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2018年中国水泥余热发电行业发展现状及行业发展趋势分析[图]

2020年01月06日 13:40:15字号:T|T

    一、水泥余热发电行业发展现状分析

    随着水泥行业的发展,发达国家水泥工业节能技术水平发展很快,低温余热在水泥生产过程中被回收利用,水泥熟料热能利用率已有较大的提高。但我国由于节能技术、装备水平的限制和节能意识影响,在窑炉工业企业中仍有大量的中、低温废气余热资源未被充分利用,能源浪费现象仍然十分突出。

    新型干法水泥熟料生产企业中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排出的350℃左右废气,其热能大约为水泥熟料烧成系统热耗量的35%,低温余热发电技术的应用,可将排放到大气中占熟料烧成系统热耗35%的废气余热进行回收,使水泥企业能源利用率提高到95%以上。项目的经济效益十分可观。

    我国是世界水泥生产和消费的大国,近年来新型干法水泥生产发展迅速,技术、设备、管理等方面日渐成熟。目前国内已建成运行了大量2000t/d以上熟料生产线,新型干法生产线与其他窑型相比在热耗方面有显著的降低,但新型干法水泥生产对电能的消耗和依赖依然强劲,因此,新型干法水泥总量的增长对水泥工业用电总量的增长起到了推动作用,一定程度上加剧了电能的供应紧张局面。而目前国内运行的新型干法水泥熟料生产线采用余热发电技术来节能降耗的企业极少,再者,国内由于经济潜力增长加剧了电力短缺的矛盾,刺激了煤电项目的增长,一方面煤电的发展会加速煤炭这种有限资源的开采、消耗,另一方面煤电生产产生大量的CO2等温室气体,加剧了对大气的环境污染。因此在水泥业发展余热发电项目是行业及国家经济发展的必然。此外,为了提高企业的市场竞争力,扩大产品的盈利空间,国内的许多水泥生产企业在建设熟料生产线的同时,也纷纷规划实施余热发电项目。

    随着世界经济快速发展、新型节能技术的推广应用,充分利用有限的资源和发展水泥窑余热发电项目已经成为水泥业发展的一种趋势,也完全符合国家产业政策。

    水泥行业耗能约占建材行业耗能75%余热资源丰富

    21世纪以来,中国经济的快速发展以及城市化的推进,推动了基建建设和房地产行业的发展。而大量基建设施和房地产建设,极大的提升了市场对水泥的需求量,数据显示,尽管近年来在环保趋严,水泥去产能;房地产进入存量时代;基建投资放缓等因素的推动下,我国水泥的产量和消费量增速有所放缓,但我国仍然是全球最大的水泥生产和消费国。智研咨询发布的《2020-2026年中国水泥余热发电行业市场消费调查及市场供需预测报告》数据显示:2018年水泥生产量达到22.17亿吨,较2017年下降1.40亿吨;水泥熟料产量达到12.60亿吨,占比56.83%。

    2012-2018年中国水泥产量情况(单位:亿吨)

数据来源:公开资料整理

    2012-2018年中国水泥熟料产量情况(单位:亿吨)

数据来源:公开资料整理

    水泥余热是指在水泥生产过程中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排掉的350℃以下废气,其热量约占水泥熟料烧成系统总热耗量的30%以上,充分利用这部分低温废气进行余热发电改造,已经成为目前国内水泥工业节能降耗的有效途径之一。按照2018年水泥行业消耗2.43亿吨标准煤计算,2018年可回收利用的水泥余热资源至少达0.73亿吨标准煤,水泥余热资源十分丰富。

    2018年水泥行业耗能占比情况

数据来源:公开资料整理

    2018年水泥行业可回收余热情况(单位:亿吨标准煤)

数据来源:公开资料整理

    国务院办公厅发布的《关于促进建材工业稳增长调结构增效益的指导意见》(国办发〔2016〕34号)提出了建材行业发展目标任务,要求到2020年再压减一批水泥熟料和平板玻璃产能,进一步提升节能减排和资源综合利用水平。

    建材行业作为仅次于冶金、化工的第三大耗能大户,占全国总能耗的7%左右。建材行业能源消耗主要集中在水泥、玻璃、陶瓷等传统产业。其中,水泥行业是传统的高耗能产业,其耗能达到了建材行业耗能的75%,能量消耗巨大,节能减排任务艰巨。

    水泥余热是指水泥企业在生产过程中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排放的350℃以下不能被完全利用的废热气,其热量一般约占水泥熟料烧成系统总热量的35%左右,按照2018年水泥行业耗能约为2.43亿吨标准煤,当年可回收利用的水泥余热资源约为0.85亿吨标准煤,水泥余热资源十分丰富。对水泥窑余热资源进行回收利用成为水泥业发展的一种趋势,也完全符合国家的节能减排产业政策。

    水泥余热发电是一项将水泥窑中低温废气余热转化为电能的节能技术,是水泥余热回收利用的主要方式,可有效提高水泥生产过程中的能源利用效率,降低能源消耗,减轻环境污染。一家水泥公司负责人表示,公司共投产纯低温余热发电机组31台(套),总装机容量超过297兆瓦,累计发电16.4亿千瓦时,相当于节约标煤59万多吨,减少二氧化碳排放150多万吨。这对公司资源综合利用、提高经济效益具有重大意义。

    目前,我国水泥余热发电在技术、装备、发电效率等领域都达到了国际先进水平,随着水泥行业集中度不断提升,水泥余热发电效益也将不断提升。从国内市场看,水泥余热发电普及率相对较高,并开始将目标转向海外市场。从全球看,除日本外,其他国家和地区的普及率较低,且技术水平及设施装备较为落后。因此,我国水泥余热发电有可能凭借较强的竞争优势快速进入海外市场。

    随着节能减排政策的继续推进及余热发电技术的不断进步,作为国家大力鼓励发展的领域,余热发电市场大有可为。大连易世达新能源发展股份有限公司(以下简称易世达)近日发布的2018年年报也显示了这一趋势:2018年,其营业收入1.52亿元,同比增长35.12%;归属于上市公司股东的净利润3669万元,同比增长113.88%,实现了经营业绩的扭亏为盈。对于业绩快速增长的原因,易世达表示,报告期内,部分停滞项目达到收入确认条件,公司余热发电工程业务营业收入增加。

    二、水泥余热发电行业发展趋势分析

    水泥余热发电效益可观未来打造智能化余热发电系统将成趋势

    水泥余热发电是指直接对水泥窑在熟料煅烧过程中窑头窑尾排放的余热废气进行回收,通过余热锅炉产生蒸汽带动汽轮发电机发电,是水泥余热回收利用的主要方式。而实际也证明水泥余热发电具有非常可观经济效益和社会效益:一条日产5000吨水泥熟料生产线每天可利用余热发电21-24万度,可解决约60%的熟料生产自用电,产品综合能耗可下降约18%,每年节约标准煤约2.5万吨,减排二氧化碳约6万吨。因此如何提高水泥余热回收利用率成为了当前水泥行业节能环保重要发展方向。

    水泥余热发电效益如此可观,因此如何提高水泥余热回收利用率成为了当前水泥行业节能环保重要发展方向。而在当前人工智能正在成为全球各行业工业智能化发展方向的大背景下,通过打造智能化回收和发电系统将成为提高水泥余热回收利用的重要方式。

    根据中国目前工业制造行业打造的智慧工厂模板,结合水泥行业实际情况,水泥余热发电系统智能化一定是在数字化发电系统的基础上,利用物联网的技术和设备监控技术,加强信息管理和服务;掌握生产流程、提高生产过程的可控性、减少人工干预、及时正确地采集生产过程数据,从而最大限度的确保余热发电系统安全、经济、高效运行。

    因此首先就是优化控制策略,实现APS技术的运用。通过优化保证控制系统的稳定性、可靠性、实时性、安全性,并实现APS技术有序的向各个设备或系统发出启动或自动停运的指令。 

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