高長(zhǎng)明:努力實(shí)現(xiàn)水泥熟料生產(chǎn)對(duì)電能的零消耗
3月27日,第五屆純低溫余熱發(fā)電國(guó)際峰會(huì)上海隆重召開(kāi)。中國(guó)水泥屆資深專家、中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問(wèn)高長(zhǎng)明先生在會(huì)上就“全面實(shí)現(xiàn)我國(guó)水泥熟料生產(chǎn)對(duì)電能的零消耗”的問(wèn)題作了精彩的報(bào)告。
努力創(chuàng)新 全面實(shí)現(xiàn)我國(guó)水泥熟料生產(chǎn)對(duì)電能的零消耗
各位領(lǐng)導(dǎo)、各位嘉賓,各位代表:
上午好!
我今天演講的題目是“努力創(chuàng)新,全面實(shí)現(xiàn)我國(guó)水泥熟料生產(chǎn)對(duì)電能的零消耗”。要如何實(shí)現(xiàn)“零消耗”呢?例如,我們水泥企業(yè)在日常生產(chǎn)中,一般5000t/d生產(chǎn)線的噸熟料電耗大約在55度左右,條件好的企業(yè),可能會(huì)達(dá)到57-58度左右。如果利用水泥窯系統(tǒng)的余熱進(jìn)行發(fā)電,發(fā)電量達(dá)到60度,那么我們就可以實(shí)現(xiàn)熟料生產(chǎn)對(duì)電能的零消耗。
這個(gè)想法是我“四零一負(fù)”觀點(diǎn)中的一個(gè)“零”。(注:“四零一負(fù)”主要是指:水泥工業(yè)和生態(tài)環(huán)境和諧共處,水泥企業(yè)對(duì)其周圍生態(tài)環(huán)境完全實(shí)現(xiàn)零污染;創(chuàng)新水泥工藝和余熱回收技術(shù),降低熟料(或水泥)單位電耗,提高單位熟料余熱發(fā)電量,實(shí)現(xiàn)熟料(或水泥)企業(yè)對(duì)外界電能的零消耗;水泥企業(yè)完全實(shí)現(xiàn)廢料、廢渣、廢水的零排放;降低熟料單位熱耗,開(kāi)發(fā)利用各種替代燃料,實(shí)現(xiàn)熟料生產(chǎn)對(duì)天然礦物燃料(煤、油、天然氣)的零消耗;節(jié)約資源,擴(kuò)大利廢功能,消納各種廢棄物,減輕環(huán)境負(fù)荷,為全社會(huì)的各種工業(yè)廢渣、廢料以及城市垃圾的增長(zhǎng)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。)這是我在天津院新設(shè)備新工藝開(kāi)發(fā)時(shí),也就是在八十年代初期就提出,我們水泥工業(yè)一方面要發(fā)展新型干法,一方面應(yīng)利用新型干法工藝的特點(diǎn)發(fā)展余熱利用。天津院當(dāng)時(shí)特地招了一些學(xué)熱工機(jī)械、鍋爐、發(fā)電專業(yè)的應(yīng)屆畢業(yè)生,并成立余熱發(fā)電設(shè)計(jì)研究室進(jìn)行研究。當(dāng)時(shí)我和這些剛到天津院參加工作的年輕大學(xué)生說(shuō):“希望你們退休的時(shí)候,噸熟料發(fā)電能達(dá)到40度?!币?yàn)楫?dāng)時(shí)大家都覺(jué)得這是很遙遠(yuǎn)的事情。但是現(xiàn)在看起來(lái),我覺(jué)得特別高興——從85年開(kāi)始到現(xiàn)在只有25、26年的時(shí)間,我們中國(guó)的水泥工業(yè)如今在噸熟料熱耗750大卡的條件下,水泥窯余熱發(fā)電確實(shí)實(shí)現(xiàn)了噸熟料發(fā)電33度的全國(guó)平均水平,有的企業(yè)甚至已經(jīng)達(dá)到了40多度。這是一個(gè)很大的成績(jī)。
經(jīng)過(guò)我國(guó)水泥行業(yè)以及其他兄弟行業(yè)、部門(mén)20多年的共同努力,水泥純低溫余熱發(fā)電項(xiàng)目目前已經(jīng)可以達(dá)到噸熟料發(fā)電40度的水平。當(dāng)年這些只有20多歲的同志,現(xiàn)在估計(jì)也就50歲左右,已經(jīng)超額完成了任務(wù)。這些同志退休還有10年的時(shí)間,我們還有很大的機(jī)會(huì)。
我們國(guó)家余熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)走上正軌,下一步我們?cè)撊绾巫觯吭谶^(guò)去的5、6年里,我一直在想這個(gè)問(wèn)題。期間我有機(jī)會(huì)接觸到了一些余熱發(fā)電技術(shù)“如何可以更上一個(gè)新臺(tái)階”、“如何使熟料生產(chǎn)——甚至水泥生產(chǎn)達(dá)到電能零消耗”的新方法。1999年在德國(guó)的巴伐利亞州(現(xiàn)拜恩州)海德堡水泥公司所屬的Lengfurt水泥廠的一條3200t/d生產(chǎn)線投產(chǎn),該生產(chǎn)線冷卻機(jī)上采用了以色列ORMAT公司余熱發(fā)電系統(tǒng)——使用有機(jī)工質(zhì)戊烷來(lái)發(fā)電。2000年時(shí)我去參觀過(guò)一次,2002年時(shí)再次去的時(shí)候,我看到了這個(gè)廠的情況和報(bào)告。一直到這條線正常運(yùn)轉(zhuǎn)了8年之后,Lengfurt水泥廠做了一個(gè)很詳細(xì)的發(fā)言總結(jié)報(bào)告,里面就講到,因?yàn)楫?dāng)時(shí)這是一條公益性實(shí)驗(yàn)性的生產(chǎn)線,用到的是冷卻機(jī)的余熱。但是就是這個(gè)冷卻機(jī)的余熱,噸熟料就能發(fā)20度電,是比較成功的,假如他要把窯的余熱也一起利用進(jìn)來(lái),按照冷卻機(jī)余熱系統(tǒng)運(yùn)用的效率來(lái)說(shuō),應(yīng)該可以發(fā)到50度電/噸熟料。
這可能是繼我們目前散蒸、單壓、雙壓技術(shù)現(xiàn)有水平并獲得認(rèn)證之下,我們是否能取得進(jìn)一步的成績(jī)的一個(gè)比較有效的技術(shù)路線和方向。
2005年我在美國(guó)第47屆美國(guó)電子電氣工程師學(xué)會(huì)和美國(guó)波特蘭水泥協(xié)會(huì)召開(kāi)的水泥工業(yè)會(huì)議上,接觸到了卡琳娜新技術(shù)的發(fā)明者——亞歷山大·卡琳娜,他向我介紹了他的系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)亞歷山大·卡琳娜講的理論上的東西比較多,聽(tīng)著確實(shí)還是不錯(cuò)的。后來(lái)在2007年,我建議他在理論的基礎(chǔ)上,還應(yīng)該有一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的實(shí)際案例。例如,在水泥廠應(yīng)用這個(gè)系統(tǒng)之后,能產(chǎn)生多少的經(jīng)濟(jì)效益?適用性究竟如何?聽(tīng)了我這個(gè)建議之后,亞歷山大·卡琳娜在當(dāng)年英國(guó)的一個(gè)雜志上,又發(fā)表了一篇文章。文章以3000t/d水泥生產(chǎn)線為例,從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度作了比較詳細(xì)地介紹。
按照歐洲的電價(jià)計(jì)算,卡琳娜系統(tǒng)在水泥生產(chǎn)線上究竟能有多少的經(jīng)濟(jì)效益,他們算了之后,他們的投資回收期在4年左右,加入貸款利息需要5-6年才能整個(gè)回收。相對(duì)水泥80-90美元/噸的價(jià)格,美國(guó)的電價(jià)(歐美電價(jià)基本在4-5美分/度左右)是很低的。而我們中國(guó)電價(jià)是0.5元RMB/度,相對(duì)于每噸水泥300元,我們的電價(jià)貴得多,所以在我們中國(guó)應(yīng)用余熱發(fā)電,效益要好得多。
但是,當(dāng)時(shí)3000t/d水泥生產(chǎn)線硬件投資大約需要1000萬(wàn)美元左右,如果從我們國(guó)內(nèi)引進(jìn)則還需要更多的資金——在1000萬(wàn)美元的硬件投資資金外,還需要許可證等軟件、專家費(fèi)用等,預(yù)計(jì)總共需要1500萬(wàn)美元,這是比較龐大的數(shù)字,但是能保證噸熟料發(fā)電60度。
而在2007年初,我們國(guó)家第二代、第三代余熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)興起,大部分余熱發(fā)電設(shè)計(jì)單位、工程承包單位設(shè)計(jì)建設(shè)的項(xiàng)目基本能達(dá)到噸熟料發(fā)電30度電左右水平,采用自己裝備技術(shù)的投資要比1500萬(wàn)美元便宜很多,因此我在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有大力推薦。
而如今,第二代、第三代余熱發(fā)電技術(shù)得到了很好地發(fā)展,我們下一步應(yīng)該怎么做?在我們現(xiàn)有的條件下,我們需要找出一個(gè)技術(shù)發(fā)展的方向和路線。
我一直在跟蹤觀察了解德國(guó)Lengfurt水泥廠采用的以色列ORMAT公司余熱發(fā)電系統(tǒng)和卡琳娜循環(huán)系統(tǒng)。但是如果要在我們中國(guó)水泥工業(yè)認(rèn)真地推出這個(gè)兩項(xiàng)技術(shù)和方向,我仍感到有一些困惑,有幾個(gè)問(wèn)題我回答不了。那就是,假如說(shuō)ORMAT系統(tǒng)或者是卡琳娜循環(huán)系統(tǒng)——尤其是ORMAT系統(tǒng)已經(jīng)在德國(guó)Lengfurt水泥廠穩(wěn)定運(yùn)行那么7、8年了,為什么在7、8年之內(nèi)并沒(méi)有得到進(jìn)一步推廣?就算是從廠內(nèi)部來(lái)說(shuō),在冷卻機(jī)上應(yīng)用地很好,為什么沒(méi)有擴(kuò)展到窯系統(tǒng)上應(yīng)用?而卡琳娜系統(tǒng)已經(jīng)在化工、鋼鐵等領(lǐng)域得到了應(yīng)用,但是在水泥廠里面也沒(méi)有得到應(yīng)用過(guò)。既然這個(gè)系統(tǒng)在理論上、技術(shù)上、運(yùn)用上都沒(méi)有問(wèn)題,而且效益上花4-5年時(shí)間就可以回收,效益應(yīng)該也可以說(shuō)不錯(cuò),為什么卻一點(diǎn)都沒(méi)有得到推廣?我覺(jué)得我應(yīng)該先把這些問(wèn)題搞清楚再來(lái)做推廣的事情。因此在最近這兩三年的時(shí)間之內(nèi),我一直就在尋找問(wèn)題的答案。我今天與大家分享一下最近兩年找到這個(gè)答案。當(dāng)然這個(gè)答案也許不一定對(duì),我只是提出來(lái)給大家交流商討。
第一個(gè)理由,90年代后期之后,這些國(guó)家——尤其是德國(guó)和日本的水泥工業(yè)一直很不景氣,一直在走下坡路,產(chǎn)量和需求每年都在下滑。日本的水泥工業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)在70-80年代時(shí)期,就已經(jīng)發(fā)展得很好了,相當(dāng)于我們國(guó)內(nèi)第一代、第二代的技術(shù)水平。80年代初他們的水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)噸熟料發(fā)電量就已能到30度左右。但是之后水泥工業(yè)逐漸處于不景氣之中,每年在增加新產(chǎn)能的同時(shí),停掉很多條水泥生產(chǎn)線,全國(guó)原有80多條生產(chǎn)線,每年平均停2條左右。德國(guó)也是如此。在整個(gè)水泥行業(yè)不太景氣的大環(huán)境下,推廣余熱發(fā)電新技術(shù)受到了很大的阻礙。
04、05、06年三年內(nèi),美國(guó)水泥工業(yè)裝備大幅度更新,總的產(chǎn)量在9000多萬(wàn)噸,在三年之內(nèi)全部更新了5000萬(wàn)噸產(chǎn)能的生產(chǎn)線,一半以上的舊產(chǎn)能停掉以后建新線,但是為什么在建新線的時(shí)候一點(diǎn)都沒(méi)有考慮采用卡琳娜循環(huán)技術(shù)的余熱發(fā)電系統(tǒng)呢?我認(rèn)為主要是因?yàn)槊绹?guó)水泥需求量在逐步減少,處在不景氣的情況下,所以新技術(shù)推廣受到了影響。
第二個(gè)理由,在2000年以來(lái)這段時(shí)間之內(nèi),全世界的水泥工業(yè)受“要求減少環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)”的壓力越來(lái)越大。一方面水泥的需求量在逐步降低,另一方面政府要求污染必須減少,達(dá)到周圍生態(tài)環(huán)境的零污染,這點(diǎn)要求的壓力非常大。因此水泥企業(yè)將很大的精力花在治理環(huán)境、實(shí)現(xiàn)零污染的工作中,尤其是德國(guó)。德國(guó)水泥企業(yè)家發(fā)現(xiàn),相比有色、鋼鐵、煤炭等重化工業(yè),水泥工業(yè)要達(dá)到對(duì)周圍環(huán)境的零污染是比較容易的——其他的重化工業(yè)除了粉塵污染,還有很多有害物質(zhì)的污染,而水泥主要是粉塵污染,因此將會(huì)首先達(dá)到對(duì)周圍環(huán)境的零污染。因此德國(guó)在這些方面繼續(xù)花了較大的精力。
2004年,德國(guó)的環(huán)境保護(hù)部門(mén)、科技部和德國(guó)水泥協(xié)會(huì)向全世界通報(bào)了一個(gè)消息:德國(guó)水泥工業(yè)在眾多重化工業(yè)中,率先達(dá)到了對(duì)周圍環(huán)境的零污染。正是因?yàn)槿绱?,水泥工業(yè)的形象在05年之后,在德國(guó)乃至歐洲都得到了很大的提升。由于將大量的精力花在了“零污染”工作中,也可能分散了他們的注意力,沒(méi)有精力再來(lái)發(fā)展余熱發(fā)電技術(shù)。
第三個(gè)理由,去年年底世界金融危機(jī)蔓延,我想到了一個(gè)社會(huì)因素,而不是科學(xué)技術(shù)的因素。在目前資本主義極端高度發(fā)達(dá)的現(xiàn)狀下,國(guó)家對(duì)于涉及國(guó)防、軍事工業(yè),將大力保持其發(fā)展優(yōu)勢(shì),對(duì)于輿論關(guān)注特別高的行業(yè),例如IT、信息工程、生物工程、金融等可以花最少的勞動(dòng)力得到最大的經(jīng)濟(jì)利益的行業(yè)也比較關(guān)心。除此之外,對(duì)傳統(tǒng)的重化工業(yè)、關(guān)系到民間公眾的行業(yè),都不怎么關(guān)心——尤其是在重化工領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新的激情在衰退,對(duì)于已經(jīng)成熟的新技術(shù)的推廣熱情也在衰退。
剛改革開(kāi)放的時(shí)候,我們?cè)趪?guó)外的水泥公司、水泥制造商中看到,那些剛畢業(yè)的大學(xué)生的敬業(yè)精神、專研精神都非常高。但是現(xiàn)在再去那些企業(yè),剛畢業(yè)公司的這些大學(xué)生和30年前比,就是不一樣,這點(diǎn)他們自己也承認(rèn)。所以,正是因?yàn)檫@種激情的衰退,讓ORMAT系統(tǒng)和卡琳娜系統(tǒng)就一直被冷落這么多年。
相對(duì)地,對(duì)我們中國(guó)這些新興國(guó)家來(lái)說(shuō),我們遇到了一個(gè)很好的機(jī)遇——我們正好可以抓住這樣一個(gè)后發(fā)的優(yōu)勢(shì),更好地利用先進(jìn)技術(shù),發(fā)展自己,實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展。當(dāng)然我們首先要解決的是這項(xiàng)技術(shù)是否真的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值,是否真的是一個(gè)發(fā)展的方向,然后我們才能慎重地向國(guó)內(nèi)余熱發(fā)電行業(yè)推廣——我覺(jué)得我們下一步的方向應(yīng)該是這么走的。
在我來(lái)參加第五屆純低溫余熱發(fā)電國(guó)際峰會(huì)的前一天,張人為會(huì)長(zhǎng)特地找我談了關(guān)于上海盛合新能源公司在北京琉璃河水泥廠余熱發(fā)電項(xiàng)目示范工程的問(wèn)題,這個(gè)工程和技術(shù)讓我對(duì)中國(guó)水泥工業(yè)余熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展很有信心。因此我今天認(rèn)真地、慎重地推薦我們余熱發(fā)電今后發(fā)展的技術(shù)方向,應(yīng)該是以卡琳娜系統(tǒng)方向?yàn)橹鳎漳妊h(huán)系統(tǒng)甚至相比ORMAT系統(tǒng)要更好一些。剛才說(shuō)到那幫10年后將要退休的同志,等這幫人退休時(shí),我很有信心我們中國(guó)的水泥工業(yè)應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)水泥熟料生產(chǎn)對(duì)電能的零消耗,也就是噸熟料可以達(dá)到發(fā)電60度以上的水平,甚至發(fā)展地更好!
謝謝!
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