多形态分布式光伏发电在水泥企业的应用.pdf

-12-2023.No.100引言随着水泥行业 水泥单位产品能源消耗限额（GB 167802021）高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平（2021年版）等政策的发布实施，开展多种形式的节能降碳技术改造必然是水泥企业未来重点工作方向之一。利用水泥企业的自然环境和地理位置优势，使用光伏发电技术可以减少水泥生产过程中的电力消耗，结合余热发电，实现“零购电”或“近零购电”，是水泥企业实现绿色生产和能源低碳转型的主要途径之一。1改造背景我公司现有一条设计产能4 000 t/d的熟料生产线，并配套4.2 m13.5 m水泥磨和TRMS43.4矿渣立磨，同时配套建设8 MW纯低温余热发电系统，余热发电量约为每年4 500万kWh，还需外购电力11.5亿kWh，每年总用电量约为1.451.95亿kWh，消耗大量的电力资源。公司院内建筑物屋顶面积较大，且公司地处北纬39，日照充足，处在最理想的光伏发电建设纬度，具有发展光伏发电得天独厚的地理优势。2建设内容利用公司院内已有的11座建筑物屋顶建设单晶硅光伏发电，建筑面积5 170 m2，共安装1 053块550 Wp单晶硅组件。新建车棚119个，建筑面积2 237 m2，共安装1 140块260 Wp碲化镉发电玻璃组件。局部去工业化设计，外墙立面面积315 m2，共安装164块200 Wp碲化镉发电玻璃组件。总装机容量为934.4 kWp，计划投资640万元。2.1光伏系统光伏组件方面，我公司选用550 Wp单晶硅、多形态分布式光伏发电在水泥企业的应用殷显平（嘉峪关祁连山水泥有限公司，甘肃省嘉峪关735100）摘要：在“双碳”政策和电价上涨的背景下，采用稳定清洁的光伏发电将成为水泥行业节能降碳的重要措施之一。在水泥厂屋顶、车棚和浴池墙面安装单晶硅、碲化镉发电玻璃，总装机容量934.4 kWp，采用380 V单点、低压并网的运行模式，预计平均每年将减排各类大气污染物近1 000 t，对缓解能源危机和环境压力具有重要意义。关键词：光伏发电；节能降碳；近零购电中图分类号：TQ172.8文献标志码：B文章编号：1002-9877（2023）10-0012-02DOI：10.13739/11-1899/tq.2023.10.003（2）在实际生产时由于熟料从外层到内层存在热阻，其煅烧温度递减；内层分解形成过程差，C2S无法和f-CaO溶解于液相形成C3S，未参与化学反应的C2S和f-CaO残留多，C3S含量减少。（3）从外到内层，由于煅烧温度逐渐递减，C3S晶型也由C3S-M1型转变为C3S-M3型和C3S-T型，外部熟料强度比中内层更高，熟料内外质量不一。（4）大颗粒熟料内层强度较低，在实际生产过程中减少大颗粒熟料的比例有利于熟料强度的提升。参考文献：1Stanek T，Sulovsk P.The influence of the alite polymorphism on the strength of the Portland cementJ.Cement and Concrete Research，2002，32（7）：1169-1175.2张晶晶，齐砚勇，温馨.煅烧温度对水泥熟料主要矿物形成的影响J.硅酸盐通报，2013，32（9）：1756-1762.3沈晓东，姚燕.水泥材料研究进展M.北京，高等教育出版社，2012：3-5.4水泥化学分析方法：GB/T 1762017S.北京：中国标准出版社，2017.5刘倩，邓磊，高宇蕾，等.冷却方式对熟料矿物及C3S晶型的影响J.硅酸盐通报，2021，40（9）：2878-2881.6方兴国.煅烧温度与煅烧时间对熟料fCaO的影响J.四川水泥，2008（3）：17-19.7黄洋洋，齐砚勇，邓磊.ZnO对硅酸盐水泥熟料矿物组成影响的研究J.硅酸盐通报，2017，36（5）：1567-1568.8王晓叶，郑斌，冯志海.X射线衍射全谱拟合定量分析方法研究J.宇航材料工艺，2012（2）：108-110.9邓磊，蔡攀，沈娟.Rietveld全谱拟合法计算水泥熟料中方镁石的含量J.水泥，2014（11）：56-58.10TAYLOR H.F.W.Cement chemistryM.London：Thomas Telford Publishing，1997：1-5.11吴亚磊，查少翔，张伟伟，等.污泥灰替代粘土制备水泥熟料的试验研究J.硅酸盐通报，2018，37（6）：1881-1886.（编辑胡如进）櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼櫼2023.No.10-13-殷显平：多形态分布式光伏发电在水泥企业的应用260/220 Wp碲化镉发电玻璃，实现屋顶、车棚、墙面多场景光伏发电，两种组件的装机容量和项目建成后25年内发电量见表1。项目涉及12个建筑物及119个轿车和自行车车棚，碲化镉自行车车棚和屋顶光伏效果见图1、图2。表1两种组件的装机容量和项目建成后25年内发电量光伏组件装机容量/kWp第一年发电量/MWh25年年均发电量/MWh25年总发电量/万kWh单晶硅组件579.2871.40816.242 040.60碲化镉组件355.2480.2449.791 124.48图1碲化镉自行车车棚效果图2屋顶光伏效果2.2电气系统本项目采用380 V单点低压并网，并网到老线中控楼一楼配电室，发电负荷主要用于办公、砌块生产线、浴池、食堂等使用，余电送至公司10 kV段全部消纳使用。（1）监控系统：光伏系统运行采用计算机监控，实现对光伏系统（包括光伏阵列及逆变）的控制、保护、测量及数据采集，后台配套2套电脑，安装在公司水泥中控室和余热发电中控室，系统可及时、清晰地显示当前运行数据（包括直流功率、交流功率、阵列电压、阵列电流、当天实时发电量、累积发电量等）并保存历史数据（数据保存期限为1年）。视频监控采用高清夜视数字摄像头（配备25套，建筑屋顶采用球型摄像头），对光伏阵列实时监控并接入公司现有监控平台。（2）并网系统：安装低压并网柜1面（含规约转换器、内置UPS、打印机、断路器），当出现过载或相间短路、失压、过压等情况时，断路器将断开。并网点配备精度0.2以上的智能计量设备，并将数据接入公司现有能管系统，实现能管系统电量自动采集。（3）电气一次回路：光伏组件经逆变器转换输出交流电源，逆变器汇流至380 V母线。根据光伏组件的安装容量及我公司电力负荷实际情况，项目设置一个并网点，通过一台断路器与现有0.4 kV低压配电母线连接，消纳模式为“自发自用，全额消纳”。当发电量大于老线中控楼配电室用电量时，将通过电力室1 600 A进线开关经1 250 kVA变压器升压至10 kV后全额消纳。（4）防雷、接地及过电压保护设计：电站光伏组件边框为金属材质，将光伏组件边框可靠连接，并设计、安装总接地网，接地电阻4，所有接地点做防腐处理。3预期效益光伏电站建成后，与采取环保措施后的燃煤电站相比，每年可节约近400 t标准煤，并减少多种有害气体和废渣排放，项目建成后25年内节能减排量见表2。太阳能作为一种清洁能源，在水泥行业充分应用将对缓解能源危机和环境压力具有重大意义。表2项目建成后25年内节能减排量 t项目节约标准煤减排CO2减排SO2减排NOx25年年均374.08972.618.982.6025年累计9 355.2024 323.52224.5265.49（编辑何昊）