导言：近年来，一方面，“限电停产”在一些省市和地区渐成常态，拉闸限电现象的加剧致使一些工厂陷入危机。而对于今年，有关专家认为有可能是自2004年大缺电以来最困难的一年，目前煤炭涨价与电网建设滞后加剧“电荒困局”；另一方面，余热发电技术在水泥等建材行业发展迅猛，余热发电所产生的效益对企业的影响日益明显。
余热发电在砖瓦行业的应用发展虽然相对缓慢，但目前也取得了不错的成绩。资料显示，“隧道窑余热发电装置”技术对煤矸石等原料热值较高的砖厂尤其适用，可有效地换取高温带多余的热量，对砖瓦企业提高产量有明显效果。由于各企业的生产情况千差万别，若选用余热全部用于发电的方案，可满足砖厂70～100%的用电量。
煤矸石与隧道窑
我国每年煤矸石的排放量相当于当年煤炭产量的10%-15%，煤矸石年产量已达到3亿多吨。
截止到2010年底，我国煤炭系统共有煤矸石砖厂近2000家。除现已投产的煤矸石生产线以外，四川、山西、山东、河北等地还将陆续新建一批煤矸石空心砖生产线，新建的制砖厂规模比较大，在6000万块-16000万块之间，普遍采用了隧道窑生产技术。
隧道窑烧结制砖工艺以产量大、能耗低、自动化程度高、产量质量稳定、窑炉烧成参数可控等特点，已成为当今国际上最先进的制砖工艺之一。世界各国对隧道窑余热利用技术的研究和应用主要是把少量余热用于砖坯干燥、加热空气用于助燃或加热成80℃左右热水供砖瓦企业内部冬季供暖和职工洗浴等用途，余热利用效率较低。
余热发电大背景
最近十多年，政府加大了淘汰落后产能的力度，在钢铁、电力、冶金、化工、化肥、水泥等行业大规模的推广先进工艺和技术，淘汰中小规模的生产企业，使这些行业的能耗或经济指标达到或领先国际先进水平。
2010年，政府又把砖瓦行业淘汰落后产能工作提上了日程，将淘汰中小型轮窑等能耗高、自动化程度低的烧结砖生产企业，在全国范围内推广大中型隧道窑制砖生产技术，推动砖瓦行业的节能减排工作，提高砖瓦行业的技术水平。
可行性报告
据不完全统计，截止2010年，我国砖瓦生产企业有近7万家，从业人员达600多万人，其中绝大多数为临时工，年产总量约10000亿多块(折标砖)。
我国砖瓦企业组成：截止2010年，全国砖瓦企业7万家左右，其中：6000万块以上的占1%；5000万～6000万块的占3%；3000万～5000万块的占30%；1000万～3000万块的占21%；1000万以下的小型企业占45%。
我国砖瓦企业发展分析：年产5000万块以上的中大型企业在逐年增加，年产3000万以下的中小企业呈下降趋势。
制砖机械设备
原料破碎处理已采用雷蒙磨或立磨；原料精细处理已采用集搅拌、混合、净化为一体的圆盘筛式喂料机（或轮碾机或搅拌挤出机）混练；真空挤出机及配套设备；机械手码窑系统；自动化转运系统；大断面平顶隧道窑；燃烧系统；自动化控制系统；机械手卸砖系统……
隧道窑分为余热带、焙烧带、保温带、冷却带。
4.6m、6.9m、9.2m、10.3m大断面平顶隧道窑，设有抽热系统、排烟系统、燃烧系统、冷却系统和自动化控制系统，通过对这些系统的调整，使窑内的焙烧制度更趋合理。
煤矸石与余热发电
我国的煤矸石产量：我国每年煤矸石的排放量相当于当年煤炭产量的10%至15%。煤矸石年产量已达到3亿多吨，目前已累计堆放煤矸石50多亿吨。
截止到2010年底我国煤炭系统共有煤矸石砖厂近2000家。四川、山东、河南、北京、辽宁、吉林等地都拥有一批大型骨干企业，市场发展也相对成熟，近几年新建的生产线普遍提高了机械化和自动化程度，提高了生产线的技术含量，产品以承重和非承重空心砖为主，实现了产业升级和规模经营。
除现已投产的煤矸石生产线以外，四川、山西、山东、河北等地还将陆续新建一批煤矸石空心砖生产线，新建的制砖厂规模比较大，在6000万块~16000万块之间，普遍采用了隧道窑生产技术。
隧道窑余热发电技术
内燃或超内燃制砖技术的部分在焙烧带未燃尽的燃料在冷却带继续燃烧对制品会产生危害，同时产生的热量也未得到很好的利用，煤矸石制砖余热发电技术解决了上述问题。
项目采用的技术是窑顶辐射换热——将余热蒸汽机锅炉安装在隧道焙烧窑冷却段的上方，从隧道窑冷却段换取余热，将水变成高温高压蒸汽，推动汽轮机带动发电机发电。
“隧道窑余热发电装置”技术对煤矸石等原料热值较高的砖厂尤其适用,可有效地换取高温带多余的热量，对砖瓦企业提高产量有明显效果。由于各企业的生产情况千差万别，若选用余热全部用于发电的方案，可满足砖厂70～100%的用电量。对于受电网各种因素停电而影响生产的砖厂而言，“隧道窑余热发电装置”则能彻底解决因电网停电影响生产的问题。
余热发电前景
我国的制砖行业拥有近10000亿（折标准砖）的产量近7万家企业，行业今后的技术发展将会积极的推动这一技术的应用（我国制砖行业将会淘汰落后的目前约占行业90%的轮窑生产企业，发展先进的隧道窑制砖企业），余热发电技术在制砖行业推广将有无限的前景：
1、我国政府相应的扶持政策必将会出台，同时相应的技术法规必将会向余热发电技术方面调整，如余热发电将会列入烧结砖瓦厂设计规范和烧结砖瓦厂节能设计规范。
2、余热发电技术在全球制砖行业是比较超前的，这一技术的应用必然会带动全球制砖行业的节能减排，对全球环境和减排做出贡献。
技术简介
在隧道窑余热利用的过程中，大部分企业一般是把500～1000℃的热量降到500℃以下后再通过换热装置回收余热，虽然能源的总量没有改变，但却降低了余热的品位，损失了大量高品位余热,导致余热再利用的经济指标降低，余热回收的成本加大，余热利用的效率也随之较低，同时也造成大量的能源浪费和热源污染。
将隧道窑高品位余热（200～500℃的排烟余热和300～1000℃的产品冷却余热）收集转化为价值更高的蒸汽能源或电力能源，而品位较低、余热锅炉利用价值不高的余热（100～250℃）再用于砖坯干燥，则既可满足生产的需求，充分利用好现有干燥设备，并可提高建材企业隧道窑余热利用的价值和效率。
隧道窑制砖烧成温度范围一般是950～1100℃，并且要维持5个车位左右的高温点才能保证砖的质量。如果窑内没有一个稳定的高温带就会影响窑炉正常运行，甚至产生窑温下降、灭窑等问题。同时窑内温度也不能太高，长期超过1100℃运行，必然会影响窑炉的寿命，严重时会产生塌窑等影响窑炉安全的问题。余热锅炉的布置应靠近高温带，一旦发现有超温现象，可以在较短时间内顶车移至换热器底部，保证窑炉安全。焙烧窑的产量直接关系着企业的经济效益，同时也是决定余热利用效益的关键。送入焙烧窑的砖坯就相当于锅炉燃烧的煤，当产量越大时，进入窑内的砖坯也越多，进入窑内的热量也越多，安装余热锅炉后产汽量也就越大，余热利用的经济价值也就越高。
适用企业
隧道窑余热发电装置专利技术(ZL200920078878.1)适用于内燃或外燃所有类型的隧道窑余热综合利用。把余热锅炉收集余热产生的过热蒸汽送到凝汽式、抽汽凝汽式或背压式汽轮发电机组发电，根据各砖瓦企业的规模、实际产量、具体需求等条件全部发电或部分发电。可供选择的隧道窑余热利用方案如下：
1、凝汽式汽轮机发电：实际在6000万标砖/年或以上且无用汽需求的砖瓦企业。
2、抽凝式汽轮机发电：实际在6000万标砖/年以上且周围有用汽量不稳定热用户（如冬季供暖、夏季制冷、蒸压釜制砖或大中型煤矿职工洗浴等）的砖瓦企业。
3、背压式汽轮机发电：实际在6000万标砖/年以上且周围有连续稳定热用户（如污泥等物料干燥、化工制药用汽等）的砖瓦企业。
4、市政污泥干化发电：邻近城市污水处理厂的砖瓦企业。
5、供汽：实际在4000万标砖/年以下的砖瓦企业。
隧道窑余热发电装置”技术对煤矸石等原料热值较高的砖厂尤其适用。由于各企业的生产情况千差万别，若选用余热全部用于发电的方案，可满足砖厂70～100%的用电量。对于受电网各种因素停电而影响生产的砖厂而言，本技术则能彻底解决因电网停电影响生产的问题。
隧道窑余热发电系统热工计算分析
绝对压力0.12Kg/cm2饱和蒸汽：水温49.06℃（49.04Kcal/Kg）、汽温49℃（618.6Kcal/Kg），汽化潜热r=569.6Kcal/Kg
绝对压力1Kg/cm2饱和蒸汽：水温99.09℃（99.17Kcal/Kg）、汽温99.09℃（638.8Kcal/Kg），汽化潜热r=539.6Kcal/Kg
以一条年产1.1亿煤矸石页岩多孔砖（KP1）烧结生产线为例，日产18万块，每小时产7500块，90砖单块干坯的重量3.54Kg。
1、每小时隧道窑可利用的余热量为：Q1＝0.92×7500×3.54×(950-200)＝1.832×107kJ/h
2、锅炉产汽量Qzq=Q1.η.（1-αps）/(hsh-hfw)＝1.832×107×0.9×（1-1%）/(3235-104.5)＝5214(Kg/h)
3、发电量W＝5214÷5.6＝930KW
余热发电系统
1、水处理系统：原水先通过反渗透装置、混床进行处理，去除水中钙、镁、氯等阴阳离子，使水的硬度小于5微克当量/升，防止余热锅炉和热力系统内管道设备结垢而影响机组安全运行。
2、隧道窑余热锅炉系统：包括汽包、蒸汽发生器、过热器等设备，其作用是在不影响隧道窑正常生产的前提下将隧道窑产品冷却释放的热量转化为过热蒸汽（压力2.45～3.82MPa、温度350～450℃）的热量。
3、热工监控系统：根据换热装置的布置情况分别设置温度、压力、水位、流量等热工仪表(就地表计和远传表计)，以及高限和低限声光报警和自动控制调节设备，对设备运行信息进行收集。并将信号传输至集控室中心处理，实现控制中心对余热发电装置的远程监视控制。
4、汽轮发电机系统：把余热锅炉生产的过热蒸汽送到汽轮发电机组发电，根据各砖瓦厂的实际需求全部发电或部分发电。
5、电气监控系统：余热锅炉、汽轮发电机和水处理设备通过开关柜进行监控，保障整个越热利用系统的安全、稳定运行。
6、主要辅机设备：发电系统所需的各种水泵、冷凝器、冷却塔等设备。
7、配套工程：包括消防、防雷接地、空调通风、通信和热力系统设备管道防腐、保温、涂色、土建工程等。
