改革開(kāi)放三十年來(lái)，水泥工業(yè)取得了舉世矚目的成績(jī)。新型干法水泥技術(shù)裝備進(jìn)入世界先進(jìn)行列；科學(xué)發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新、節(jié)能減排成為全行業(yè)實(shí)際行動(dòng)：水泥結(jié)構(gòu)調(diào)整成績(jī)斐然，到2008年底新型干法水泥比例突破了60%；世界知名水泥公司在我國(guó)落地生根；水泥工程總承包足跡遍及全球，帶動(dòng)機(jī)械裝備大量出口。這些成績(jī)的取得，為水泥工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了輝煌。與此同時(shí)，“十一五”期間水泥純低溫余熱發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，截止2008年有263條新型干法熟料生產(chǎn)線(xiàn)裝有余熱利用電站，裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到1662MW。到2010年水泥行業(yè)余熱發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘繉⑹墙?個(gè)葛洲壩電站總裝機(jī)容量，余熱發(fā)電為水泥工業(yè)再次創(chuàng)造了輝煌。
一、水泥工業(yè)余熱發(fā)電的發(fā)展歷程
水泥窯余熱電站始建于大連水泥廠，1922—1923年該廠擴(kuò)建第二條Φ3m×60m干法中空窯時(shí)，同時(shí)配套建設(shè)了高溫余熱發(fā)電機(jī)組，稱(chēng)為“水泥干法中空余熱發(fā)電窯”。我國(guó)水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展從第一個(gè)五年計(jì)劃開(kāi)始起步，經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)、推廣、應(yīng)用工作經(jīng)歷了四個(gè)階段。
第一階段為1953年至1989年，這30多年主要工作是開(kāi)展了中空窯高溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備的開(kāi)發(fā)、推廣、應(yīng)用工作。首先參照上世紀(jì)30年代日本引進(jìn)德國(guó)技術(shù)在我國(guó)東北、華北地區(qū)建設(shè)的中空窯高溫余熱發(fā)電技術(shù)裝備，對(duì)老廠進(jìn)行改造，同時(shí)在老廠擴(kuò)建中得到應(yīng)用。共投運(yùn)了約290條中空窯余熱發(fā)電系統(tǒng)。形成了不同主蒸汽參數(shù)、余熱鍋爐形式、裝機(jī)容量的高溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。為我國(guó)開(kāi)展水泥窯中低溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備的研究開(kāi)發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
第二階段為1990年至1996年。“八五”期間，國(guó)家安排了水泥行業(yè)科技攻關(guān)課題，其一是：“帶補(bǔ)燃鍋爐的中低溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備的研究開(kāi)發(fā)”，主要內(nèi)容為采用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)系列汽輪發(fā)電機(jī)組，回收400℃以下廢氣余熱進(jìn)行發(fā)電。該課題在1996年完成了攻關(guān)工作，形成了“帶補(bǔ)燃鍋爐的水泥窯中低溫余熱發(fā)電技術(shù)”；這項(xiàng)技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)、推廣、應(yīng)用，為我國(guó)開(kāi)發(fā)水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備工作積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)；其二是“水泥窯純低溫余熱發(fā)電工藝及裝備技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)”；其三是“純低溫余熱發(fā)電技術(shù)裝備——螺桿式膨脹機(jī)研究開(kāi)發(fā)”。根據(jù)帶補(bǔ)燃鍋爐的水泥窯中低溫余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，以日本KHI公司為寧國(guó)水泥廠4000t/d水泥窯提供的6480kW純低溫余熱電站的建設(shè)為契機(jī)，基本形成了我國(guó)水泥窯純低溫余熱發(fā)電工藝技術(shù)裝備體系。
第三階段為1997年至2005年。推廣、改進(jìn)“帶補(bǔ)燃鍋爐的水泥窯中低溫余熱發(fā)電技術(shù)”和“水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)”。截止2005年底，利用“帶補(bǔ)燃鍋爐的水泥窯中低溫余熱發(fā)電技術(shù)”，國(guó)內(nèi)有23個(gè)水泥廠36條1000～4000t/d預(yù)分解窯生產(chǎn)線(xiàn)上安裝了28臺(tái)帶補(bǔ)燃鍋爐的中溫余熱發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)為45.36MW。與此同時(shí)，分別于2001年、2003年利用我國(guó)自主研發(fā)的技術(shù)和國(guó)產(chǎn)設(shè)備，在2000t/d、1500t/d水泥窯上投運(yùn)了裝機(jī)容量分別為3MW、2.5MW的純低溫余熱電站。2001年至2005年，我國(guó)水泥行業(yè)利用國(guó)產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)在12條新型干法窯上，配套建設(shè)了裝機(jī)容量分別為2.0MW、3.0MW、6.0MW、7.0 MW的純低溫余熱電站。
第四階段為2005年以后。由于水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)裝備已經(jīng)成熟，進(jìn)入了蓬勃發(fā)展階段。大量的工程實(shí)踐機(jī)會(huì)，給技術(shù)不斷創(chuàng)新提供了最佳的機(jī)遇。隨著純低溫余熱電站投入運(yùn)行數(shù)量的增多，實(shí)踐應(yīng)用的同時(shí)也促進(jìn)了工藝技術(shù)裝備的提高，使我國(guó)水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)裝備更加成熟可靠，給我國(guó)這項(xiàng)技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平提供了機(jī)遇。
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