淺析水泥生產(chǎn)線(純)低溫余熱回收鍋爐(發(fā)電)給水除氧系統(tǒng)(及其)優(yōu)化設(shè)計[權(quán)威資料]

淺析水泥生產(chǎn)線 (純 )低溫余熱回收鍋爐 (發(fā)電 )給水除氧系統(tǒng)(及其 )優(yōu)化設(shè)計 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：水泥生產(chǎn)線（純）低溫余熱回收（發(fā)電）技術(shù)是一種利用水泥生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的高、低溫廢氣來進行熱能回收發(fā)電的新型技術(shù)，該技術(shù)的運行（產(chǎn)生）不僅大大提高了能源的利用效率，還減少了對環(huán)境所造成的污染。本文根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗，針對幾種傳統(tǒng)水泥低溫余熱回收鍋爐給水除氧系統(tǒng)的優(yōu)缺點進行了對比分析，總結(jié)出一套（并對該）除氧系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計方案，（ 提出了自己的見解，）以供業(yè)內(nèi)人士之間相互交流學(xué)習(xí)。 關(guān)鍵詞：水泥生產(chǎn)線，（純）低溫余熱鍋爐，（發(fā)電；）給水除氧系統(tǒng)；設(shè)計優(yōu)化 Abstract: cement production line (pure) low temperature waste heat recovery (power) technology is a use of cement production process produced in high/low temperature, gas to heat recovery of the new power generation technology, this technology operation (produced) not only greatly improved energy efficiency, but also reduce the environment pollution caused. Based on many years work experience, according to several traditional cement low temperature recovery boiler water supply oxygen and the advantages and disadvantages of the system is analyzed and summarized a set of (the) oxygen system optimum design (the author puts forward his own ideas,) for communication between the personage inside course of study. Keywords: cement production line, the (real) low temperature waste heat boiler, (power) Water supply oxygen system； Design optimization TQ172.7 A 前言：利用水泥生產(chǎn)線上產(chǎn)生的高低溫廢氣來獲得鍋爐發(fā)電的蒸汽，把熱能轉(zhuǎn)換為電能。（作為工質(zhì)來進行發(fā)電 ,）是一項很（具）有發(fā)展情景和戰(zhàn)略意義的新型 節(jié)能技術(shù)。隨著該項技術(shù)發(fā)展的日益推廣（成熟化），它已越來越受到人們的關(guān)注。水泥低溫余熱發(fā)電鍋爐作為余熱回收的主要設(shè)備之一 ,對整個發(fā)電系統(tǒng)是否良好運營，起到關(guān)鍵性的作用。然而鍋爐給水除氧系統(tǒng)又是給水處理工藝的重要組成部分，它的工作狀況（在一定程度上）決定著整個鍋爐系統(tǒng)是否具有安全性、穩(wěn)定性及經(jīng)濟性。本文根據(jù)某水泥廠水泥生產(chǎn)線低溫余熱鍋爐熱力及廢氣系統(tǒng)余熱資源回收的設(shè)計，（特點） , 結(jié)合其對當(dāng)前環(huán)境、資金投入及兄弟單位的運行經(jīng)驗等諸多因素的綜合考慮 ,在施工（設(shè)計）之前，對（幾種）其除氧方式進行詳細的優(yōu)、缺點分析 和總結(jié)，最終選擇了大氣式鍋爐給水熱力除氧系統(tǒng)；該系統(tǒng)在原有的基礎(chǔ)上進行了進一步的優(yōu)化，（相信該系統(tǒng)的選用在技術(shù)要求）在安全性、經(jīng)濟性和實用性等方面取得了新的成果。 1 水泥生產(chǎn)線低溫余熱鍋爐 -發(fā)電熱能與動能轉(zhuǎn)換程序 （筆者曾經(jīng)進行過調(diào)研）經(jīng)統(tǒng)計，（根據(jù)某）水泥生產(chǎn)線 14500t/d 新型干法水泥生產(chǎn)線所產(chǎn)生的廢氣余熱回收均采用如下轉(zhuǎn)換模式：（的情況，擬定出的熱力系統(tǒng)的大概流程為：）窯頭、窯尾產(chǎn)生的余熱廢氣經(jīng)鍋爐吸收，低溫余熱轉(zhuǎn)化為過熱蒸汽，鍋爐蒸汽經(jīng)過蒸汽管進入汽輪機中做功，熱能轉(zhuǎn)化為電能 。（帶動發(fā)動機來進行發(fā)電，）蒸汽做功后排出的尾汽進入汽輪機的凝汽器，在冷凝器中降溫液化成水；凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)水泵輸送到（中加壓處理后進入）鍋爐除氧器中，凝結(jié)水含有很多氧離子，在除氧器中除氧。除氧后，這些水被送入鍋爐（省煤器）再次加熱，再次成為過熱蒸汽，蒸汽再次進入凝汽式汽輪機來進行做功，從而實現(xiàn)水泥煙氣余熱通過水汽循環(huán)把熱能轉(zhuǎn)換成電能的過程。 2 除氧方法優(yōu)缺點對比分析 2.1 鍋爐給水除氧方法在總體上分為兩種，即化學(xué)除氧法與物理除氧法。 2.2 化學(xué)除氧法的特點 化學(xué)除氧法是 在水中加入容易和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)材料使游離態(tài)的溶解氧轉(zhuǎn)變成相對穩(wěn)定的化合物，從而將水中所含的氧氣去除，使鍋爐給水的含氧量達到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。常用的化學(xué)材料有藥劑和鋼屑。這種化學(xué)除氧法一般用于對水質(zhì)要求不太高的小型鍋爐房，水源主要用于熱力網(wǎng)供暖。因此，化學(xué)除氧法大多作為輔助措施來進行附加除氧。利用化學(xué)除氧法可以將水中的氧氣徹底去除，但是該方法不能作用于其他雜質(zhì)氣體，并且生成的化合物還增加了水中鹽類的含量。另外這種除氧法的造價相對較高，不利于在中小型電廠中推廣使用。 2.3 物理除氧特點 2.3.1 真空除氧 真空除氧的工作原理是對于亨利定律與道爾頓定律的應(yīng)用。通過真空泵降低除氧器中的水面壓力，當(dāng)壓力值降到進水溫度的飽和蒸汽壓力以下時，像 O2 之類的不凝結(jié)性氣體就會解析出來，然后用針孔泵將其抽出，從而達到去除游離態(tài)氧的目的。因其多在水面低溫狀態(tài)下進行除氧，所以屬于一種低溫除氧方法。 真空除氧法的優(yōu)點： 除氧系統(tǒng)運行穩(wěn)定，對水質(zhì)影響較小，并且操作簡單易行。 在低溫狀態(tài)下就可以除氧，能充分利用參數(shù)較低的余熱，節(jié)約能源。 鍋爐負荷波動較大時也能取得不錯的除氧效果。 運用此方法 時須要解決的問題 : 因氧氣不能夠完全析出，很難達到深度除氧的目的。 由于真空除氧系統(tǒng)架設(shè)位置相對較高，一般須高于 11 米，所以對噴射泵、加壓泵等設(shè)備的要求也比較高。 此系統(tǒng)除氧環(huán)節(jié)相對比較復(fù)雜，需增加真空泵等設(shè)備，從而造成投資成本的增加。 2.3.2 大氣式熱力除氧 熱力除氧法的工作原理是亨利定律。因氣體溶解度與自身的分壓力成正比，且與自身的分壓力有關(guān)系。在一定壓力條件下升高水溫時，水蒸汽的分壓會隨之增加，而氧氣的分壓會逐漸變小，當(dāng)其分壓降至 0 時，水中的游離氧就會不斷析出。大氣式熱力除氧的工 作原理是是在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下將鍋爐給水溫度升高到沸點，氧氣因溶解度減小而不斷逸出，然后再將其與水蒸氣一同排出。 大氣式熱力除氧是目前工程中廣泛應(yīng)用的除氧方法。其優(yōu)點是： 除氧系統(tǒng)運營穩(wěn)定，除氧后不會增加含鹽量與其他氣體的溶解量。 系統(tǒng)簡單可靠且易于操作，到目前為止，該項技術(shù)已經(jīng)比較成熟，生產(chǎn)相配套設(shè)備的廠家也較多，可以在很大程度上降低造價。 使用該方法須解決的問題 : 鍋爐給水在除氧之后仍然具有較高的溫度，當(dāng)溫度過高時有可能達到鍋爐給水泵的汽化溫度，從而對水泵的正常運行造成一定影響，所以該除氧 系統(tǒng)應(yīng)布置在相對較高的位置。 鍋爐負荷會發(fā)生比較頻繁的變動，而且當(dāng)除氧水溫低于 104 時，除氧效率會嚴(yán)重下降，這就需要通過人工調(diào)整來使水溫達到適宜的溫度。 除氧系統(tǒng)會消耗一部分水蒸氣，設(shè)計時要考慮增設(shè)蒸汽管道來提供水蒸氣。 2 3 對于除氧加熱系統(tǒng)的優(yōu)化 3.1 水泥生產(chǎn)線余熱分布情況 以 5000t/d 水泥生產(chǎn)線為例，該生產(chǎn)線的窯頭冷卻機可產(chǎn)生 18104m3/h 的廢氣，進口廢氣溫度為 350 左右，出口廢氣溫度為 90 ；窯尾增濕塔生產(chǎn) 32104m3/h 的廢氣，窯尾進口廢氣溫 度為 330 ，出口廢氣溫度為 220 。經(jīng)過對廢氣資源狀況進行詳細的分析之后，一致認為：只要取得優(yōu)化的給水除氧系統(tǒng)，這些余熱完全滿足生產(chǎn)壓力值為1.46MPa，溫度為 313 ，流量為 37.7t/h 的鍋爐運行需要。 例如 :安徽銅陵海螺水泥有限公司 1*12000T/D 水泥熟料生產(chǎn)線 18MW 余熱發(fā)電建設(shè)項目，本項目由窯頭 1 臺 AQC 余熱鍋爐，窯尾兩臺 PH 余熱鍋爐， 1 臺 18MW 的汽輪發(fā)電機組以及組成。廢氣流量： 360103Nm3/h ，鍋爐入口廢氣溫度：310 ，鍋爐出口廢氣溫度 194.9, 蒸汽工作壓力 1.2 MPa, 296.2, 蒸發(fā)量 :27.8 t/h.蒸汽參數(shù)符合 18MW 的汽輪發(fā)電機組需要。 3.2 除氧系統(tǒng)的選擇 一般地，鍋爐給水的除氧器器在進行加熱除氧時，要消耗 2 4t/h 左右的蒸汽。水泥生產(chǎn)線余熱回收鍋爐都很大，鍋爐給水量均超過了 30t/h，所以，水泥生產(chǎn)線余熱回收鍋爐給水除氧系統(tǒng)不適于采用化學(xué)除氧的方法，蒸汽除氧耗能也較大。此時就應(yīng)該考慮真空除氧或者大氣熱力除氧的方法。這兩種方法均能夠滿足要求，但是，真空除氧系統(tǒng)的設(shè)計相對比較復(fù)雜，而且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所需的設(shè)備比較多，如，真空泵等耗 電設(shè)備的使用也會造成系統(tǒng)運行成本的增加，整體造價比較高，操作人員的數(shù)量及專業(yè)技能亦會有更高層次的要求。因此，目前新的水泥生產(chǎn)線余熱回收鍋爐都選擇大氣式熱力除氧方法來處理鍋爐給水除氧的問題。這是開展設(shè)計研討論證，對鍋爐給水除氧系統(tǒng)進行優(yōu)化所取得的進步。 熱力系統(tǒng)的鍋爐給水設(shè)計是把凝結(jié)水經(jīng)過蒸汽除氧后，將其送入鍋爐的。為了充分利用現(xiàn)有熱能，我們把窯頭余熱鍋爐（一級鍋爐）和窯尾余熱鍋爐（二級鍋爐）的給水預(yù)熱方法由蒸汽加熱改為廢氣加熱，一方面為爐水加熱，另一方面實現(xiàn)爐水除氧。即大氣式熱力除氧方法。 一般情況下，窯頭鍋爐的廢氣排放溫度尚有 120 ，窯頭廢氣余熱得不到充分的利用，為了減少窯頭廢氣余熱的浪費并降低除氧器對于蒸汽的消耗，我們針對該熱力系統(tǒng)進行了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計，設(shè)計一個能量交換器，把窯頭余熱鍋爐（一級鍋爐）和窯尾余熱鍋爐（二級鍋爐）的尾氣進行再次吸收，把汽輪機的冷凝水加熱到 107 左右，成為合格的鍋爐給水。保證窯頭余熱鍋爐（一級鍋爐）和窯尾余熱鍋爐生產(chǎn)合格蒸汽，所以在設(shè)計時要把除氧系統(tǒng)和這兩個余熱鍋爐聯(lián)鎖起來，保證除氧系統(tǒng)為窯頭鍋爐和窯尾鍋爐提供合格的給水，使廢氣余熱得到了充分的利用。經(jīng)過初 步估算，每年利用余熱所獲得的發(fā)電量相當(dāng)于燃燒 2000 多噸煤所發(fā)的電量。為此，新型干法水泥生產(chǎn)線生產(chǎn)的廢氣得以充分利用，不僅降低能耗，化廢為寶，而且減少了尾氣對大氣的污染，利己、利國、利民。 綜上所述，利用水泥生產(chǎn)線低溫余熱發(fā)電裝置中，鍋爐給水除氧系統(tǒng)的優(yōu)化對于鍋爐運行的穩(wěn)定性、經(jīng)濟性起到不可估量的作用。在實際的項目設(shè)計選型過程中，應(yīng)對鍋爐的噸位、熱力參數(shù)、水質(zhì)要求等因素進行綜合考慮，充分考慮水泥生產(chǎn)線余熱資源的作用，從多個角度，多方面實行優(yōu)化利用。在設(shè)計論證時，爭取采用符合實際需求的、高效能的設(shè)計 方案，確保水泥生產(chǎn)線投資產(chǎn)生最大的經(jīng)濟效益。 參考文獻： 1肖作善，施燮鈞，王蒙聚 .熱力發(fā)電廠水處理（第三版），北京，中國電力出版社， 1996 2鄧慶松，周世平 300MW 火電機組調(diào)試技術(shù) M北京：中國電力出版社 2002： 5564 3劉長毅淺析水泥純低溫余熱發(fā)電給水除氧系統(tǒng)及其設(shè)計優(yōu)化 J科技縱橫， 2009， 5 閱讀相關(guān)文檔 :MPC 高效復(fù)合保溫砂漿性能及其應(yīng)用 工程勘察設(shè)計企業(yè)實施工時管理必要性分析 職工思想政治工作在 構(gòu)建和諧社會中的作用 探討壓力容器焊接常見問題和防治方法 淺談工程結(jié)構(gòu)加固及常用加固方法 超細無機纖維保溫吸聲系統(tǒng)在無保溫地下室中的應(yīng)用 超大基坑底板混凝土施工質(zhì)量控制要點 道路橋梁施工技術(shù)及質(zhì)量控