本文對(duì)目前我國(guó)新型干法水泥窯純低溫余熱發(fā)電幾種熱力循環(huán)系統(tǒng)

1、：本文對(duì)目前我國(guó)新型干法水泥窯純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電幾種熱力循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)、廢氣取熱方式的特點(diǎn)及發(fā)電能力、存在的主要問(wèn)題進(jìn)行了研究、分析、比較，其分析、研究、比較過(guò)程及結(jié)論，在我國(guó)水泥工業(yè)工藝及裝備技術(shù)得以迅速發(fā)展、數(shù)百條日產(chǎn)數(shù)千噸級(jí)大型干法水泥熟料生產(chǎn)線陸續(xù)投產(chǎn)的情況下，對(duì)水泥生產(chǎn)企業(yè)建設(shè)余熱電站的決策及水泥窯純低溫.chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)、裝備的發(fā)展有指導(dǎo)意義。 主題詞： 水泥工業(yè) 低溫 HYPERLINK :

2、/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電 發(fā)電能力 1、前言 近年來(lái)，隨著我國(guó)水泥工業(yè)工藝及裝備技術(shù)得以迅速發(fā)展，數(shù)百條數(shù)千噸級(jí)新型干法水泥熟料生產(chǎn)線（簡(jiǎn)稱水泥窯）的陸續(xù)投產(chǎn)，為水泥窯純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)及裝備的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了市場(chǎng)條件。在這個(gè)背景條件下，目前國(guó)內(nèi)具有水泥窯 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開(kāi)發(fā)能力的數(shù)家單位，以利用日

3、本KHI技術(shù)及設(shè)備建設(shè)的安徽寧國(guó)水泥廠、廣西柳州水泥廠純低溫余熱電站為藍(lán)本，推出了幾種水泥窯純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電的熱力循環(huán)系統(tǒng)并已在上海萬(wàn)安企業(yè)1400t/d預(yù)分解窯、江西萬(wàn)年2000t/d預(yù)分解窯上實(shí)際應(yīng)用。考慮目前國(guó)內(nèi)陸續(xù)投產(chǎn)的大型水泥窯技術(shù)及裝備的變化并結(jié)合國(guó)內(nèi)火力發(fā)電設(shè)備設(shè)計(jì)制造現(xiàn)狀，對(duì)水泥工業(yè)純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電應(yīng)采用的熱力循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)及廢氣取熱方式進(jìn)行深入的研究分析從

4、而進(jìn)一步提高我國(guó)純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)及裝備水平、充分合理利用余熱盡而提高 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電能力是非常必要的。2、目前國(guó)內(nèi)已普遍采用的幾種熱力循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)及廢氣取熱方式的特點(diǎn)及存在的主要問(wèn)題 目前水泥窯純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)中熱力循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成、循環(huán)參數(shù)及熟料冷卻機(jī)、窯尾預(yù)熱

5、器廢氣取熱方式有如下三種（筆者稱為普遍型水泥窯純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)）：其一：不補(bǔ)汽式純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)及廢氣取熱方式，見(jiàn)圖1。其二：復(fù)合閃蒸補(bǔ)汽式純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)及廢氣取熱方式，見(jiàn)圖2。其三：多壓補(bǔ)汽式純低溫ww.chinace

6、ments /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)及廢氣取熱方式，見(jiàn)圖3。2.1 上述熱力循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)及廢氣取熱方式的主要特點(diǎn)： (1)僅在水泥窯窯頭熟料冷卻機(jī)中部設(shè)一個(gè)抽取冷卻機(jī)廢氣的抽廢氣口，根據(jù)水泥窯規(guī)模的不同，抽取的廢氣溫度在250400飽和溫度360飽和溫度至180的低壓低溫蒸汽、85200的熱水。 (2)僅利用水泥窯窯尾預(yù)熱器排出的250400飽和溫度至360的蒸汽。 (3)將AQC爐、SP爐生產(chǎn)的0.81.6MPa蒸汽及AQC爐生產(chǎn)的0.10.5Mpa蒸汽或AQC爐生產(chǎn)的85200熱水經(jīng)閃蒸器生產(chǎn)出的0.10.5MPa蒸汽通

7、入汽輪機(jī)再由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。2.2 上述熱力循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)及廢氣取熱方式存在的主要問(wèn)題 (1)窯頭熟料冷卻機(jī)自冷卻機(jī)入料端（熱端）至出料端（冷端），在不影響水泥窯熟料熱耗及水泥窯生產(chǎn)的條件下，冷卻機(jī)可排掉的廢氣溫度是自熱端起的600以線性關(guān)系逐漸下降至冷料端的55。因此，若僅在冷卻機(jī)中部抽取廢氣，則是將熱端的中高溫廢氣與冷端低溫廢氣混合后形成了250400廢氣。由于廢氣溫度的限制，AQC爐僅能生產(chǎn)低壓低溫蒸汽及熱水。這種抽取廢氣的取熱方式?jīng)]有遵循熱量應(yīng)根據(jù)其溫度進(jìn)行梯級(jí)利用的原理。 (2)窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)中，在不影響水泥窯熟料熱耗及水泥窯生產(chǎn)的條件下，可利用的廢氣余熱有兩部分：第一部分

8、為預(yù)熱器系統(tǒng)最終排出的（即C1級(jí)旋風(fēng)筒出口）250400廢氣；第二部分為C2級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)筒至C1級(jí)旋風(fēng)筒入口的450600廢氣中水泥生產(chǎn)允許的2025溫度降所含有的廢氣熱量。由于沒(méi)有利用第二部分廢氣熱量，加之第一部分預(yù)熱器系統(tǒng)最終排出的廢氣溫度限制，SP爐同樣只能生產(chǎn)低壓低溫蒸汽。 (3)上述兩個(gè)因素使前述的水泥窯純中低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)：其一，余熱只能生產(chǎn)低壓低溫蒸汽；其二，熱力循環(huán)系統(tǒng)只能采用低壓低溫參數(shù)；其三，水泥窯生產(chǎn)系統(tǒng)中窯頭熟料冷卻機(jī)及窯尾預(yù)熱器可用于發(fā)電的部分400600中高

9、溫廢氣沒(méi)有得到有效利用；其四，前述的三個(gè)因素，使在不增加水泥熟料熱耗的條件下，水泥窯廢氣 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電能力未能得到充分發(fā)揮，即/zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用情況至2005年，普遍型純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用情況見(jiàn)下表：

10、序號(hào)水泥廠水泥廠規(guī)模裝機(jī)容量實(shí)際發(fā)電能力1上海萬(wàn)安水泥廠1500t/d四級(jí)預(yù)熱器2500kw1700kw2 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/topic.asp t _blank 三獅浙江長(zhǎng)興5000t/d五級(jí)預(yù)熱器6000kw5800kw3 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/topic.asp t _blank 三獅浙江長(zhǎng)興2500t/d五級(jí)預(yù)熱器3000kw3000kw4浙江長(zhǎng)興煤山眾盛5000t/d五級(jí)預(yù)熱器6000kw6700kw5浙江長(zhǎng)興小浦眾盛2500t/d五級(jí)預(yù)熱器3000kw3300kw6海南昌江水泥廠50

11、00t/d五級(jí)預(yù)熱器6000kw5800kw7浙江桐鄉(xiāng)申河2500t/d五級(jí)預(yù)熱器3000kw2900kw8浙江龍游青龍山2500t/d五級(jí)預(yù)熱器3000kw2800kw9浙江湖州中利達(dá)2500t/d五級(jí)預(yù)熱器3000kw2900kw HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù) 針對(duì)水泥窯可用于發(fā)電的廢氣余熱量及廢氣溫度分布，遵循“指導(dǎo)構(gòu)成水泥窯純中低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)、確定循環(huán)參數(shù)、提高發(fā)電能力的四

12、個(gè)基本原則”（見(jiàn)筆者發(fā)表于水泥雜志2005年第4期的水泥窯純中低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電存在的問(wèn)題及第5期的提高水泥窯純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電能力的途徑），在同時(shí)提高汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力和溫度以合理梯級(jí)利用水泥窯廢氣溫度的條件下，筆者于2005年3月提出了三種提高型水泥窯純中低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電熱力循

13、環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)及廢氣取熱方式，分別見(jiàn)圖4、圖5、圖6（見(jiàn)筆者發(fā)表于中國(guó)水泥雜志2005年第5期的“提高水泥窯純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電的措施”一文）。上述熱力循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)及廢氣取熱方式的主要特點(diǎn) (1)改變抽取窯頭熟料冷卻機(jī)廢氣方式，即在靠冷卻機(jī)進(jìn)料端(熱端)設(shè)置一抽取400600廢氣的抽廢氣口，同時(shí)在冷卻機(jī)中部設(shè)置抽取250400450180的低壓低溫蒸汽、85200熱水。 (2)在利用窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)最終（C1級(jí)旋風(fēng)筒出口）排出的250400廢氣的同時(shí)，利用C2級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)筒至C1級(jí)旋風(fēng)

14、筒入口的450600廢氣水泥生產(chǎn)所允許的2025450的過(guò)熱蒸汽。3.2 上述提高型水泥窯純中低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)能夠取得的效果： 前述兩個(gè)特點(diǎn)使筆者提出的提高型水泥窯純中低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)及廢氣取熱方式：在不影響水泥熟料熱耗及水泥窯生產(chǎn)的條件下：其一，余熱可以同時(shí)生產(chǎn)次中壓或中壓飽和溫度至450180的低壓低溫蒸汽、85200熱水；其二，熱力循環(huán)系統(tǒng)可以采用次中壓中溫或

15、中壓中溫參數(shù)，提高了熱力循環(huán)系統(tǒng)效率；其三，充分利用了水泥窯不同廢氣溫度的余熱，并按廢氣余熱溫度分布實(shí)現(xiàn)了熱量應(yīng)根據(jù)其溫度進(jìn)行梯級(jí)利用的原理；其四，前述的三個(gè)因素，提高型水泥窯純中低溫w.chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)及廢氣取熱方式使水泥窯廢氣余熱按其質(zhì)量最大限度地轉(zhuǎn)換為了電能，從而使 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電能力比目前普遍采用的普通型水泥窯純中低溫.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)得以大幅提高。4、提高型水泥窯

16、純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用情況 筆者所在單位承擔(dān)的水泥窯純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電工程普遍采用的是提高型水泥窯純低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)，其有如下兩類情況：1、采用圖4所示的提高型不補(bǔ)汽式純中低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.as

17、p t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)。筆者所在單位采用圖4所示系統(tǒng)，在浙江省湖州市興寶龍 HYPERLINK :/ c-bm / t _blank 建材1500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線上建設(shè)了裝機(jī)容量為3.0MW的純低溫余熱電站，該電站作為實(shí)驗(yàn)性項(xiàng)目，目前已進(jìn)入設(shè)備安裝階段。2、筆者所在單位承擔(dān)的其它 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)，前述工程將分別于2006年7月、8月、9月、10月、1

18、1月陸續(xù)投入生產(chǎn)運(yùn)行。 筆者所在單位目前在做設(shè)計(jì)的其它水泥生產(chǎn)企業(yè)3200t/d級(jí)、5000t/d級(jí)新型干法窯純低溫余熱電站同樣采用圖7所示的純 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)，當(dāng)浙江省湖州興寶龍 HYPERLINK :/ c-bm / t _blank 建材3.0MW實(shí)驗(yàn)型余熱電站投入生產(chǎn)運(yùn)行并積累相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)后，筆者所在單位將著力推廣圖4、圖5、圖6所示acements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)。6、結(jié)語(yǔ) 本文對(duì)我國(guó)目前新型干法水泥窯廢氣余熱取熱方式、純低溫

19、 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)、發(fā)電能力及存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析、比較和研究，根據(jù)筆者多年從事水泥窯anti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)及裝備的研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行管理和從事水泥窯熱工設(shè)計(jì)、平衡分析工作所積累的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為提高型水泥窯純中低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)及廢氣取熱方式將使我國(guó)純中低溫p t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)達(dá)到一個(gè)新的水

20、平，從而使我國(guó)水泥窯純中低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電能力提高16.6%55%以上，是我國(guó)水泥窯純中低溫 HYPERLINK :/ chinacements /zhuanti/fadian.asp t _blank 余熱發(fā)電技術(shù)及裝備的發(fā)展方向。摘要:本文介紹一種適用于中低溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電的新技術(shù)雙壓純低溫余熱發(fā)電技術(shù)在遼源金剛水泥廠的工程應(yīng)用。該技術(shù)將低品位熱源充分用于發(fā)電，具有效率高、節(jié)能、環(huán)保和便于運(yùn)行維護(hù)等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于水泥窯等行業(yè)的余熱利用。1 概述 能源問(wèn)題是關(guān)系經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和國(guó)

21、家安全的重大戰(zhàn)略問(wèn)題。節(jié)能降耗和環(huán)保已成為我國(guó)的基本國(guó)策。2006年國(guó)家節(jié)能和環(huán)保兩項(xiàng)指標(biāo)未完成，一個(gè)重要原因是缺乏有效的節(jié)能環(huán)保技術(shù)。在這種形勢(shì)下，相關(guān)單位紛紛研制開(kāi)發(fā)節(jié)能環(huán)保技術(shù)，水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)就是一個(gè)既節(jié)能又環(huán)保的新技術(shù)。 該項(xiàng)技術(shù)目前已得到廣泛重視。國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)在節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃中，明確提出要在2 000 t/d以上水泥生產(chǎn)線中建設(shè)“余熱余壓利用工程”以降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化生產(chǎn)流程，控制污染物的排放，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)。因此水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)具有廣闊的市場(chǎng)空間，必將推動(dòng)水泥行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)水泥行業(yè)的節(jié)能降耗和環(huán)保，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。 水泥窯余熱發(fā)電的原則就是在保證水泥生

22、產(chǎn)線熟料質(zhì)量、產(chǎn)量穩(wěn)定且不增加熱耗的條件下，盡可能的回收利用余熱，提高噸熟料發(fā)電量。一方面要求盡可能多的回收低溫余熱，即提高余熱鍋爐效率，這需要在保證余熱鍋爐面積一定的條件下，降低蒸汽的壓力與溫度；另一方面，也要提高汽輪發(fā)機(jī)的效率，這需要提高蒸汽的壓力與溫度。要想提高整個(gè)余熱發(fā)電系統(tǒng)循環(huán)的效率，就必須兼顧余熱鍋爐效率和汽輪機(jī)的效率。雙壓系統(tǒng)產(chǎn)生的高壓蒸汽可提高汽輪機(jī)的效率，同時(shí)產(chǎn)生的低壓蒸汽可提高余熱鍋爐效率，解決了二者的矛盾，最大限度提高了噸熟料發(fā)電量。本文介紹雙壓純低溫余熱發(fā)電技術(shù)在遼源金剛水泥廠的工程應(yīng)用。2 雙壓純低溫余熱發(fā)電技術(shù)介紹 雙壓余熱發(fā)電技術(shù)就是按照能量梯級(jí)利用的原理，在同一

23、臺(tái)余熱鍋爐中設(shè)置2個(gè)不同壓力等級(jí)的汽水系統(tǒng)，分別進(jìn)行汽水循環(huán)，產(chǎn)生高壓和低壓兩種過(guò)熱蒸汽；高壓過(guò)熱蒸汽作為主蒸汽、低壓過(guò)熱蒸汽作為補(bǔ)汽分別進(jìn)入補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)，推動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)電，雙壓余熱發(fā)電系統(tǒng)使能量得到合理利用，熱回收效率高。 余熱資源參數(shù)不同，余熱鍋爐的低壓受熱面與高壓受熱面有不同的布置方式。根據(jù)遼源金剛水泥廠窯頭(AQC)和窯尾(SP)的余熱特點(diǎn)和工藝要求，經(jīng)過(guò)余熱利用后，要使AQC余熱鍋爐排煙溫度降到100左右。使窯尾SP余熱鍋爐排煙溫度降低到220左右后進(jìn)入原料磨烘干原料,其設(shè)置的雙壓余熱發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖1。 雙壓余熱發(fā)電系統(tǒng)與常規(guī)余熱發(fā)電系統(tǒng)不同之處在于其窯頭(AQC)余熱鍋爐增

24、設(shè)了低壓汽水系統(tǒng)，其汽輪機(jī)組在第四壓力級(jí)之后增加了補(bǔ)汽口，并適當(dāng)增大補(bǔ)汽口以后汽輪機(jī)通流部分面積。 采用雙壓系統(tǒng)的主要目的是為了提高系統(tǒng)循環(huán)效率。使低品位的熱源充分利用，獲得最大限度的發(fā)電功率，降低窯頭(AQC)雙壓余熱鍋爐的排氣溫度；其次是雙壓系統(tǒng)的低壓蒸汽是過(guò)熱的，進(jìn)入汽輪機(jī)后能保證汽輪機(jī)內(nèi)的蒸汽最大濕度控制在14以下，使汽輪機(jī)葉片工作在安全范圍內(nèi)，并提高機(jī)組的效率；同時(shí)低壓蒸汽還可用于供熱等其它需要熱源的地方，提高運(yùn)行靈活性。 雙壓余熱發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)單靈活、成本低、熱利用率高。由于在余熱鍋爐上增設(shè)了低壓省煤器、低壓蒸發(fā)器，并且增設(shè)了低壓過(guò)熱器，能夠把更多的低溫余熱吸收利用，比單壓系統(tǒng)多發(fā)電1

25、0%左右，并且必要時(shí)能夠解列，維持單壓系統(tǒng)正常運(yùn)行。而對(duì)于能夠增加發(fā)電量的閃蒸系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要增加閃蒸器、汽水分離器等設(shè)備；閃蒸器產(chǎn)生的是飽和蒸汽，在進(jìn)入汽輪機(jī)做功后，易使汽輪機(jī)排汽干度不能滿足汽輪機(jī)的要求。3工程應(yīng)用 為了改變本地區(qū)水泥行業(yè)的落后面貌，充分利用自身的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、廉價(jià)的煤炭及電力資源，遼源金剛結(jié)合地方礦產(chǎn)資源，高標(biāo)準(zhǔn)、高起點(diǎn)建設(shè)二條5000 t/d具有五級(jí)預(yù)熱器和預(yù)分解爐的新型干法生產(chǎn)線。這對(duì)加速當(dāng)?shù)厮喈a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)升級(jí)換代，拉動(dòng)當(dāng)?shù)夭傻V、運(yùn)輸和服務(wù)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用。為了提高企業(yè)綜合效益，最大限度的利用水泥熟料生產(chǎn)線的窯頭、窯尾廢氣余熱，金剛集團(tuán)對(duì)國(guó)家及吉林省

26、資源綜合利用的產(chǎn)業(yè)政策進(jìn)行認(rèn)真的學(xué)習(xí)和研究，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的資源綜合利用電站進(jìn)行綜合調(diào)研的基礎(chǔ)上，根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)條件和現(xiàn)有新型干法水泥窯所產(chǎn)生的余熱及場(chǎng)地布置等因素，決定利用水泥熟料生產(chǎn)線窯頭、窯尾余熱資源，采用雙壓余熱發(fā)電技術(shù)建設(shè)純低溫余熱電站。 由于設(shè)計(jì)時(shí)生產(chǎn)線尚未投產(chǎn)，原始廢氣參數(shù)只能根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和其它同類型線的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)取值，確定為：出窯尾預(yù)熱器SP的廢氣流量為340 000Nm3/h、溫度為320350；冷卻機(jī)AQC排出廢氣量為300 000 Nm3/h、溫度為260，為了使窯頭AQC鍋爐產(chǎn)生參數(shù)稍高一些的蒸汽，以便與窯尾SP鍋爐產(chǎn)生的蒸汽能混合進(jìn)入汽輪機(jī)，對(duì)AQC進(jìn)行了改

27、造，從中部開(kāi)孔，抽出的煙氣量設(shè)計(jì)值為180 000 Nm3/h、溫度為350。3.2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)電站工藝系統(tǒng)特點(diǎn) 根據(jù)遼源金剛水泥廠的余熱條件，結(jié)合朗肯循環(huán)原理，對(duì)能量進(jìn)行梯級(jí)利用，采用雙壓工藝熱力系統(tǒng)，可使相對(duì)高溫?zé)嵩矗?10350煙氣）產(chǎn)生較高參數(shù)的蒸汽，使相對(duì)低溫?zé)嵩矗?00210煙氣）產(chǎn)生較低參數(shù)的蒸汽，使能量分布優(yōu)化，提高熱力系統(tǒng)循環(huán)效率。 在窯尾預(yù)熱器廢氣出口設(shè)置SP余熱鍋爐。從預(yù)熱器出來(lái)的350左右的煙氣從頂部進(jìn)入SP余熱鍋爐，由于其煙氣粉塵濃度高為80100g/Nm3、粉塵顆粒細(xì)、粉塵比電阻高、粉塵硬度低等特點(diǎn)，對(duì)鍋爐受熱面的磨損不嚴(yán)重、但容易積灰，因此在SP余熱鍋爐內(nèi)設(shè)置振打除

28、灰裝置。煙氣在鍋爐內(nèi)經(jīng)過(guò)能量交換后，溫度為220左右，進(jìn)入原水泥系統(tǒng)。 在窯頭冷卻機(jī)廢氣出口設(shè)置AQC余熱鍋爐，采用雙壓技術(shù)。由于窯頭煙氣帶著磨損性較強(qiáng)的熟料微粒，含塵濃度為2030g/Nm3左右，具有干燥，粉塵粒徑粗、磨損性大、粘附性不強(qiáng)等特點(diǎn)；為減輕鍋爐磨損，提高鍋爐的使用壽命，在AQC鍋爐前設(shè)置沉降室。350左右的煙氣從篦冷機(jī)中部抽出后進(jìn)入沉降室，在沉降室內(nèi)約有60的灰塵沉降下來(lái)，灰塵通過(guò)拉鏈機(jī)送到水泥熟料系統(tǒng)，煙氣再?gòu)捻敳窟M(jìn)入AQC余熱鍋爐，在鍋爐內(nèi)經(jīng)過(guò)能量交換成為溫度為100左右的煙氣，進(jìn)入水泥系統(tǒng)的窯頭電 HYPERLINK :/ china-mining /chuchenqi/

29、t _blank 收塵器。 余熱發(fā)電汽水系統(tǒng)流程為：給水經(jīng)高壓給水泵進(jìn)入AQC余熱鍋爐公共省煤器后，被加熱成為飽和水后，分成二路分別進(jìn)入AQC鍋爐高壓系統(tǒng)和SP鍋爐。另一路低壓給水經(jīng)低壓給水泵進(jìn)入低壓省煤器后，進(jìn)入AQC鍋爐低壓系統(tǒng)。進(jìn)入AQC高壓系統(tǒng)和SP鍋爐的水經(jīng)過(guò)鍋爐內(nèi)部循環(huán)被加熱成過(guò)熱蒸汽；進(jìn)入AQC低壓系統(tǒng)的水被加熱成低壓補(bǔ)汽 ，兩臺(tái)鍋爐的過(guò)熱蒸汽混合后和低壓補(bǔ)汽分別進(jìn)入汽輪機(jī)前端高壓進(jìn)汽口和中部低壓補(bǔ)汽口做功發(fā)電。 為了保證電站事故時(shí)不影響水泥窯生產(chǎn)順利進(jìn)行，余熱鍋爐均設(shè)有旁通廢氣管道，一旦余熱鍋爐或電站發(fā)生事故時(shí)，可以將余熱鍋爐從水泥生產(chǎn)系統(tǒng)中解列，不影響水泥生產(chǎn)的正常運(yùn)行。 以

30、上電站工藝系統(tǒng)特點(diǎn)，可以使電站運(yùn)行方式靈活、可靠，很好地與水泥生產(chǎn)配合，并最大限度地利用余熱。余熱發(fā)電系統(tǒng)的接入 由于水泥線工藝布置較緊湊，現(xiàn)場(chǎng)空地不多，而窯尾SP鍋爐又采用立式鍋爐，所以將窯尾SP爐布置在窯尾預(yù)熱器后的高溫風(fēng)機(jī)之上。在每條線最上一級(jí)（C1級(jí)）預(yù)熱器至窯尾高溫風(fēng)機(jī)的下行管道上引出廢氣管道與SP鍋爐相連。鍋爐出口煙氣溫度在220左右，送到窯尾高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口的管道上，以滿足下道工序烘干原料和煤的需要。烘干原料和煤后的廢氣由原廢氣處理系統(tǒng)的 HYPERLINK :/ china-mining /chuchenqi/ t _blank 收塵器凈化后排入大氣?？刂棋仩t的煙氣阻力1000P

31、a，使系統(tǒng)的阻力在窯尾高溫風(fēng)機(jī)的能力允許范圍之內(nèi)。在原預(yù)熱器出口至高溫風(fēng)機(jī)的煙道引出管道、原下行管道以及鍋爐出口管道上均增設(shè)電動(dòng) HYPERLINK :/ china-mining /fmcp/162425373.htm t _blank 百葉閥門(mén)，對(duì)氣流進(jìn)行控制和切換，原下行管道可做為鍋爐的旁通煙道。當(dāng)需要提高烘干原料和煤的煙氣溫度時(shí)，可適當(dāng)調(diào)節(jié)下行煙道調(diào)節(jié)閥，讓鍋爐出口的低溫?zé)煔夂虲1級(jí)出口直接下行的高溫?zé)煔饣旌?，提高進(jìn)窯尾風(fēng)機(jī)（原料磨）的煙溫，其調(diào)節(jié)范圍從220或更低直至C1級(jí)出口溫度（即煙氣一點(diǎn)不通過(guò)SP鍋爐），而且SP爐的進(jìn)口煙道閥和旁路煙道閥，正常設(shè)計(jì)在窯控制室操作，窯操可隨時(shí)根據(jù)

32、具體情況調(diào)整，既滿足了水泥生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行，又保證了SP爐的安全。通過(guò)旁通煙道的調(diào)節(jié)作用還可使水泥生產(chǎn)及余熱鍋爐的運(yùn)行均達(dá)到理想的運(yùn)行工況。 在熟料冷卻機(jī)與窯頭 HYPERLINK :/ china-mining /chuchenqi/ t _blank 收塵器之間設(shè)一臺(tái)AQC鍋爐，由廢氣管道連接。為保證鍋爐正常產(chǎn)汽量，需對(duì)冷卻機(jī)進(jìn)行改造，從冷卻機(jī)中部（原煤磨抽風(fēng)處）引出管道，抽出350左右的廢氣送至沉降室，濾去大顆粒粉塵后再由管道引向AQC鍋爐。從冷卻機(jī)中部抽風(fēng)的目的是提高進(jìn)入AQC余熱鍋爐的廢氣溫度，提高整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)效率。 每條線出AQC鍋爐的廢氣進(jìn)入原有的窯頭 HYPERLINK :/

33、china-mining /chuchenqi/ t _blank 收塵器收塵后，由原有窯頭排風(fēng)機(jī)排放，冷卻機(jī)剩余的低溫余風(fēng)仍由原管路進(jìn)窯頭 HYPERLINK :/ china-mining /chuchenqi/ t _blank 收塵器。原余風(fēng)管路系統(tǒng)可做為鍋爐的旁通煙道，當(dāng)鍋爐故障或水泥生產(chǎn)不正常時(shí)可關(guān)閉去AQC鍋爐的閥門(mén)，氣流可不經(jīng)鍋爐而由此旁路系統(tǒng)直接排至窯頭ining /chuchenqi/ t _blank 收塵器。在冷卻機(jī)原余風(fēng)管路上、新設(shè)的去鍋爐管路上和出鍋爐管路上均增設(shè)電動(dòng) HYPERLINK :/ china-mining /fmcp/162425373.htm t _

34、blank 百葉閥門(mén)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣流的控制和切換。鍋爐和沉降室的煙氣總阻力控制小于1000Pa，使改造后的氣體流量和壓力在窯頭排風(fēng)機(jī)的能力允許范圍之內(nèi)。廢灰處理 窯尾SP余熱鍋爐管束上的積灰經(jīng)過(guò)振打裝置振下后通過(guò)螺旋輸送機(jī)送到原水泥系統(tǒng)增濕塔下面的鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)，與增濕塔下來(lái)的料混合后，溫度降低，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備不會(huì)造成影響，再通過(guò)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)送到原料庫(kù)；AQC余熱鍋爐及沉降室的積灰量清下后通過(guò)拉鏈機(jī)送到熟料輸送機(jī)，再由熟料輸送機(jī)送到熟料庫(kù)。 循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)包括循環(huán)冷卻水泵站、冷卻構(gòu)筑物、循環(huán)水池及循環(huán)水管網(wǎng)。運(yùn)行時(shí)，循環(huán)冷卻水泵自循環(huán)水池抽水送至各生產(chǎn)車(chē)間供生產(chǎn)設(shè)備冷卻用水，冷卻過(guò)設(shè)備的水

35、（循環(huán)回水）利用循環(huán)水泵的余壓送至冷卻構(gòu)筑物，冷卻后的水流至循環(huán)水池，供循環(huán)水泵繼續(xù)循環(huán)使用。為確保該系統(tǒng)良好、穩(wěn)定的運(yùn)行，系統(tǒng)中設(shè)置了加藥和旁濾設(shè)備。 加藥系統(tǒng)采用兩套自動(dòng)加藥裝置定期加入阻垢劑與殺菌劑，分別投加HEDP和ClO2。HEDP除去水中的Ca2+ ,Mg2+等金屬離子，降低水的硬度，防止設(shè)備、管道結(jié)垢；ClO2防止水中滋生藻類，同時(shí)可以殺菌作用。化學(xué)水處理系統(tǒng) 為了保證鍋爐給水水質(zhì)，提高供水安全可靠性考慮，建設(shè)一條一級(jí)反滲透+一級(jí)混床除鹽的除鹽水系統(tǒng)?？紤]采用一級(jí)反滲透+混床水處理系統(tǒng)的原因?yàn)椋?用一級(jí)反滲透+混床制除鹽水，與用軟化水相比較：可降低鍋爐排污率，從而降低熱量的損失，

36、提高了余熱的利用效率。用一級(jí)反滲透+混床制除鹽水的排污率為0.4，用軟化水的排污率為7.5。可大大提高了補(bǔ)給水水質(zhì)，解決了中低壓鍋爐中常用軟化水作補(bǔ)給水而引起的硅酸鹽結(jié)垢的問(wèn)題。有利于鍋爐的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)了鍋爐的使用壽命。由于純低溫余熱發(fā)電利用廢煙氣，溫差波動(dòng)較大，造成鍋爐負(fù)荷變化大，因此蒸汽中攜帶的鹽分較多，在過(guò)熱器及汽輪機(jī)中造成鹽類的積聚，引起過(guò)熱器堵塞及汽輪機(jī)故障，選用純度較高的除鹽水，能在負(fù)荷不穩(wěn)的情況下保證蒸汽的品質(zhì)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 用一級(jí)反滲透+混床制除鹽水與用一級(jí)除鹽水相比較，可降低酸堿耗量，一級(jí)反滲透+混床的再生酸堿耗量為一級(jí)除鹽水的5，從而減少了酸堿廢水的排放量，

37、有利于環(huán)境保護(hù)。減少了系統(tǒng)的頻繁再生操作，使系統(tǒng)的運(yùn)行操作更簡(jiǎn)單，系統(tǒng)的出水水質(zhì)更易得到保證，且大大提高了出水水質(zhì)。采用一級(jí)反滲透+混床水處理系統(tǒng)符合系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)的條件，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 除氧系統(tǒng) 為控制鍋爐給水的含氧量，減少溶解氧對(duì)熱力系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕，根據(jù)余熱發(fā)電工藝要求，進(jìn)入鍋爐的給水含氧量必須0.05mg/l。采用化學(xué)藥劑除氧，在給水中加入化學(xué)還原藥劑聯(lián)氨（N2H4），使其與氧反應(yīng)生成無(wú)腐蝕的穩(wěn)定化合物，將水中的溶解氧除去。其反應(yīng)方程式如下：N2H4 +O2 = N2+2H2O 其反應(yīng)產(chǎn)物N2和H2O對(duì)熱力系統(tǒng)沒(méi)有任何害處，在200以上的高溫水中，N2H4還可以將Fe2O3還原成Fe

38、3O4、FeO以及Fe。聯(lián)氨的這些性質(zhì)對(duì)防止鍋爐內(nèi)的鐵垢有一定的作用。被廣泛地應(yīng)用于中、高壓鍋爐給水的化學(xué)除氧處理。采用化學(xué)除氧的原因：常用的除氧方法有熱力除氧、真空除氧、化學(xué)除氧（包括藥劑除氧和鋼屑除氧）、解析除氧等。熱力除氧不符合工藝要求（給水水溫55，鍋爐排煙溫度95左右），如果改變工藝，則造成系統(tǒng)的復(fù)雜；采用真空除氧造成操作及系統(tǒng)復(fù)雜，由于在真空狀態(tài)下，被除氧的水溫度對(duì)除氧效果有著直接關(guān)系，除鹽水溫度應(yīng)高出除氧器運(yùn)行的真空度所對(duì)應(yīng)的飽和溫度3-5，水噴射真空泵工作的循環(huán)水溫應(yīng)低于該飽和溫度3-5。兩者溫差為6-10，只有控制好這一溫差，除氧效果才能好，在實(shí)際運(yùn)行中，由于運(yùn)行條件的變化及

39、四季的變換，這一溫差不好控制、操作困難，除氧不很可靠。采用化學(xué)除氧的鐵屑除氧在運(yùn)行時(shí)需要反洗，要經(jīng)常更換濾芯，維護(hù)費(fèi)用較大。采用解析除氧要消耗燃料，工藝復(fù)雜。采用化學(xué)除氧的藥劑除氧?？梢院?jiǎn)化全廠的熱力系統(tǒng)并保證除氧效果。綜合考慮，采用化學(xué)藥劑除氧系統(tǒng)。 保溫 由于本工程地處東北嚴(yán)寒地區(qū)，需對(duì)室外的儀表等設(shè)備進(jìn)行伴熱保溫。電氣設(shè)備各測(cè)點(diǎn)的導(dǎo)壓管、變送器設(shè)置自限溫伴熱帶，同時(shí)設(shè)置保溫箱以確保儀表靈敏、準(zhǔn)確工作；對(duì)于室外液位計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)控制箱等需防凍的設(shè)備，設(shè)置保溫箱進(jìn)行保護(hù)。3.3 主要設(shè)備 窯頭(AQC)雙壓余熱鍋爐其型號(hào)為：QC180/350-14(4)-1.6(0.35)/330(165) HY

40、PERLINK :/ chinacements /web/ewebeditor.asp?id=content&style=cement l _ftn1 o 。是為滿足5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線的窯頭冷卻機(jī)的余熱回收而設(shè)計(jì)的。鍋爐規(guī)范及主要參數(shù)為：1、 鍋爐額定蒸發(fā)量：14(4) t/h2、 額定蒸汽壓力：1.6(0.35) MPa(g)3、 額定蒸汽溫度：330(165) 4、 給水溫度：55 5、 余熱煙氣量：180 000 Nm 3/h6、 余熱煙氣進(jìn)口溫度：350 7、 設(shè)計(jì)煙氣出口溫度：95 8、 煙氣含塵量：30 g/Nm3AQC 余熱鍋爐采用雙壓結(jié)構(gòu)，高壓段出口額定蒸汽壓力為1.

41、6MPa(g)，低壓段出口額定蒸汽壓力為0.35MPa(g)。AQC 鍋爐整體采用管箱式結(jié)構(gòu)，自上而下有高壓過(guò)熱器管箱、兩級(jí)高壓蒸發(fā)器管箱、高壓省煤器管箱、低壓過(guò)熱器管箱、低壓蒸發(fā)器管箱，高低壓省煤器管箱。管箱采用左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)共14 只管箱，這些管箱均通過(guò)底座型鋼將自身重量傳遞到鋼架的橫梁上。采用這種管箱式結(jié)構(gòu)，可將鍋爐漏風(fēng)降至最低，提高鍋爐效率，減少現(xiàn)場(chǎng)安裝的工作量。 窯尾(SP)余熱鍋爐其型號(hào)為：QC340/350-24-1.6/320。是為滿足5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾預(yù)熱器(SP)的余熱回收而設(shè)計(jì)的。鍋爐規(guī)范及主要參數(shù)為：1 鍋爐額定蒸發(fā)量：24 t/h2 額定蒸汽壓力：1.6

42、 MPa(g)3 額定蒸汽溫度：320 4 給水溫度：134 5 余熱煙氣量：340 000 Nm3/h6 余熱煙氣進(jìn)口溫度：350 7 設(shè)計(jì)煙氣出口溫度：220 SP 余熱鍋爐采用單鍋筒自然循環(huán)方式、露天立式布置，結(jié)構(gòu)緊湊、占地小。煙氣從上向下分別橫向沖刷過(guò)熱器、五級(jí)蒸發(fā)器、省煤器，氣流方向與粉塵沉降方向一致。圖2和圖3是AQC余熱鍋爐和SP余熱鍋爐T-Q圖 補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)其型號(hào)為：BN6.5-1.5/0.35。是為滿足水泥行業(yè)5000 t/d熟料生產(chǎn)線雙壓余熱發(fā)電而設(shè)計(jì)的低參數(shù)汽輪機(jī)，適合水泥廠及其它具有中低溫廢熱資源單位使用。其主要參數(shù)為：裝機(jī)功率：6.5 MW額定轉(zhuǎn)速：3000r/m

43、in進(jìn)汽壓力：1.5 Mpa(a)進(jìn)汽溫度：300進(jìn)汽量：38 t/h補(bǔ)汽壓力：0.35Mpa(a)補(bǔ)汽溫度：155補(bǔ)汽量： 4 t/h排汽壓力：0.007 Mpa(a) 汽輪機(jī)補(bǔ)汽缸采用漸縮蝸殼式結(jié)構(gòu)，保證低壓蒸汽能均勻補(bǔ)進(jìn)汽輪機(jī)，補(bǔ)進(jìn)后能與主蒸汽均勻混合；末級(jí)葉片采用扭葉片，提高汽輪機(jī)后缸熱力性能和汽輪機(jī)的效率。對(duì)于補(bǔ)汽式汽輪機(jī)，在主蒸汽及補(bǔ)汽參數(shù)確定后，補(bǔ)汽點(diǎn)的選取和補(bǔ)汽結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。補(bǔ)汽點(diǎn)位置選取不當(dāng)會(huì)造成蒸汽補(bǔ)不進(jìn)去或補(bǔ)汽損失太大，在經(jīng)過(guò)詳細(xì)的汽輪機(jī)通流部分計(jì)算，兼顧額定工況、最大工況和變工況以及汽輪機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)后，確定補(bǔ)汽點(diǎn)為第四壓力級(jí)后。 汽輪機(jī)高壓主蒸汽參數(shù)的確定：高壓主蒸

44、汽壓力增加使蒸汽焓降有所增加，但同時(shí)壓力增加使進(jìn)汽比容減小，由于高壓級(jí)葉片較短，損失增加；壓力增加也使排汽濕度增加，對(duì)末級(jí)葉片的安全性及經(jīng)濟(jì)性不利。而且壓力增加也使系統(tǒng)耗功增加，所以汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力并非越高越好，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后取汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力為1.5 MPa(a)。機(jī)組出力隨主蒸汽溫度的提高而明顯地增加，但它受余熱煙氣溫度的限制?？紤]鍋爐投資同增加出力的關(guān)系取熱端溫差為25。同時(shí)考慮到沿途散熱及損失的影響，進(jìn)汽輪機(jī)的主蒸汽溫度定為300。汽輪機(jī)低壓補(bǔ)汽參數(shù)的確定：低壓補(bǔ)汽參數(shù)的選取從三個(gè)方面來(lái)考慮：(1) 最佳的經(jīng)濟(jì)性，補(bǔ)汽壓力的確定要使汽輪機(jī)出力最大。 (2) 補(bǔ)汽溫度同主流溫度要匹配，補(bǔ)汽與主蒸

45、汽溫差不宜太大，這是為了降低補(bǔ)汽口處缸體的熱應(yīng)力。 (3) 補(bǔ)汽過(guò)熱度要求，補(bǔ)入蒸汽帶有濕度不利于機(jī)組安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)要求在任何工況下補(bǔ)汽的過(guò)熱度大于11 。綜合以上情況選取補(bǔ)汽壓力為0. 35MPa (a) ，補(bǔ)汽溫度為155 ，過(guò)熱度為16。3.4 調(diào)試、運(yùn)行情況 遼源金剛水泥廠首次應(yīng)用雙壓余熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行余熱利用。經(jīng)過(guò)5個(gè)多月時(shí)間的建設(shè)，于2006年9月27日一次并網(wǎng)發(fā)電成功。在水泥生產(chǎn)線熟料產(chǎn)量穩(wěn)定在5000 t/d且不增加熱耗的條件下，噸熟料發(fā)電量達(dá)到37 kwh/t.cl以上，實(shí)際發(fā)電功率達(dá)到7726 kw，自用電量小于7。窯頭AQC鍋爐排煙溫度在100以下。窯尾預(yù)熱器排煙溫度為22

46、0，在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。該余熱發(fā)電技術(shù)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，并達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。以下為遼源金剛余熱發(fā)電的設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)比表：項(xiàng)目設(shè)計(jì)參數(shù)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化后可以達(dá)到參數(shù)AQC煙氣參數(shù)流量(Nm3/h)180 000約150 000220 000溫度()350約360380SP煙氣參數(shù)流量(Nm3/h)340 000約340 000340 000溫度()350350350AQC蒸汽參數(shù)流量(t/h)14(4)18(3.8)20(4)溫度()320(165)330(160)350(180)壓力(MPag)1.6(0.35)1.51(0.17)1.6(0.35)SP蒸汽參數(shù)流量(t/h)2424溫度()3

47、20320320壓力(MPag)發(fā)電量(kw)650077269000汽耗(kg/kwh)53037434 結(jié)論 雙壓余熱發(fā)電技術(shù)是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，可適用于多種中、低溫余熱發(fā)電的專利技術(shù)，屬于國(guó)家發(fā)改委重點(diǎn)支持和推廣的節(jié)能項(xiàng)目。該技術(shù)能夠在成本投資較小的情況下，極大限度地利用溫度在200400 之間的低品位熱源，比同條件下的常規(guī)余熱發(fā)電系統(tǒng)能多發(fā)電10%左右。遼源金剛水泥廠余熱發(fā)電建成投產(chǎn)，并網(wǎng)發(fā)電一次成功，表明國(guó)內(nèi)純低溫余熱發(fā)電技術(shù)有了重大突破，已經(jīng)步入國(guó)際先進(jìn)行列。整個(gè)余熱發(fā)電系統(tǒng)工程造價(jià)低、熱效率高、設(shè)備均為國(guó)產(chǎn)，具有很好社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益可觀，符合我國(guó)能源政策的節(jié)能和環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)，有

48、極大的推廣價(jià)值。技術(shù)要點(diǎn)：利用水泥窯窯尾預(yù)熱器排出的350以下廢氣設(shè)置一臺(tái)窯尾預(yù)熱器余熱鍋爐（簡(jiǎn)稱SP鍋爐）或同時(shí)利用窯尾C2級(jí)預(yù)熱器內(nèi)筒設(shè)置過(guò)熱器；利用熟料冷卻機(jī)排出的400以下廢氣設(shè)置一臺(tái)熟料冷卻機(jī)廢氣余熱鍋爐（簡(jiǎn)稱AQC爐），或者通過(guò)改變窯頭熟料冷卻機(jī)廢氣排放方式：利用熟料冷卻機(jī)排出的部分360以下廢氣設(shè)置一臺(tái)AQC余熱鍋爐、利用熟料冷卻機(jī)排出的部分500以下廢氣設(shè)置一臺(tái)熟料冷卻機(jī)廢氣余熱過(guò)熱器（簡(jiǎn)稱ASH過(guò)熱器）；將AQC爐排出的廢氣部分或全部返回冷卻機(jī)，窯頭熟料冷卻機(jī)冷卻風(fēng)采用循環(huán)風(fēng)方式；利用兩臺(tái)鍋爐或者增設(shè)的余熱過(guò)熱器設(shè)置補(bǔ)汽式蒸汽輪機(jī)，發(fā)電系統(tǒng)主蒸汽參數(shù)為1.573.43MPa3

49、40435、補(bǔ)汽參數(shù)為00.15MPa飽和160、余熱發(fā)電能力為3140kJ/kg熟料3842kwh/t熟料。對(duì)于上述技術(shù)要點(diǎn)，構(gòu)成第二代水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)的基本要素為：(1)冷卻機(jī)采用多級(jí)取廢氣方式，為電站采用相對(duì)高溫高壓主蒸汽參數(shù)及實(shí)現(xiàn)按廢氣溫度將廢氣熱量進(jìn)行梯級(jí)利用創(chuàng)造條件；(2)電站熱力系統(tǒng)采用1.573.43MPa340435相對(duì)高溫高壓主蒸汽參數(shù)，為提高余熱發(fā)電能力提供保證；(3)汽輪機(jī)采用多級(jí)混壓進(jìn)汽(即補(bǔ)汽式)汽輪機(jī)，為將180以下廢氣余熱生產(chǎn)的低壓低溫蒸汽轉(zhuǎn)換為電能提供手段；(4) 利用C2級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)筒至C1級(jí)旋風(fēng)筒入口的450600廢氣設(shè)置蒸汽過(guò)熱器，使其一方面C1級(jí)

50、旋風(fēng)筒入口的廢氣溫度僅需降低812(是水泥生產(chǎn)所允許的同時(shí)不會(huì)增加熟料熱耗)，另一方面通過(guò)設(shè)置的C2級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)筒過(guò)熱器可使SP爐獨(dú)立生產(chǎn)主蒸汽，有利于提高余熱發(fā)電能力及增加電站生產(chǎn)運(yùn)行管理的靈活性、穩(wěn)定性；(5) 窯頭熟料冷卻機(jī)冷卻風(fēng)采用循環(huán)風(fēng)方式，即將AQC爐出口廢氣部分或全部返回冷卻機(jī)，這樣可以提高窯頭熟料冷卻機(jī)廢氣余熱回收率并同時(shí)可以提高窯頭AQC爐進(jìn)口廢氣溫度從而進(jìn)一步提高發(fā)電量。450過(guò)熱蒸汽，窯頭熟料冷卻機(jī)兩個(gè)及兩個(gè)以上用于生產(chǎn)蒸汽的取廢氣口，熟料冷卻機(jī)循環(huán)風(fēng)技術(shù)，窯尾C2級(jí)預(yù)熱器內(nèi)筒過(guò)熱器技術(shù)。熱力系統(tǒng)構(gòu)：針對(duì)第一代純余熱發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題，分析水泥窯廢氣溫度及廢氣熱量的

51、分布情況如下：不帶余熱發(fā)電時(shí)的廢氣溫度及熱量分布圖，見(jiàn)圖4；第一代余熱發(fā)電的廢氣溫度及熱量分布圖，見(jiàn)圖5；第二代余熱發(fā)電的廢氣溫度及熱量分布圖，見(jiàn)圖6； 根據(jù)上述廢氣溫度及熱量分布，發(fā)電系統(tǒng)完全有條件采用中溫中壓主蒸汽參數(shù)，實(shí)際應(yīng)用的兩種第二代余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)分別見(jiàn)圖7、圖8第二代余熱發(fā)電技術(shù)采用的主要技術(shù)措施：(1)改變抽取窯頭熟料冷卻機(jī)廢氣方式，即在靠冷卻機(jī)進(jìn)料端(熱端)設(shè)置一抽取400600廢氣的抽廢氣口，同時(shí)在冷卻機(jī)中部設(shè)置抽取260360廢氣的抽廢氣口。根據(jù)廢氣溫度，利用400600抽廢氣口抽出的廢氣設(shè)置ASH蒸汽過(guò)熱器，用于調(diào)整控制汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度；利用260360180的低壓低溫蒸

52、汽、85200熱水。(2)在利用窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)最終（C1級(jí)旋風(fēng)筒出口）排出的300350廢氣的同時(shí)，利用C2級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)筒至C1級(jí)旋風(fēng)筒入口的450600廢氣設(shè)置蒸汽過(guò)熱器。這樣：一方面C1級(jí)旋風(fēng)筒入口的450600廢氣溫度僅降低2025450的過(guò)熱蒸汽，見(jiàn)圖8。目前這項(xiàng)技術(shù)已在1600t/d窯3000kw純低溫余熱電站系統(tǒng)順利通過(guò)實(shí)驗(yàn)考核運(yùn)行。(3)為了提高窯頭熟料冷卻機(jī)廢氣余熱回收率以提高窯頭AQC爐進(jìn)口廢氣溫度從而進(jìn)一步提高發(fā)電量，窯頭熟料冷卻機(jī)冷卻風(fēng)采用循環(huán)風(fēng)方式，即將AQC爐出口廢氣部分或全部返回冷卻機(jī)。目前這項(xiàng)技術(shù)也已在1600t/d窯3000kw純低溫余熱電站系統(tǒng)順利通過(guò)實(shí)驗(yàn)考核運(yùn)

53、行。 對(duì)于第二代余熱發(fā)電技術(shù)的上述（2）、（3）項(xiàng)措施，根據(jù)工程實(shí)際情況，即可以同時(shí)采用，也可以采用其中的某一項(xiàng)，也可以兩項(xiàng)都不采用。是否采用上述（2）、（3）項(xiàng)措施，對(duì)余熱電站實(shí)際發(fā)電能力有1015%的影響。第二代水泥窯純余熱發(fā)電技術(shù)能夠取得的效果： 前述三個(gè)措施使第二代水泥窯純余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)及廢氣取熱方式，在不影響水泥熟料熱耗、滿足原燃料烘干所需溫度210及燃料烘干、不改變水泥生產(chǎn)工藝及設(shè)備、不影響水泥窯生產(chǎn)的條件下：其一，余熱可以同時(shí)生產(chǎn)次中壓或中壓飽和至450180的低壓低溫蒸汽、85200熱水；其二，最重要的是:熱力循環(huán)系統(tǒng)可以采用次中壓中溫或中壓中溫參數(shù)，提高了熱力循環(huán)系統(tǒng)效

54、率,在充分利用水泥窯不同廢氣溫度的余熱的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了熱量根據(jù)其溫度進(jìn)行梯級(jí)利用的原理；其三，第二代水泥窯純余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)及廢氣取熱方式使水泥窯廢氣余熱按其質(zhì)量最大限度地轉(zhuǎn)換為了電能，從而使余熱發(fā)電能力比目前普遍采用的第一代水泥窯純余熱發(fā)電技術(shù)得以大幅提高,噸熟料發(fā)電能力實(shí)際可達(dá)到750Kcal/Kg-3842kwh/t。同第一代純低溫余熱發(fā)電技術(shù)相比，在熟料熱耗及建設(shè)投資額不變的前提下，噸熟料余熱發(fā)電能力提高14.5%31.25%；其四，解決了第一代水泥窯純余熱發(fā)電技術(shù)由于低壓低溫蒸汽而對(duì)水泥窯生產(chǎn)的波動(dòng)性適應(yīng)較差、蒸汽溫度不可調(diào)整、兩臺(tái)鍋爐給水系統(tǒng)串連從而互相影響等系統(tǒng)問(wèn)題，

55、并為降低電站單位KW裝機(jī)投資創(chuàng)造了條件。 技術(shù)要點(diǎn)：主要是利用窯尾預(yù)熱器的300350廢氣余熱及窯頭熟料冷卻機(jī)的300400廢氣余熱生產(chǎn)高壓飽和蒸汽及高溫?zé)崴?，通過(guò)補(bǔ)燃鍋爐將蒸汽量、蒸汽壓力、蒸汽溫度調(diào)整至汽輪機(jī)所需要的參數(shù)；其次是利用熟料冷卻機(jī)200左右的廢氣生產(chǎn)低壓飽和蒸汽及120左右的熱水，為鍋爐給水除氧并取代汽輪機(jī)回?zé)岢槠?，降低汽輪機(jī)的發(fā)電汽耗率。熱力系統(tǒng)構(gòu)成模式如下:前提條件為了科學(xué)實(shí)用地得出比較結(jié)論，做如下假設(shè)：水泥窯5500 t/d熟料產(chǎn)量，熱耗小于750kcal/kg，生料烘干溫度210；窯尾廢氣參數(shù)353600Nm/h-330，出鍋爐廢氣參數(shù)353600Nm/h-210；窯頭

56、冷卻機(jī)廢氣參數(shù)310000Nm3/h-290，出鍋爐廢氣參數(shù)310000Nm3/h-100；不考慮粉塵、散熱、漏風(fēng)、排污等因素；發(fā)電機(jī)效率為96.5%；第二代技術(shù)主蒸汽參數(shù)2.29Mpa380（僅冷卻機(jī)為雙取風(fēng)、汽輪機(jī)為補(bǔ)汽式），第一代技術(shù)主蒸汽參數(shù)0.98Mpa310。比較過(guò)程比較及計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表：參數(shù)名稱第一代技術(shù)第二代技術(shù)（僅冷卻機(jī)為雙取風(fēng)、汽輪機(jī)為補(bǔ)汽式）汽機(jī)主進(jìn)汽參數(shù)-310-380汽機(jī)補(bǔ)汽參數(shù)不補(bǔ)汽-150SP 鍋爐進(jìn)口廢氣參數(shù)353600Nm3/h-330353600Nm3/h-330主蒸汽參數(shù)-320給水參數(shù)-164-100出口廢氣參數(shù)353600Nm3/h-210353600

57、Nm3/h-210AQC 鍋爐進(jìn)口廢氣參數(shù)192500Nm3/h-392192500Nm3/h-335出口廢氣參數(shù)192500Nm3/h-9090192500Nm3/h-主蒸汽參數(shù)-320給水參數(shù)-164-100低壓蒸汽參數(shù)無(wú)-160低壓蒸汽段給水參數(shù)無(wú)5t/h-100熱水段出水參數(shù)-164-104熱水段給水參數(shù)-38-38ASH 過(guò)熱器進(jìn)口廢氣參數(shù)無(wú)67500Nm3/h-500進(jìn)口蒸汽參數(shù)無(wú)出口蒸汽參數(shù)無(wú)-390出口廢氣參數(shù)無(wú)67500Nm3/h-326汽輪機(jī)主進(jìn)汽量補(bǔ)汽進(jìn)汽量無(wú)5t/h排汽壓力理論計(jì)算發(fā)電能力8806KW10101KW理論計(jì)算發(fā)電機(jī)功率8498KW9748KW實(shí)際發(fā)電機(jī)功率

58、7800KW8880KW汽機(jī)排汽量25/33循環(huán)水量3205t/h3105t/hv=30m/s汽機(jī)主蒸汽管道內(nèi)徑389mm264mmv=30m/sSP爐蒸汽管道內(nèi)徑293mm160mmv=30m/sAQC爐主蒸汽管內(nèi)徑256mm113mm噸熟料發(fā)電量(理論計(jì)算)37KWh噸熟料實(shí)際發(fā)電量34KWh主要結(jié)論：根據(jù)上表，發(fā)電能力的比較結(jié)論如下：在各臺(tái)余熱鍋爐進(jìn)口廢氣溫度、出口廢氣溫度相同的條件下，由于第二代純余熱發(fā)電技術(shù)實(shí)現(xiàn)了水泥窯廢氣余熱按其溫度梯級(jí)利用，其發(fā)電能力比第一代提高14.5%31.25%；產(chǎn)生發(fā)電能力差異的原因產(chǎn)生發(fā)電能力差異的根本原因是兩類純余熱發(fā)電技術(shù)采用的主蒸汽參數(shù)不同,其中:

59、第一代純余熱發(fā)電技術(shù)采用的是0.691.57MPa-飽和340低壓低溫主蒸汽,而第二代純余熱發(fā)電技術(shù)采用的是1.63.82MPa-飽和450中壓中溫或次中壓中溫主蒸汽。遵循的理論基礎(chǔ)仍然是根據(jù)熱力學(xué)熱力循環(huán)基本理論得出的提高火力發(fā)電廠循環(huán)效率為如下的四點(diǎn)結(jié)論:a提高初參數(shù)（即汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)口的蒸汽壓力和溫度），即提高循環(huán)參數(shù)或稱主蒸汽壓力和溫度；b降低終參數(shù)，即降低汽輪機(jī)的排汽壓力和溫度；c采用在汽輪機(jī)不同壓力級(jí)分別抽出不同壓力的適量蒸汽用于逐級(jí)加熱鍋爐給水以提高鍋爐給水溫度的回?zé)嵫h(huán)；d采用在汽輪機(jī)某個(gè)壓力級(jí)將蒸汽全部抽出后將蒸汽全部回至鍋爐繼續(xù)加熱升溫，再將其回至汽輪機(jī)的再熱循環(huán)。由于余熱

60、發(fā)電熱源的特點(diǎn)，上述四點(diǎn)結(jié)論中的回?zé)嵫h(huán)及再熱循環(huán)不適用于水泥窯純余熱發(fā)電技術(shù)。提高初參數(shù)的作用,以溫度為例：1000kcal/h的熱量,如果溫度是1000（如1kg/h、1000的熱水）,理論上可以轉(zhuǎn)換為0.9135Kw的電力；同樣是1000kcal/h的熱量,如果溫度是100（如10kg/h、100的熱水）,理論上可以轉(zhuǎn)換為的電力只有0.3118Kw。除了發(fā)電能力外，第二代純余熱發(fā)電技術(shù)在如下三個(gè)方面也優(yōu)于第一代：(1)第二代純余熱發(fā)電技術(shù)可以解決第一代純余熱發(fā)電技術(shù)主蒸汽溫度不能調(diào)溫的問(wèn)題；(2)由于第二代余熱發(fā)電技術(shù)采用相對(duì)高壓、高溫主蒸汽，其蒸汽及水管道、汽輪機(jī)體積、循環(huán)冷卻水量等均