一、项目背景

兰炭广泛用于化工、冶炼、造气等行业，是生产金属硅、铁合金、硅铁、硅锰、化肥、电石等高耗能产品所必需的原料。陕西省榆林市具有丰富的优质煤炭资源，兰炭产业已成为榆林市最大的地方煤炭转化产业。近几年兰炭总量在迅速增长的同时，出现了严重的低水平盲目扩张、生产能力过剩、浪费资源、污染加剧的突出矛盾和问题。

为贯彻国务院《关于进一步开展资源综合利用的意见》精神，配合政府对陕北地区落后兰炭生产的治理整顿工作及完成节能减排目标，依托当地企业生产特点建设节能、环保、资源综合利用的余热回收及尾气综合利用工程，具有良好的经济效益和社会效益。

二、技术方案

神木市恒聚鑫冶金有限公司位于神木县孙家岔镇陈家湾工业区。公司有100万t兰炭生产线1条，1.5万t金属镁生产线1条，45000kVA硅铁炉2台及110万t洗煤厂1座。结合企业的生产特点及需求，创新型的利用镁渣余热、硅铁炉余热及兰炭生产过程中产生的副产品兰炭尾气等进行发电，实现余热、余能资源的回收利用。

具体方案如下:

(1)在本项目建成之前，当地基本上所有的兰炭企业都将剩余的兰炭尾气点天灯后排空，造成了很

大的能源浪费和环境污染。为了使项目建成后剩余的兰炭尾气不再燃烧排放，减少环境污染和温室气体排放，节约能源，兰炭在生产过程中所产生的煤气，一部分用于兰炭炉炼焦自耗用气，剩余部分留给本工程煤气锅炉燃烧，在燃气锅炉炉膛燃烧面、水平烟道和尾部烟道布置受热面，加热给水产生高温(超)高压蒸汽，高温(超)高压蒸汽驱动汽轮发电机组发电。

(2)本项目原有硅铁炉烟气通过空冷器进行散热降温，未能将烟气余热充分利用，故利用余热锅炉将硅铁炉烟气热量回收利用。采用适用于硅铁炉烟气的余热锅炉回收烟气热量，余热锅炉用于加热至兰炭尾气燃气锅炉的给水。该方式的优点是替代汽轮机高压加热器，减少汽轮机高压抽汽量，从而提高整个汽轮机的发电量，硅铁炉烟气余热锅炉采用上进下出结构以及专门的换热管设计和清灰系统，能有效避免余热锅炉的受热面积灰问题。

(3)本项目原有镁渣为自然降温，既不利于热量的回收，又对环境造成破坏，故采用冷渣器对镁渣的热量进行回收，来加热汽轮机凝结水，将镁渣显热回收至热力系统，提高机组热效率。

通过以上举措，利用“三废”(镁渣余热、硅铁余热、兰炭尾气)进行发电，项目整体设计为1x220t/h超高温超高压中间一次再热兰炭尾气锅炉+2x23t/h中温中压硅铁余热锅炉+1x50MW超高温超高压中间一次再热直接空冷凝汽式汽轮机+1x50MW发电机，项目采用“双超”汽轮机组，发电效率比传统高温高压机组提高10%。

三、商业模式及客户收益

本项目业主自筹资金20%(剩余80%由承建方出资建设)，业主自愿无偿提供土地，委托承建方组织实施代建及能源托管。承建方按照合同约定对1x50MW尾气发电项目设备采购、施工、系统调试、整体试运行等实行全过程组织实施管理。项目建成投运后，自项目正式运行之日起五年内，业主分期向承建方支付总投入金额及一定比例的收益额。

节能环保:通过尾气余热发电、硅铁镁渣余热回收，减少环境污染。

经济效益:利用兰炭废气、金属镁渣余热及矿热炉的烟气余热发电，该工程规划装机容量为50MW空冷凝汽式汽轮发电机组，投资回收期3~5年。

社会效益:有利于实现园区热电联产、集中供热和促进落后小锅炉的淘汰，对于兰炭生产行业的节能降耗技改提供了良好的示范作用，同时为当地创造税收、解决富余劳动力，也为支援社会主义新农村建设做出贡献。

四、项目亮点及经验总结

本项目属于“三废”余能综合利用发电项目，也是当地第一座“三废”余能综合发电项目，在神木市兰炭基地产业园具有重要示范意义。项目用兰炭废气、金属镁渣及矿热炉的烟气余热发电，使循环经济更加合理，余能回收系统更加完善。不仅节约了能源，改善了环境，而且带来了可观的经济效益和社会效益，并且使企业形成了良性的能源循环模式。

在“碳达峰、碳中和”战略背景下，园区及重点用能企业节能减排是实现双碳目标的重要抓手。通过本项目的组织实施与业主单位建立良好的合作基础，利用企业园区已建设的自备电厂，推进园区源网荷储(风光火储)一体化低碳园区示范项目，为企业提供电力生产保障及提升能源综合利用效率。