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提升以及市場需求下滑雙重壓力下,水泥工業(yè)當(dāng)前正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期,原有的生產(chǎn)方式和工藝越來越難以跟上時(shí)代的步伐。今年1-9月,水泥行業(yè)大面積效益下滑,不少企業(yè)甚至出現(xiàn)巨虧,除去市場大環(huán)境帶來的影響,自身成本控制力的欠缺也是重要因素之一。
以業(yè)內(nèi)龍頭海螺水泥為例,即便1-9月全國水泥行業(yè)利潤僅184億,降幅達(dá)到65%,創(chuàng)下多年以來新低,但海螺水泥前三季仍然實(shí)現(xiàn)凈利潤61億元,占據(jù)行業(yè)利潤總額超過三成。大幅低于業(yè)內(nèi)平均水平的生產(chǎn)成本,是其取得如此業(yè)績的重要原因。
未來國內(nèi)水泥需求極有可能逐步回落,水泥行業(yè)或?qū)⒂瓉硪粓隹涨罢侠顺?,在此背景下,降低生產(chǎn)成本已經(jīng)不僅僅是提升經(jīng)營效益的需要,更是爭奪市場份額,關(guān)乎企業(yè)生存的關(guān)鍵。正因如此,目前越來越多得水泥企業(yè)也更愿意嘗試新的生產(chǎn)工藝,從生產(chǎn)線的整體優(yōu)化方面,降低生產(chǎn)成本,而作為水泥生產(chǎn)主要能耗環(huán)節(jié),也是最主要的成本產(chǎn)生環(huán)節(jié),燒成系統(tǒng)改造首當(dāng)其沖。
富氧燃燒是近代燃燒技術(shù)的一大突破,在鋼鐵、玻璃等行業(yè)的成功應(yīng)用,已經(jīng)充分證明了其在強(qiáng)化燃燒,提高燃燒效率,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排方面的突出功效。在水泥工業(yè),由于富氧燃燒可以使燃料中的揮發(fā)份和沒燃盡的碳粒子充分燃燒,在不增加燃料的前提下,大幅提高火焰溫度,因此有望成為行業(yè)謀求減少污染,降低生產(chǎn)成本的一個(gè)突破口。
富氧燃燒節(jié)能≠節(jié)煤
雖然富氧燃燒技術(shù)一直以來備受業(yè)內(nèi)關(guān)注,但一段時(shí)間以來,不少企業(yè)對(duì)富氧燃燒如何通過節(jié)能降低生產(chǎn)成本的認(rèn)識(shí)卻有著不小的偏差,以至于將節(jié)能與節(jié)煤等同考慮,而在西亞特工業(yè)氣體科技(杭州)有限公司(簡稱:西亞特科技)CEO蔡暉看來,二者卻有著根本的差異。
“富氧燃燒對(duì)水泥燒成系統(tǒng)的影響應(yīng)該分為三個(gè)層次:首先是節(jié)能,其次是降低污染物排放,最后才是節(jié)煤?!辈虝熣J(rèn)為,富氧燃燒對(duì)于水泥工業(yè)的意義在于提升燃燒效率,同時(shí)減少空氣流量,降低熱量損失,從而提升整個(gè)燒成系統(tǒng)熱交換效率,將煤炭有限的熱值充分發(fā)揮。
由于熱值利用效率的大幅提升,使得水泥廠原來用優(yōu)質(zhì)煤才可以達(dá)到的熟料燒成效果,利用等量或稍多劣質(zhì)煤即可實(shí)現(xiàn)。因此,蔡暉認(rèn)為利用劣質(zhì)煤替代優(yōu)質(zhì)煤才是富氧燃燒技術(shù)節(jié)能理念最直接的體現(xiàn)。
事實(shí)上,一直以來國不乏使用劣質(zhì)煤的水泥企業(yè),但由于燃燒效率不好,導(dǎo)致資源浪費(fèi)較為嚴(yán)重,同時(shí)影響生產(chǎn)效率和熟料質(zhì)量。利用富氧燃燒解決劣質(zhì)煤不充分燃燒等問題,不但可以提高熟料強(qiáng)度,更能有效降低水泥生產(chǎn)成本,可謂一舉兩得。
值得一提的是,目前在我國云貴川等地區(qū)大量分布著劣質(zhì)煤,將劣質(zhì)煤充分利用也是實(shí)現(xiàn)資源綜合利用的有效手段。蔡暉告訴中國水泥網(wǎng)記者,富氧燃燒影響水泥燒成系統(tǒng)的三個(gè)層次不能改變,節(jié)煤的前提應(yīng)該是利用劣質(zhì)煤替代優(yōu)質(zhì)煤,同時(shí)有效降低污染物排放。
余熱發(fā)電并非不可或缺
經(jīng)過十余年的發(fā)展,水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)在全行業(yè)得到廣泛推廣。目前國內(nèi)新型干法水泥生產(chǎn)線基本上均已配套余熱發(fā)電系統(tǒng),有效降低了水泥生產(chǎn)成本,并推進(jìn)了水泥行業(yè)節(jié)能降耗的發(fā)展。
然而,隨著富氧燃燒技術(shù)的推廣應(yīng)用,作為余熱利用手段之一,余熱發(fā)電系統(tǒng)的必要性已經(jīng)受到挑戰(zhàn)。以西亞特科技開發(fā)的深冷法直送富氧助燃技術(shù)為例,該技術(shù)利用蒸汽深冷制氧,電耗可以降低50%以上,不但大幅降低富氧燃燒制氧成本,更能將現(xiàn)有水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蒸汽加以充分利用。
眾所周知,任何一種能量轉(zhuǎn)換為另一種能量,均不可能達(dá)到百分之百,在轉(zhuǎn)換過程中的損失不可避免。因此,現(xiàn)有余熱發(fā)電系統(tǒng)將余熱轉(zhuǎn)化為電能,再將電能運(yùn)用于生產(chǎn)的做法,雖然可以將水泥生產(chǎn)過程中的余熱較大程度利用,但能量轉(zhuǎn)化過程已經(jīng)相對(duì)復(fù)雜,加之汽輪機(jī)發(fā)電本身效率偏低,熱量流失實(shí)際相當(dāng)嚴(yán)重。
而相反,將水泥余熱蒸汽直接運(yùn)用于深冷制氧,則轉(zhuǎn)化流程簡單,有利于減少不必要的能源損失,相比于轉(zhuǎn)化為電能的做法明顯更為高效。有鑒于此,利用蒸汽深冷制氧,再將氧氣應(yīng)用于富氧燃燒,對(duì)于水泥企業(yè)提高能源利用效率,降低生產(chǎn)成本也將更為有效。
蔡暉介紹說:“現(xiàn)有5000t/d水泥生產(chǎn)線,每小時(shí)可以產(chǎn)生7-8公斤/m2蒸汽50噸左右,在二次風(fēng)與三次風(fēng)均采用富氧燃燒的情況下,水泥企業(yè)產(chǎn)生的蒸汽可能不夠用。對(duì)此水泥企業(yè)可以有兩種選擇,其一是二次風(fēng)和三次風(fēng)不全部采用富氧,其二是與周邊火電廠合作,對(duì)火電廠放空蒸汽回收利用?!?
可見,利用蒸汽深冷制氧,推動(dòng)富氧燃燒技術(shù)應(yīng)用可以成為水泥企業(yè)實(shí)現(xiàn)資源綜合利用,降低生產(chǎn)成本的另一條思路,但是需要指出的是,一方面當(dāng)前蒸汽與電力價(jià)格倒掛,不符合市場規(guī)律;另一方相關(guān)政策并不全面,有關(guān)部門若能依據(jù)資源綜合利用,對(duì)水泥企業(yè)進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)助,將有助于該技術(shù)的推廣應(yīng)用。
綜合而言,富氧燃燒作為水泥工業(yè)燒成系統(tǒng)改造升級(jí)的一種新思路,帶給行業(yè)的思考極為深刻,無論是劣質(zhì)煤替代優(yōu)質(zhì)煤,還是淘汰余熱發(fā)電,開辟余熱利用新途徑,這一新技術(shù)的應(yīng)用有望為進(jìn)一步降低水泥生產(chǎn)能耗,并推動(dòng)行業(yè)綠色生產(chǎn)提供重要幫助。
編輯:曾家明
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