纯低温余热发电系统的(火用)经济分析1.pdf

2009年第4期新世纪水泥导报
N0．42009CementGuideforNewEpoch专题论

中图分类号：TQ172．9；TQ172．622文献标识码：B文章编号：1008—0473(2009)04—0019—03

纯低温余热发电系统的火用经济分析

吴国芳陆雷南京工业大学材料科学与工程学院(210009)

摘要以A厂5000t／d预分解窑生产线配套的纯低温余热发电项目为例，运用炯经济学理论综合考虑热力学及

经济学两方面对其进行火用经济分析，并结合技术经济分析来判断其技术的经济合理性。

关键词余热发电火用

0引言只需要考虑热力学的合理性和完善性，更要考虑其
纯低温余热发电技术完全利用水泥生产过程中经济性，要知道其投资费用以及能得到的经济效益
产生的废气余热为热源，在回收大量对空排放易造等。炯经济学分析就兼而考虑技术和经济两方面
成环境热污染的废气余热的同时，不对环境造成任的因素进行优化，使投资费与炯耗费(操作费)
何污染，这对于有效节约能源、减少粉尘和CO，的有机地统一起来，为技术经济决策提供依据。
排放量、降低温室效应、保护生态环境起着积极的2余热参数
作用。对于余热发电系统的废热回收效果，国内外在A厂预分解窑系统较为稳定、参数具有代表
很多学者都进行过分析评价，但大多采用热力学第性和可靠性的前提下，进行现场热T标定。实际
一定律的方法]，其计算得到的热效率较低，一测得A厂窑尾预热器出口废气量29．3万Nm／h，废
般仅在13％～25％之间，而大型火电站则在气温度318℃，但由于人生料磨物料的综合水分
38％～45％之间。由此可见纯低温余热发电系统的能较高，因此生料磨烘干物料所需废气温度较高，
量利用率并不高，回收热量的能力并不理想。本文达220℃。另外，AQC锅炉从冷却机中部抽出的
以2007年并网发电的A厂纯低温余热发电系统为烟气量为25．5万Nm／h，温度为360℃。表1为A厂
例，运用炯经济学理论综合考虑热力学及经济学预分解窑生产线配套的纯低温余热发电系统的主
两方面对其进行分析，并结合技术经济分析来判断要参数及技术指标。
其合理性。表1A厂纯低温余热发电系统的余热参数及主要技术指标

1能量与焖项目SPAQC
实际上，热力学第二定律阐明了能量不仅有进口温度)318360
“量”多少的问题，还有“品质”高低的问题，而出口温度(℃)22095
废气量(Nm／h)293000255000
炯正是代表着能量中“质”和“量”统一的部
废气总余热量(1OkJ／l1)13．9l12．16
分；而且并不是所有的热量都能作功，温度愈高，用于发电的余热量(10kJ／h)4．469O1
作功能力愈大，环境温度下的热量不能作功。用于发电的热量占各自废气总余执量的比例(％)32077411
余热发电系统中，电是一种全火用能，是品质最用于余热发电的总热量(1OkJ／h)13．47
装机容量(Mw)9
高的能源之一，其能级为1，也就是说电能的量与
实际发电功率(Mw)78
质是相等的，能量全部都是炯量；而废气余热的年运行时问(h)7000
能量品质却很低，能级一般只有0．4左右。因此，自用电率(％)75
两者在能质(即炯)上有着极大的差别。这表明总投资(万元)5442
了即使发电要耗费大量的余热，其实际耗费的炯3余热发电系统的炯经济分析
量却并不多，而发电产生的电量虽然较少但所含有纯低温余热发电系统完全利用废气余热为热
的火用量却很大。所以说，对于余热发电系统热量源，因此其燃料供给炯就是预分解窑系统废气带走
回收效果的评价，更适于应用炯分析方法。的炯损失。这部分废气余热，对水泥厂来说，原本
并且，判断一个节能措施是否合理，绝不仅仅就是经收尘处理后直接排向大气的，因此是没有价
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No．42009吴国芳，等：纯低温余热发电系统的炯经济分析专题论

值的。并且，余热发电系统所耗的电能都来自于系统行贷款利率7．83％，工程使用寿命为20年，总投资
的自发电，其成本也就是系统产品的平均炯单价。为5442万元，则其非能量投资率为：
因此，对于余热发电系统来说，燃料供给炯中有价Z=CoxCRF(i,#=547．3(万元／年)
值的只有所消耗的电能，且其平均炯单价c也就是则根据式(1)可得纯低温余热发电系统产品
产品的平均炯单价。在不考虑排弃炯价值的情况的平均炯单价：
下，纯低温余热发电系统的费用平衡方程为：Z
cP——=29
．3x10_6(元／l(J)
CPExJp=cPEd+Z(1)ExP—Ed
相当于系统输出电的平均成本为每度电0_105元，
式中：Z一余热发电项目的非能量投资率，
远小于一般水泥厂购电成本价0．4—0．5元-，l【Wh，可见
元／年；
●●此纯低温余热发电系统的炯经济性较好，盈利性
ExP，E