0 前言

    当前，全国水泥行业利用预热器和冷却机的低温余热进行余热发电的技术，正如火如荼地得到普遍应用和推广。采用这项技术，不可避免地会对原有工艺流程、设备布置、风机参数带来影响；另一方面，原料磨、煤磨的形式，预热器的级数和增湿塔的位置等等，也影响到发电量。

    我们认为单纯采用“吨熟料发电量(kWh／t)”指标进行发电量和方案的对比是不科学、不准确的，不能全面反映方案的优越性。因工艺流程、设备选型和配置不同时会产生不同的热焓量。本文拟从工艺设计观点出发，结合实际生产和设计中碰到的问题，论述低温余热发电系统中热能转换为电能的各项影响因素，以及热耗与发电量的关系。

    我们知道，发电系统有单压不补气、多压补气及复合闪蒸技术方案，但三种模式并无本质区别，都是利用出预热器320～380℃及出冷却机350℃左右的废气组成低压低温、或中压中低温系统，吨熟料发电量在32～40 kWh／t之间。本文仅以单压不补气系统为基准进行方案比较和分析论述，供参考。

1 生料磨采用立磨，入磨物料水分对余热发电系统的影响

    从目前一般宣传资料看，出SP炉的气体温度标明在230～250℃之间。应当说，出SP炉的温度，是与生料磨选型及原料平均水分有关的。只有当选用立磨、辊压机终粉磨及筒辊磨(HORO磨)粉磨生料，且入磨平均水分在4％～4．5％时，出SP炉的气体温度才能控制在230～250℃之间。

    为提高烘干效率，立磨要维持风环处有一定风速，以满足磨内提升悬浮物料的要求；同理，辊压机终粉磨中的V型选粉机及筒辊磨也需要一定的风量。根据传热基本公式，气体传给物料的热量q(4.18 kJ／kg)随入磨物料水分[w(H₂O)]的增大而提高，即q ∝w(H₂O) ∝V_ct。由于风量V基本为一常数(折成标况下约为1～1.3 m³／kg)，因此入磨热风温度t与原料水分w(H₂O)成正向关系。

    以立磨为例，根据热平衡计算可以求出水分不同时需要的热风温度t。

计算条件：熟料台时产量为5 500t／d，出预热器废气量(折成标况)为1.5 m³／kg；立磨生料台时产量450 t／h，循环风量33％，入磨风量(折成标况)1 m³/kg。求得t与w(H₂O )的关系，见表l及图1所示。

表1  物料水分与入磨风温及发电量等的关系

图1  入磨混合风和出预热器气体温度与物料水分的关系

    由表l及图l可见。随入磨物料水分增加，立磨需要的热风温度愈高；而能供给发电的热量愈少。水分每增加1％，如果要满足立磨烘干水分所需的热量，则生产每kg熟料供给SP炉的发电热量超过l0×4.18 kJ，那吨熟料的发电量就要降低3.0 kWh／t以上。

    低温余热发电的原则是先满足工艺生产的需要。南方雨季多，黏土水分经常>20％，原料的平均综合水分常超过5％，对发电量影响很大。关于这一点，在考虑余热发电方案时，一定不能忽略。