中材節(jié)能：

創(chuàng)新技術(shù)，助力節(jié)能減排

建材行業(yè)是我國(guó)傳統(tǒng)的高耗能產(chǎn)業(yè)，作為僅次于冶金、化工的第三大耗能大戶(hù)，占全國(guó)總能耗的7%左右，而水泥企業(yè)耗能達(dá)到了建材行業(yè)耗能的75%。在國(guó)家節(jié)能環(huán)保政策日益趨嚴(yán)的形勢(shì)下，提高余熱回收利用成為了水泥等行業(yè)節(jié)能減排的重要手段。在全球工業(yè)制造智能化發(fā)展的今天，中材節(jié)能秉承“善用資源、服務(wù)建設(shè)”的核心理念，不斷讓“智能”“創(chuàng)新”成為余熱發(fā)電技術(shù)的新標(biāo)簽。

從先行者到領(lǐng)導(dǎo)者

上世紀(jì)80年代，高耗能、高排放產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，排放的廢氣既污染環(huán)境又浪費(fèi)資源。在這種形勢(shì)下，以水泥余熱發(fā)電為拳頭業(yè)務(wù)的中材節(jié)能應(yīng)運(yùn)而生。

余熱發(fā)電技術(shù)是指在水泥、鋼鐵、焦化、炭素、工業(yè)硅、燃機(jī)等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,將生產(chǎn)排出的大量廢氣余熱通過(guò)余熱鍋爐加以回收，并用余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的技術(shù)。

從承擔(dān)國(guó)家“八五”科技攻關(guān)計(jì)劃開(kāi)始，中材節(jié)能始終致力于研究水泥工廠余熱發(fā)電技術(shù)，伴隨著水泥生產(chǎn)技術(shù)從立窯、中空窯、濕法回轉(zhuǎn)窯到干法回轉(zhuǎn)窯的歷史變革，水泥余熱發(fā)電技術(shù)也經(jīng)歷了從高溫、帶補(bǔ)燃至純低溫的發(fā)展過(guò)程。

近幾年，伴隨著可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排及低碳經(jīng)濟(jì)的提出,中材節(jié)能余熱發(fā)電領(lǐng)域的版圖不斷延展，行業(yè)領(lǐng)先地位日益凸顯。經(jīng)國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部備案,中材節(jié)能成為國(guó)家級(jí)節(jié)能服務(wù)企業(yè)。作為高新技術(shù)企業(yè)，中材節(jié)能擁有著國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心和國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，獲得過(guò)國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，主編和參與了數(shù)十項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的編制，具有咨詢(xún)、設(shè)計(jì)、工程總承包等多項(xiàng)資質(zhì)。

經(jīng)過(guò)20多年的創(chuàng)新發(fā)展，中材節(jié)能在余熱發(fā)電領(lǐng)域取得了多項(xiàng)具有完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)利和專(zhuān)有技術(shù)，其中水泥、鋼鐵、化工等領(lǐng)域的純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。期間，中材節(jié)能先后承擔(dān)了“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃、“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃、天津市科技創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)資金（市長(zhǎng)基金）、天津市“殺手锏”產(chǎn)品等多項(xiàng)國(guó)家及省部級(jí)科技項(xiàng)目，始終引領(lǐng)水泥窯余熱發(fā)電最先進(jìn)技術(shù)。

在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，中材節(jié)能已為國(guó)內(nèi)外400余條水泥窯生產(chǎn)線設(shè)計(jì)和配套了低溫余熱發(fā)電系統(tǒng),國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率22.95%，獨(dú)占鰲頭；在國(guó)際市場(chǎng)上,中材節(jié)能始終積極踐行“走出去”和“一帶一路”倡議，是國(guó)內(nèi)同行業(yè)中最早進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的企業(yè)之一，是境外水泥余熱發(fā)電市場(chǎng)的龍頭服務(wù)商。中材節(jié)能已經(jīng)成為全球水泥窯余熱發(fā)電領(lǐng)域當(dāng)之無(wú)愧的先行者和領(lǐng)導(dǎo)者。

創(chuàng)新技術(shù)賦能余熱發(fā)電

化被動(dòng)，為主動(dòng)，“融”合發(fā)展。在余熱發(fā)電科技創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步方面，中材節(jié)能始終走在最前沿。之前的余熱發(fā)電作為水泥生產(chǎn)線的附屬產(chǎn)品，屬于被動(dòng)工程。在最新一代水泥窯余熱發(fā)電的研究中，中材節(jié)能打破傳統(tǒng)觀念的束縛，化被動(dòng)為主動(dòng)，首次提出余熱發(fā)電與水泥工藝融合設(shè)計(jì)新理念，將余熱鍋爐作為水泥生產(chǎn)線的一部分，是在改進(jìn)鍋爐布置形式、提升設(shè)備性能所做的大膽嘗試。

最新一代水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)，將余熱發(fā)電與熟料生產(chǎn)線工藝有機(jī)融合，取消了傳統(tǒng)水泥工藝中的空氣冷卻器，使AQC余熱鍋爐與生產(chǎn)線串聯(lián)運(yùn)行，可以充分利用廢氣余熱，并保證后續(xù)收塵等設(shè)備的安全運(yùn)行。在布置上，AQC余熱鍋爐與生產(chǎn)線共用基礎(chǔ)和平臺(tái)，鍋爐采用下部進(jìn)風(fēng)，直接布置在篦冷機(jī)上方與其中部相連，進(jìn)風(fēng)管道短，溫度和壓力損失小，系統(tǒng)運(yùn)行非常順暢。另外，由于鍋爐采用下進(jìn)風(fēng)，煙氣中的灰受重力作用直接回落至篦冷機(jī)，從而可以取消灰斗、下料器、拉鏈機(jī)等卸灰設(shè)備。

窯頭鍋爐取風(fēng)管道采取有力措施保證在非正常窯況時(shí)快速降低鍋爐入口煙溫，以保護(hù)鍋爐煙道及爐體不因高溫而受損。另外，鍋爐內(nèi)部多處設(shè)置均流板、防磨罩等，可進(jìn)一步阻擋煙氣中夾帶的大顆粒熟料粉塵進(jìn)入爐體，從而減緩受熱面的磨損并保證傳熱效果。

窯尾余熱鍋爐取風(fēng)自預(yù)熱器C1出風(fēng)口，與窯系統(tǒng)串聯(lián)運(yùn)行。廢氣自上而下通過(guò)窯尾余熱鍋爐進(jìn)行換熱后排入高溫風(fēng)機(jī)，旁通風(fēng)管布置在鍋爐外側(cè)。窯尾廢氣處理取消了噴水冷卻系統(tǒng)，考慮到生料磨烘干等尾部用熱要求，窯尾SP鍋爐采用雙壓系統(tǒng)，設(shè)計(jì)排煙溫度≥180℃，且具備可調(diào)節(jié)性。

提效率，保運(yùn)行，“穩(wěn)”中取勝。隨著二代水泥熟料煅燒技術(shù)的推廣，配套中置輥破的四代篦冷機(jī)和六級(jí)預(yù)熱器逐漸成為新型水泥廠的常規(guī)配置。針對(duì)水泥工藝及裝備的升級(jí)，中材節(jié)能積極探索余熱發(fā)電新技術(shù)并開(kāi)發(fā)與之匹配的節(jié)能新裝備，比如針對(duì)六級(jí)預(yù)熱器C1出口溫度低的情況，新一代余熱發(fā)電技術(shù)采用聯(lián)合過(guò)熱系統(tǒng)，利用窯頭熱風(fēng)加熱窯尾鍋爐產(chǎn)生的低品質(zhì)蒸汽，從而實(shí)現(xiàn)余熱資源的梯級(jí)利用并有效提高電站的熱力循環(huán)效率；為了減少汽輪機(jī)啟停時(shí)的工質(zhì)損失，并保障在汽輪機(jī)故障時(shí)維持汽水循環(huán)系統(tǒng)及余熱鍋爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)，新一代余熱發(fā)電技術(shù)引入100%汽輪機(jī)大旁路系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)停機(jī)不停爐并保障水泥生產(chǎn)不受影響；為了維持凝汽器真空，新一代余熱發(fā)電技術(shù)采用中材節(jié)能自主研發(fā)的全自動(dòng)液環(huán)抽真空裝置，配套高效真空泵及冷凝系統(tǒng)，通過(guò)PLC控制并與DCS建立通訊，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行并達(dá)到節(jié)能、節(jié)水的目的。所有這些措施為提高機(jī)組整體效率并保障電站安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

節(jié)人力，增效益，“智”造升級(jí)。隨著高質(zhì)量發(fā)展要求的提出，中材節(jié)能與時(shí)俱進(jìn)，積極探索余熱電站高自動(dòng)化和智能化新技術(shù)，新一代余熱發(fā)電系統(tǒng)采用先進(jìn)的無(wú)線通訊技術(shù)對(duì)電站運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程大數(shù)據(jù)分析與管理，通過(guò)設(shè)置大量攝像頭對(duì)整個(gè)余熱電站的全方位監(jiān)控，從而可以實(shí)時(shí)關(guān)注電站狀態(tài)，及時(shí)給予運(yùn)行及維護(hù)指導(dǎo)。新一代余熱發(fā)電技術(shù)設(shè)置大量電動(dòng)或氣動(dòng)汽水閥門(mén)，并引入鍋爐爐水、凝結(jié)水及給水等在線取樣系統(tǒng)和鍋爐汽包自動(dòng)加藥裝置，從而達(dá)到減員增效的目的。通過(guò)優(yōu)化電站調(diào)節(jié)回路及DEH系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組沖轉(zhuǎn)、升速、暖機(jī)、并網(wǎng)、負(fù)荷調(diào)節(jié)、正常停機(jī)等過(guò)程的自動(dòng)控制。以上多種措施并舉有助于實(shí)現(xiàn)分系統(tǒng)一鍵啟動(dòng)及準(zhǔn)無(wú)人值守，大大提高了余熱電站的自動(dòng)化和智能化水平。

精品工程提升品牌價(jià)值

憑借最硬核的技術(shù)和最先進(jìn)的理念，中材節(jié)能打造了多個(gè)標(biāo)桿水泥余熱發(fā)電工程項(xiàng)目。

湖州槐坎余熱發(fā)電項(xiàng)目是在國(guó)家實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和執(zhí)行資源綜合利用政策下，規(guī)劃建設(shè)的一條7500t/d水泥熟料生產(chǎn)線配套純低溫余熱電站，裝機(jī)容量為13MW汽輪機(jī)配套15MW發(fā)電機(jī)。該項(xiàng)目是迄今為止中材節(jié)能打造的工期最短、自動(dòng)化程序最高、綜合指標(biāo)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的余熱發(fā)電項(xiàng)目。

湖州槐砍項(xiàng)目于2019年年底進(jìn)行的試運(yùn)行以來(lái)，主體運(yùn)行良好，在單位熟料熱耗638.82kcal/kg及熟料綜合電耗40.31kWh/t.cl的前提下，實(shí)現(xiàn)噸熟料發(fā)電量大于29kWh/t.cl，優(yōu)于考核指標(biāo)，在配置六級(jí)預(yù)熱器的水泥熟料生產(chǎn)線中，達(dá)到行業(yè)最優(yōu)秀水平。該項(xiàng)目利用先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備代替了人工，大大降低人力的使用，工作效率顯著提升；設(shè)備采用國(guó)內(nèi)一流的設(shè)備，保證了工程質(zhì)量，最大限度的回收余熱，降低能耗，提升了發(fā)電量。站用電比例也維持在較低水平，完美地詮釋了中材節(jié)能“低耗能 高產(chǎn)出”的服務(wù)宗旨。

銅川堯柏余熱發(fā)電項(xiàng)目是配套西部地區(qū)首條智能化水泥萬(wàn)噸示范生產(chǎn)線建設(shè)的一套純低溫余熱電站，裝機(jī)容量為15MW。作為堯柏發(fā)展史上技術(shù)最為先進(jìn)、環(huán)保水平最高、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)最高的水泥生產(chǎn)線，中材節(jié)能承建的余熱發(fā)電系統(tǒng)作為重要組成部分之一，采用最新一代發(fā)電技術(shù)，將余熱鍋爐與水泥生產(chǎn)線有機(jī)融合，在窯尾六級(jí)預(yù)熱器運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)噸熟料發(fā)電量大于28kWh/t.cl，充分展現(xiàn)了以智能、綠色、節(jié)能為核心的全球水泥余熱發(fā)電最前沿技術(shù)。

節(jié)能減排助力綠色發(fā)展

中材節(jié)能作為中國(guó)建材集團(tuán)旗下?lián)碛泄?jié)能減排專(zhuān)業(yè)化技術(shù)服務(wù)業(yè)務(wù)的上市公司平臺(tái)，之前投產(chǎn)的余熱發(fā)電項(xiàng)目年發(fā)電量已達(dá)260億度，二氧化碳年排放量可以減少約 2000萬(wàn)噸，折合節(jié)約標(biāo)煤約760萬(wàn)噸。在能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)刻，中材節(jié)能余熱發(fā)電大有可為。

在“雙碳”目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，中材節(jié)能大力投入低碳新技術(shù)、綠色新材料及環(huán)保新裝備的開(kāi)發(fā)，積極探索和構(gòu)建源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)新模式，包括清潔能源新技術(shù)研發(fā)，工業(yè)儲(chǔ)熱和儲(chǔ)電的復(fù)合儲(chǔ)能技術(shù)開(kāi)發(fā)，二氧化碳捕集、利用及儲(chǔ)存技術(shù)推廣，新型綠色墻體材料-硅酸鈣板生產(chǎn)工藝創(chuàng)新，高效光熱設(shè)備開(kāi)發(fā)與制造等。

力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)水泥熟料燒成系統(tǒng)外購(gòu)電“零”的突破是中材節(jié)能一直奮斗的目標(biāo)。對(duì)此，中材節(jié)能加大研發(fā)力度，研究低品位廢熱的回收利用，以最大限度的提高全廠余熱資源利用率，同時(shí)根據(jù)水泥熟料燒成車(chē)間的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，引進(jìn)5G大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)及太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋?chǔ)能等多項(xiàng)綠色低碳新技術(shù)，進(jìn)一步提升綜合電站的智能化水平并降低燒成系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)供電的依賴(lài)，從而向著水泥熟料燒成系統(tǒng)“電中和”的目標(biāo)邁進(jìn)，最終達(dá)到節(jié)能減碳的目的。