1國內主要的余熱發電技術

國內無論哪個行業、哪家技術提供商的余熱發電技術，其基本概念和方向是一致的，均是通過余熱鍋爐(熱交換器)回收熱空氣/煙氣等介質中的熱量，并進行能量轉移，加熱給水產生過熱/飽和蒸汽，沖動汽輪發電機組做功發電。

其關鍵設備和核心問題之一是余熱鍋爐，如何將富含能量的熱介質回收匯集以及引出進而通過余熱鍋爐進行能量轉換是一個技術難點，這在各種余熱發電技術上均略有差別。此外，余熱鍋爐本身的設計也一定程度上決定了余熱回收利用的比例和徹底性。

其二，余熱發電的另一個問題是解決低壓蒸汽和飽和蒸汽汽輪機設備的問題，眾所周知，發電用蒸汽通常為過熱蒸汽，且過熱度越高越好。但由于余熱回收利用發電的性質，其產生的蒸汽多為低壓蒸汽和濕蒸汽，相對于過熱蒸汽，其在發電效率以及設備安全上均存在一定問題，隨著青島捷能、杭州汽輪機廠等生產單位中低溫發電用汽輪機研制成功，這一問題已經被克服。目前，各種類型的余熱發電技術分別見以下各圖：

2國外先進余熱發電技術

國外余熱發電項目基本技術原理和技術方案同國內相仿，但能源利用效率要略高于國內水平。另據資料顯示，由于余熱發電均為中低溫參數，因此國外有考慮利用低沸點的烷類有機物取代水產生蒸汽，推動氣輪機運轉發電。相對于以水及水蒸汽為循環工質，烷類有機物具有如下優點：

(1)有機工質沸點低，易產生蒸汽，因此可以回收低溫余熱。

(2)冷凝壓力接近或稍大于大氣壓，工質泄漏小。

(3)有機工質耐低溫，不受冰凍的影響。

(4)轉速低，因此噪聲小。

(5)系統的工作壓力低，約1.5MPa。

(6)無濕蒸汽產生，始終保持干燥，不受腐蝕，透平壽命長。

國際水泥工業余熱發電技術最先進的德國和日本，近十幾年來國內建筑業持續萎縮，水泥需求逐年下滑，德日兩國1996年的本國水泥消費量分別由3550萬噸和8400萬噸，銳減為2006年的2600萬噸和6000萬噸，分別下降了27%和29%。導致有些水泥廠紛紛關閉，技術人員大批流失。水泥工業處于一片不景氣之中，大大地阻礙了余熱發電技術的發展進程。例如日本，實際上完全就是在勉強維持著，十幾年來可以說基本上沒有進展。近年日本的經濟形勢雖稍顯逆轉，但是他們拿到中國來推銷的水泥工業余熱發電技術大部仍停留在10年前的水平。

相反地，德國水泥界應對這種不景氣的挑戰，心態十分積極。首先是從1996年的進口水泥628萬噸，逐漸轉變為2006年的出口水泥450萬噸。維持了本國水泥年生產量約3000萬噸基本不變的局面。同時從1996年起，積極推進“四零一負”的各項目技術措施和法規建設，取得了卓越成效。這“四零一負”工藝及技術包括：水泥企業對周圍環境達到零污染，對外界電能零消耗，對廢料、廢渣、廢水零排放，熟料生產對天然礦物燃料(煤、油、天然氣)零消耗，以及消納各種廢物，為全社會廢渣、廢料的負增長做出貢獻。

即使在資金十分困難的情況下，1999年在巴伐利亞州(現拜恩州)海德堡水泥公司所屬的Lengfurt水泥廠的一臺日產3000噸的熟料蓖冷機上采用了以色列ORMAT公司的新裝備新技術。這是一套以有機工質戊烷(C5H12)汽輪機和導熱油為熱載體的余熱鍋爐組成的利用冷卻機廢氣余熱的發電系統，裝機1.5MW。至今已正常運轉了8年。按照這套系統長期生產參數推算，如果將這臺3000t/d PC窯的全部廢氣余熱都用上，則其噸熟料發電量將達45-50kWh/t。顯然比我國現有的水平高出一大塊。礙于非技術的原因，他們至今仍苦于缺乏市場機遇來證明這一推論的正確可行。

至于美國早在上世紀90年代初，美國電氣與電子工程師學會(IEEE)的水泥工業委員會聯合美國能源部門曾發起過一個動議，計劃在10-15年(即2000-2005年)內實現水泥工業噸熟料余熱發電量達50-60kWh/t的目標。后來也是因其建筑業的不景氣而使這個計劃付之東流。但是在上世紀90年代后期，美國Recurrent工程公司開發了一個名謂Kalina系統的工業廢熱回收發電系統。它是用氨(NH3)和水的混合液為工質的汽輪機來發電的。Kalina系統已經在美國鋼鐵廠和化工廠通過了中試，正意欲進入水泥工業市場。要據Recurrent公司的初步報價書，以日產3000噸熟料生產線為例，其鍋爐及汽輪機等全套設備費用約1000萬美元，裝機9-10MW，按常規從窯尾預熱器和蓖冷機抽取廢氣，噸熟料發電量的保證值為50-60kwh/t，視各水泥廠的具體情況而異。同樣，該公司也正在到處尋求買家，聲稱這是一項最先進而且可靠的新技術。水泥行業的余熱發電在各國余熱發電中均處于相對超前的水平，水泥余熱發電技術基本代表了各國余熱發電的技術發展水平。