中材節能：

　　創(chuàng )新技術(shù)，助力節能減排

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

　　從先行者到領(lǐng)導者

　　
       上世紀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)境又浪費資源。在這種形勢下，以水泥余熱發(fā)電為拳頭業(yè)務(wù)的中材節能應運而生。

       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)生的蒸汽驅動(dòng)汽輪機做功帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電的技術(shù)。
從承擔國家“八五”科技攻關(guān)計劃開(kāi)始，中材節能始終致力于研究水泥工廠(chǎng)余熱發(fā)電技術(shù)，伴隨著(zhù)水泥生產(chǎn)技術(shù)從立窯、中空窯、濕法回轉窯到干法回轉窯的歷史變革，水泥余熱發(fā)電技術(shù)也經(jīng)歷了從高溫、帶補燃至純低溫的發(fā)展過(guò)程。

       近幾年，伴隨著(zhù)可持續發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟、節能減排及低碳經(jīng)濟的提出,中材節能余熱發(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)國家發(fā)改委、財政部備案,中材節能成為國家級節能服務(wù)企業(yè)。作為高新技術(shù)企業(yè)，中材節能擁有著(zhù)國家級企業(yè)技術(shù)中心和國家工程實(shí)驗室，獲得過(guò)國家科技進(jìn)步二等獎，主編和參與了數十項標準的編制，具有咨詢(xún)、設計、工程總承包等多項資質(zhì)。

      經(jīng)過(guò)20多年的創(chuàng )新發(fā)展，中材節能在余熱發(fā)電領(lǐng)域取得了多項具有完整自主知識產(chǎn)權的專(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)，已達到國際先進(jìn)水平。期間，中材節能先后承擔了“十一五”國家科技支撐計劃、“十二五”國家科技支撐計劃、天津市科技創(chuàng )新專(zhuān)項資金（市長(cháng)基金）、天津市“殺手锏”產(chǎn)品等多項國家及省部級科技項目，始終引領(lǐng)水泥窯余熱發(fā)電最先進(jìn)技術(shù)。

       在國內市場(chǎng)，中材節能已為國內外400余條水泥窯生產(chǎn)線(xiàn)設計和配套了低溫余熱發(fā)電系統,國內市場(chǎng)占有率22.95%，獨占鰲頭；在國際市場(chǎng)上,中材節能始終積極踐行“走出去”和“一帶一路”倡議，是國內同行業(yè)中最早進(jìn)入國際市場(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。中材節能已經(jīng)成為全球水泥窯余熱發(fā)電領(lǐng)域當之無(wú)愧的先行者和領(lǐng)導者。
 

　　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，中材節能始終走在最前沿。之前的余熱發(fā)電作為水泥生產(chǎn)線(xiàn)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，中材節能打破傳統觀(guān)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計新理念，將余熱鍋爐作為水泥生產(chǎn)線(xiàn)的一部分，是在改進(jìn)鍋爐布置形式、提升設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(xiàn)工藝有機融合，取消了傳統水泥工藝中的空氣冷卻器，使AQC余熱鍋爐與生產(chǎn)線(xiàn)串聯(lián)運行，可以充分利用廢氣余熱，并保證后續收塵等設備的安全運行。在布置上，AQC余熱鍋爐與生產(chǎn)線(xiàn)共用基礎和平臺，鍋爐采用下部進(jìn)風(fēng)，直接布置在篦冷機上方與其中部相連，進(jìn)風(fēng)管道短，溫度和壓力損失小，系統運行非常順暢。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，從而可以取消灰斗、下料器、拉鏈機等卸灰設備。

       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，以保護鍋爐煙道及爐體不因高溫而受損。另外，鍋爐內部多處設置均流板、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)自預熱器C1出風(fēng)口，與窯系統串聯(lián)運行。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，旁通風(fēng)管布置在鍋爐外側。窯尾廢氣處理取消了噴水冷卻系統，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，設計排煙溫度≥180℃，且具備可調節性。

       提效率，保運行，“穩”中取勝。隨著(zhù)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和六級預熱器逐漸成為新型水泥廠(chǎng)的常規配置。針對水泥工藝及裝備的升級，中材節能積極探索余熱發(fā)電新技術(shù)并開(kāi)發(fā)與之匹配的節能新裝備，比如針對六級預熱器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，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)現余熱資源的梯級利用并有效提高電站的熱力循環(huán)效率；為了減少汽輪機啟停時(shí)的工質(zhì)損失，并保障在汽輪機故障時(shí)維持汽水循環(huán)系統及余熱鍋爐正常運轉，新一代余熱發(fā)電技術(shù)引入100%汽輪機大旁路系統，從而實(shí)現停機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，通過(guò)PLC控制并與DCS建立通訊，從而實(shí)現自動(dòng)運行并達到節能、節水的目的。所有這些措施為提高機組整體效率并保障電站安全穩定運行奠定了堅實(shí)的基礎。

       節人力，增效益，“智”造升級。隨著(zhù)高質(zhì)量發(fā)展要求的提出，中材節能與時(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)電系統采用先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)對電站運行數據進(jìn)行采集，實(shí)現遠程大數據分析與管理，通過(guò)設置大量攝像頭對整個(gè)余熱電站的全方位監控，從而可以實(shí)時(shí)關(guān)注電站狀態(tài)，及時(shí)給予運行及維護指導。新一代余熱發(fā)電技術(shù)設置大量電動(dòng)或氣動(dòng)汽水閥門(mén)，并引入鍋爐爐水、凝結水及給水等在線(xiàn)取樣系統和鍋爐汽包自動(dòng)加藥裝置，從而達到減員增效的目的。通過(guò)優(yōu)化電站調節回路及DEH系統，實(shí)現機組沖轉、升速、暖機、并網(wǎng)、負荷調節、正常停機等過(guò)程的自動(dòng)控制。以上多種措施并舉有助于實(shí)現分系統一鍵啟動(dòng)及準無(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，中材節能打造了多個(gè)標桿水泥余熱發(fā)電工程項目。

       湖州槐坎余熱發(fā)電項目是在國家實(shí)施可持續發(fā)展戰略和執行資源綜合利用政策下，規劃建設的一條7500t/d水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)配套純低溫余熱電站，裝機容量為13MW汽輪機配套15MW發(fā)電機。該項目是迄今為止中材節能打造的工期最短、自動(dòng)化程序最高、綜合指標業(yè)內領(lǐng)先的余熱發(fā)電項目。

       湖州槐砍項目于2019年年底進(jìn)行的試運行以來(lái)，主體運行良好，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)現噸熟料發(fā)電量大于29kWh/t.cl，優(yōu)于考核指標，在配置六級預熱器的水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)中，達到行業(yè)最優(yōu)秀水平。該項目利用先進(jìn)的自動(dòng)化設備代替了人工，大大降低人力的使用，工作效率顯著(zhù)提升；設備采用國內一流的設備，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能“低耗能 高產(chǎn)出”的服務(wù)宗旨。

       銅川堯柏余熱發(fā)電項目是配套西部地區首條智能化水泥萬(wàn)噸示范生產(chǎn)線(xiàn)建設的一套純低溫余熱電站，裝機容量為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、建設標準最高的水泥生產(chǎn)線(xiàn)，中材節能承建的余熱發(fā)電系統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(xiàn)有機融合，在窯尾六級預熱器運行的前提下，實(shí)現噸熟料發(fā)電量大于28kWh/t.cl，充分展現了以智能、綠色、節能為核心的全球水泥余熱發(fā)電最前沿技術(shù)。
 

　　節能減排助力綠色發(fā)展

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

       在“雙碳”目標的驅動(dòng)下，中材節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)，積極探索和構建源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補新模式，包括清潔能源新技術(shù)研發(fā)，工業(yè)儲熱和儲電的復合儲能技術(shù)開(kāi)發(fā)，二氧化碳捕集、利用及儲存技術(shù)推廣，新型綠色墻體材料-硅酸鈣板生產(chǎn)工藝創(chuàng )新，高效光熱設備開(kāi)發(fā)與制造等。

       力爭實(shí)現水泥熟料燒成系統外購電“零”的突破是中材節能一直奮斗的目標。對此，中材節能加大研發(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(chǎng)余熱資源利用率，同時(shí)根據水泥熟料燒成車(chē)間的結構特點(diǎn)，引進(jìn)5G大數據應用技術(shù)及太陽(yáng)能、風(fēng)能、地熱能、儲能等多項綠色低碳新技術(shù)，進(jìn)一步提升綜合電站的智能化水平并降低燒成系統對電網(wǎng)供電的依賴(lài)，從而向著(zhù)水泥熟料燒成系統“電中和”的目標邁進(jìn)，最終達到節能減碳的目的。