我国水泥产量连续20年位居世界第一,水泥工业不仅是能源消耗大户，也是能源浪费大户，即使先进的新型干法工艺，仍然有约占水泥熟料烧成系统总热耗量35%的350℃以下低温废气余热不能被充分利用而直接排放。为了实现节能降耗减排的可持续发展的战略，充分利用水泥生产中的中低温余热，降低水泥生产中的能源消耗，开发研制水泥生产线中低温余热利用系统具有重要的现实意义和工程实用价值。为此，西安交通大学与相关单位合作，1991年承担国家重点科技攻关计划，2007年承担国家高技术“863”计划项目，进行水泥窑中低温余热发电工艺及系统的研究。针对5000T/D、2500T/D等水泥生产线，采用双压技术，开发研制了系列化的具有自主知识产权的纯低温余热发电系统。与5000T/D水泥窑配套的BN7.5、BN9双压纯低温余热发电系统已经投入工程实际使用，后续BN5、BN10、BN14.5、BN20发电系统也已经开发完成。2006年9月27日BN7.5MW双压纯低温余热发电系统在辽源金刚水泥集团建成投产，2007年8月27日，BN9MW机组在河南省驻马店豫龙同力水泥公司并网发电。在项目的实施过程中，合作单位主要负责项目的产业化和设备制造安装调试，而关键技术则由西安交通大学进行研究和开发。主要内容包括采用新型高效叶片、抗水蚀特性和数字电液控制系统的双压进汽补汽式汽轮机的开发，新型高效换热部件的研制，锅炉换热器的抗摩、抗腐、防集灰关键技术研究，以微处理器为核心的DCS控制系统的研制，水泥生产和发电工艺相结合的双压余热发电工艺研究和系统参数优化。经过系统的分析和深入的研究，为纯低温双压余热发电系统的建设提供了理论基础和试验数据，在工程实际中得到推广和应用。经济效益工程建设的总承包单位：一条5000T/D水泥线为企业新增销售收入5300万元元，利税750万元，带动地方经济3000万元。项目合作单位中信重机2005年总承包建设3条5000T/D余热发电项目，2006年总承包建设9条余热发电项目，2007年，公司形成年16条规模，为企业新增销售收入14.8亿元，利税2.07亿元，带动地方经济8.4亿元。到目前为止，中信重机共计承担107条水泥生产线的余热发电工程项目，取得了显著的经济效益。对于建设单位：一条5000T/D干法水泥生产线配套建设纯低温余热发电项目，装机容量9MW，年运行7000小时，年发电6300万kWh，发电量基本可以满足水泥生产用电量的1/3，水泥熟料成本可以降低20元，年节约2880万元，经济效益显著。到目前为止，合作单位已经建成使用的总装机容量达到706MW，按照年运行7000小时计算，年发电494200万KWH，年节约2.47亿元(电价按照0.5元/kW.H计算)。社会效益本技术主要是回收利用水泥生产线的低温烟气余热资源，以5000t/d水泥孰料生产线为例，按装机9MW计算，年发电量约6480万kWh，生产成本降低10～15元/吨，年节约2000多万元；年节约标煤2.26万吨，可获得400～525万元节能财政奖励；由于低温余热的利用，每年可以减少相应的火电发电量，每年减少 6.5万吨二氧化碳，按照国际上的炭排放交易标准，折合65万美元；同时，水泥线废气排放温度由原来的250℃降至90℃左右，大大降低了废气对环境的污染，有利于环境保护。推广前景截至2008年底，全国已投产新型干法水泥生产线934条，每年还要新增干法水泥生产线80条以上，水泥生产线低温余热发电装机市场300亿元以上。水泥线纯低温余热发电双压技术是水泥企业节能降耗、清洁生产、资源综合利用和实现可持续发展的必由之路，是贯彻落实科学发展观，推行循环经济的具体实践，有利于提高企业的竞争力。同时，该技术也可广泛应用于玻璃、钢铁、建材炉窑等行业。在科技部863项目的支持下，项目组目前正在开发研究满足余热温度下限为80℃的新型余热回收利用系统。在广东，有大量的建材炉窑，其余热排放数量巨大，进行低温余热回收和利用具有广阔的市场。纯低温余热发电技术符合国家产业政策和发展趋势，具有重要的市场推广前景和节能减排效益。工作原理：设置窑头AQC余热锅炉和窑尾SP余热锅炉，窑尾SP余热锅炉产生高压力蒸汽，窑头AQC炉产生高压力和低压力的蒸汽和热水，两股高压力的蒸汽混合后到汽轮机做功，窑头产生的低压蒸汽一部分用于锅炉给水除氧，另一部分通过补汽口进入汽轮机做功；产生的热水用于加热凝结水，离开锅炉的废气温度降至90℃以下。利用废气的热量发电，起到了节能降耗减排的作用。