隧道窑余热发电

隧道窑消耗的一次能源（煤），除炉窑散热、产品水份蒸发、烧结等必须消耗的能量外，约70%的能量是随排烟热损失和产品冷却热损失而浪费。在这些浪费的热量（简称余热）中，采用余热干燥砖坯的方式，可利用余热的20%，20%因品位低无法利用，另有30%左右的余热还没有得到充分利用。

在隧道窑余热利用的过程中，大部分企业一般是把500～1000℃的热量降到500℃以下后再通过换热装置回收余热，虽然能源的总量没有改变，但却降低了余热的品位，损失了大量高品位余热，导致余热再利用的经济指标降低，余热回收的成本加大，余热利用的效率也随之较低，同时也造成大量的能源浪费和热源污染。

将隧道窑高品位余热（300～1000℃的产品冷却余热）收集转化为价值更高的蒸汽能源或电力能源，而品位较低、余热锅炉利用价值不高的余热（100～250℃）再用于砖坯干燥，则既可满足生产的需求，充分利用好现有干燥设备，并可提高建材企业隧道窑余热利用的价值和效率。

隧道窑制砖烧成温度范围一般是950～1100℃，并且要维持5个车位左右的高温点才能保证砖的质量。如果窑内没有一个稳定的高温带就会影响窑炉正常运行，甚至产生窑温下降、灭窑等问题。同时窑内温度也不能太高，长期超过1100℃运行，必然会影响窑炉的寿命，严重时会产生塌窑等影响窑炉安全的问题。焙烧窑的产量直接关系着企业的经济效益，同时也是决定余热利用效益的关键。送入焙烧窑的砖坯就相当于锅炉燃烧的煤，当产量越大时，进入窑内的砖坯也越多，进入窑内的热量也越多，安装余热锅炉后产汽量也就越大，余热利用的经济价值也就越高。

利用隧道窑余热发电的关键，在于开发出适合建材生产的余热锅炉技术和分散热源热工监控技术。设计的余热锅炉不能影响正常生产（即不影响产品的产量和质量），也不增加一次能源消耗量，余热锅炉产生的蒸汽压力、温度稳定、可控。

值得欣喜地是，国内本土企业——四川国立能源科技有限公司集其技术骨干和大量的财力，经过几年的潜心研发和多次试验，成功地解决了隧道窑余热发电技术的关键问题。2011年5月27日，由中国砖瓦协会、联合国工业发展组织、农业部项目办和四川国立能源科技有限公司在河北省石家庄成功举办了首个制砖行业隧道窑辐射换热式余热发电技术研讨会和现场展示会，来自国家发改委、工信部、农业部的领导和全国砖瓦企业代表参观了河北中节能新型材料有限公司余热发电示范项目。余热发电是国家鼓励的新能源（二类）项目，相关技术比较成熟，不受地域、气候条件的限制。中国砖瓦协会已明确该技术作为中国砖瓦行业节能减排重点实用推广技术，该技术将积极地推动我国砖瓦行业整体产业升级。 在国内市场上，成功投产并至今运行正常的隧道窑余热发电（凝汽式汽轮发电机组）项目，只有四川国立能源科技有限公司利用其自主研发的专利技术（隧道窑余热发电装置 ）而实施的具有较大影响力的工程：山东枣庄新中兴建材厂隧道窑余热发电项目和河北中节能新型材料有限公司隧道窑余热发电项目（UNIDO援助项目），以及其实施的山西鑫融新型建材有限公司隧道窑余热发电项目（UNIDO援助项目）也即将投产运行。

隧道窑余热发电技术适用于内燃或外燃所有类型的隧道窑余热综合利用。对煤矸石等原料热值较高的砖厂尤其适用，可有效地换取高温带多余的热量，对砖瓦企业提高产量有明显效果。由于各企业的生产情况千差万别，若选用余热全部用于发电的方案，可满足砖厂70～100%的用电量。对于砖瓦企业或其周边有热用户的企业而言，采用热电联供工艺，经济效益将更好；对于受电网各种因素停电而影响生产的砖厂而言，本技术则能彻底解决因电网停电影响生产的问题。

隧道窑余热发电隧道窑余热发电/利用方案

把余热锅炉收集余热产生的过热蒸汽送到凝汽式、抽汽凝汽式或背压式汽轮发电机组发电，根据各砖瓦企业的规模、实际产量、具体需求等条件全部发电或部分发电。根据四川国立能源科技有限公司提供的资料显示，可供选择的隧道窑余热利用方案如下：

隧道窑余热发电凝汽式汽轮机发电

实际年产量在6000万标砖或以上、无用汽需求的砖瓦企业，可选择凝汽式汽轮发电机组将余热全部用于发电，发出的电供企业使用。

隧道窑余热发电抽凝式汽轮机发电

实际年产量在6000万标砖以上、且周围有用汽量不稳定热用户（如冬季供暖、夏季制冷、蒸压釜制砖或大中型煤矿职工洗浴等）的砖瓦企业，则选用抽凝式汽轮发电机组。需要用汽时，先把2.5MPa过热蒸汽降至0.3～0.8MPa的过程中，利用压差和温差发电，从汽轮机抽出0.3～0.8MPa的蒸汽再向热用户供汽；不需用汽时则全部发电。发电、供热两不误，并且热效率高，经济效益比凝汽式机组发电更高。

隧道窑余热发电背压式汽轮机发电

实际产量在6000万标砖/年以上、且周围有连续稳定热用户（如物料干燥、化工制药用汽等）的砖瓦企业，则选用背压式汽轮发电机组，利用2.45MPa、390℃过热蒸汽降至0.3MPa、255℃的压差和温差发电，汽轮机排出的0.3MPa蒸汽再向热用户供汽；热利用率高，经济效益最好。

隧道窑余热发电供汽

对年产量在4000万标砖以下的砖瓦企业，隧道窑余热最好用于污泥干燥、蒸压釜制砖、供暖、洗浴、化工制药用汽等用途，出于投资收益的考虑，不推荐任何形式的发电。2100433B

随着全球资源的日益紧缺，尤其是煤、石油、天然气等资源的不可再生性，国家不断鼓励发展以节能降耗为目的的新工艺、新技术，并从政策、资金等各方面加以扶持，使得余热发电技术近年来取得长足的发展。在钢铁、化工、水泥等生产领域，余热发电技术已趋成熟，但建材砖瓦行业中的隧道窑余热发电技术应用相对滞后。隧道窑一般是一条长的直线形隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶或吊顶，底部铺设的轨道上运行着窑车。燃烧设备设在隧道窑的中部，构成了固定的高温带——烧成带，燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或引风机的作用下，沿着隧道向窑头方向流动，同时逐步地预热进入窑内的制品，这一段构成了隧道窑的预热带。在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段的制品，鼓入的冷风流经制品而被加热后，再抽出送入干燥器作为干燥生坯的热源，这一段便构成了隧道窑的冷却带。据中国砖瓦协会统计，国内有制砖生产企业近七万户，已建成 2000多条隧道窑制砖生产线，其中年产量在6000万标砖/年及以上的隧道窑制砖生产线千多条。隧道窑烧结制砖工艺以产量大、能耗低、自动化程度高、产量质量稳定、窑炉烧成参数可控等特点，已成为当今国际上最先进的制砖工艺之一。随着国家淘汰24门以下轮窑生产线等政策调控和受劳动力成本上升的影响，未来将有更多的以轮窑生产工艺为主的小砖厂被淘汰，取而代之的是更多的大中型现代化隧道窑制砖生产线。