一、輥道窯餘熱發電概述
餘熱發電技術是利用企業的高品位熱量進行**，並集中轉化為電力供企業自用的技術。我國從上世紀 「八五」期開始，對餘熱發電技術和裝置進行系統的研製開發，經過十多年的開發、研究和若干實際工程投產執行，餘熱發電技術和國產化裝置都已成熟可靠，總體上的技術水平已經趕上國際先進工業國家。國家也把利用餘熱發電，作為節能降耗，實現迴圈發展的重要措施之一，給予大力支援和發展，使我國的餘熱發電技術應用領域不斷擴大。
但在建築陶瓷、衛生陶瓷行業生產領域，輥道窯餘熱發電方面是個空白。
根據國家發展改革委節能中長期專項規劃[發改環資 [2004]2505號]精神，在「十一五」期間，輥道窯是陶瓷行業推廣的技術。由於國內對輥道窯餘熱利用技術的研究起步較晚，餘熱利用率較低，除部份企業把餘熱用於原料烘乾外，大部份企業是把高品位的輥道窯排煙熱量（溫度400～800℃）和產品冷卻熱量（溫度950～1200℃）直接廢棄，從而造成大量的能源浪費和熱源汙染。
陶瓷企業的餘熱利用，國內外先進企業主要是將輥道窯煙氣和產品冷卻產生的熱風，通過風機送到原料乾燥塔，對陶瓷原料進行乾燥，以減少乾燥塔一次能源消耗量，使陶瓷企業獲得一定的經濟效益。由於陶瓷原料的乾燥主要是蒸發原料中的水份，利用輥道窯100～400℃的餘熱足夠乾燥所需熱量；若直接利用輥道窯高品位餘熱（排煙溫度400～800℃和產品冷卻溫度650～1200℃）用於乾燥，則會導致乾燥塔熱量過剩，同時大大地降低餘熱的利用價值，使輥道窯的能源浪費轉移到乾燥塔，乾燥塔能源損失量大，而能量品位又低，散失了餘熱再利用的價值。陶瓷企業的餘熱利用除原料乾燥以外，其它方式的餘熱利用量很小，利用價值很低（如加熱浴室用熱水等），相當多的企業根本就不利用而直接廢棄。
根據陶瓷企業餘熱利用的現狀，如何有效地提高餘熱的利用效率和利用價值，是本專案研究的目的。
電力作為二次能源，價值高且使用方便。如果將陶瓷企業輥道窯高品位餘熱（400～800℃的排煙餘熱和650～1200℃的產品冷卻餘熱）收集轉化為價值更高的電力能源，而品位較低、餘熱鍋爐難以利用的餘熱（100～400℃）再用於原料乾燥，既可滿足陶瓷生產的需求，並充分利用好現有乾燥裝置，提高陶瓷企業輥道窯餘熱利用的價值和效率，解決陶瓷企業餘熱過剩的問題，將大大地降低企業的生產成本，並節約資源，從而推動陶瓷企業的迴圈經濟發展。
輥道窯消耗的一次能源（煤、油或天然氣），除爐窯散熱、產品水份蒸發、燒結等必須消耗的能量外，約70%的能量是隨排煙熱損失和產品冷卻熱損失而浪費。在這些浪費的熱量（簡稱餘熱）中，採用餘熱乾燥原料的方式，可利用餘熱的20%，20%因品位低無法利用，另有60%左右的餘熱還沒有得到充分利用。以一條每小時耗標準煤1400kg的氣燒輥道窯為例，進入爐窯總的熱量為41×106kj/h，有 12.
3×106kj/h熱量直接用於陶瓷生產,有28.7×106kj/h餘熱；其中5.74×106kj/h熱量可用於原料乾燥,有17.
22×106kj/h熱量沒有得到充分利用,5.74×106kj/h熱量不能利用。若將17.
22×106kj/h熱量通過餘熱鍋爐轉化為蒸汽的熱量，餘熱鍋爐效率為85%，則可產生2.5mpa、400℃的蒸汽（蒸汽焓為3214kj/kg）2380kg/h，利用凝汽式汽輪發電機發電，其汽耗率為5.6kg/kwh，則這條爐窯的餘熱可發電370kw。
按平均電價0.55元/度計算，這條爐窯每小時可額外**203.5元的電，經濟效益顯著。
若選用排汽壓力0.3mpa的小型背壓式汽輪發電機發電，汽耗率為26kg/kwh，則這條爐窯的餘熱可發電91.5kw，發電的經濟效益比凝汽式機組更低，但可利用汽輪機排汽用於陶瓷原料低溫乾燥或其它工業、生活用汽，提高餘熱利用的經濟效益。
利用輥道窯餘熱發電的關鍵，在於開發出適合陶瓷生產的餘熱鍋爐技術和分散熱源熱工監控技術。設計的餘熱鍋爐不能影響陶瓷的正常生產（即不影響產品的產量和質量），也不增加一次能源消耗量，餘熱鍋爐產汽壓力、溫度穩定、可控。
本專案以公司 「輥道窯餘熱發電裝置」專利技術為核心，集合我國餘熱發電的先進技術，自主研製開發出煤燒輥道窯餘熱發電技術和裝置。專案經過近一年的反覆研製開發，以及陶瓷生產企業的使用，在技術上有較大的突破。創新的「滿足輥道窯生產工藝需要的分段換熱技術」、「輥道窯餘熱鍋爐過熱蒸汽恆溫技術」、「輥道窯消煙除塵技術」、「分散熱源能量**熱力系統熱工監控技術」 ，較好地解決了煤燒輥道窯餘熱吸收、收集、能量轉換、汽輪機排汽利用、安全執行等技術問題。
同時集合現有成熟的「分散熱源能量**匯集技術」、「鈉離子交換水處理技術」、「餘熱鍋爐技術」、「蒸汽發電技術」和「熱工儀表監控保護技術」，使整套餘熱利用裝置達到餘熱利用率高、發電量大（平均每條爐窯可發電266萬度/年）、節能降耗效果顯著、無煙塵和熱源汙染、企業經濟效益提高（平均每條爐窯可為企業節約近120萬元/年的電費開支）的目標。與餘熱用於原料乾燥技術相比，節能效果更好，技術更先進,有利於陶瓷企業迴圈經濟的發展。
二、氣燒輥道窯餘熱發電能量平衡概算
二條氣燒輥道窯,日耗煤85噸(低位發熱量5500kcal/kg),日產瓷磚17000m2(10 kg/m2),產品燒成溫度1100℃,窯頭排煙溫度400～500℃,其中可利用餘熱量:
1、急冷帶(1100℃冷卻至600℃和400℃冷卻至200℃)餘熱:
0.26 kcal/（kg.℃）×17000m2/d×10 kg/m2÷24 h/d×[(1100-600)+(400-200)] ℃=128.92萬kcal/h
2、排煙餘熱(煙氣溫度400℃冷卻至200℃):
（3970-1930）kj/kg×85×103 kg/d÷24 h/d÷4.18kj/kcal=172.8萬kcal/h
3、合計： 128.92萬kcal/h +172.85萬kcal/h=301.77萬kcal/h,折合標準煤431.1 kg/h，餘熱鍋爐效率85%。
可產生2.5 mpa、390℃的蒸汽（焓值為769 kcal/ kg）
431.1×104kcal/h×0.85÷769kcal/ kg=4765 kg/h
採用進汽引數2.35 mpa、390℃的次中壓凝汽式機組,汽耗率為5.6 kg/kwh,可發電
4765kg/h÷5.6kg/kwh =851kw
4、由於實際生產過程中,爐窯保溫效能差異和爐管積灰等因素,致使餘熱利用率會下降10～15%,實際發電量為:
次中壓(2.35mpa、390℃)引數：851kw×0.85=723kw
因此,根據該廠爐窯保溫情況和維護上的關係,採用次中壓引數執行時發電量為700～850kw,裝置自用電量40～50kw,供電量為650～800kw。
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