余热发电技术浅谈

余热发电技术浅谈余热发电技术浅谈 20092009--33--2727 上海上海 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 SinomaSinoma Energy Conservation Ltd.Energy Conservation Ltd. 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 一、烧成系统热耗分析一、烧成系统热耗分析 二、废气余热分析二、废气余热分析 三、工艺流程与热力系统三、工艺流程与热力系统 四、影响发电量的因素四、影响发电量的因素 五、对生产线运行的影响五、对生产线运行的影响 六、电站主要车间六、电站主要车间 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 一、烧成系统热耗分析一、烧成系统热耗分析 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 以国内最常见的废气参数： 窑头320℃，窑尾330℃为例，废气损失热量为1267kJ/kg-cl 窑头350℃，窑尾340℃为例，废气损失热量为1341kJ/kg-cl C3 C5 C1 C2 C4 生料 回转窑冷却机 热量 kJ/kg-cl 废气温度 （℃） 605 380 589 370 572 360 556350 540 340 523 330 507320 491 310 474 300 458 290 442 280 热量 kJ/kg-cl 废气温度 （℃） 908 390 883 380 859 370 834 360 809 350 785340 760330 736 320 712 310 688 300 663 290 1.2Nm3/kg-cl 1.55Nm3/kg-cl 水泥窑烧成热耗分析水泥窑烧成热耗分析 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 水泥烧成热耗: 1750kJ/kg-cl （根据生料成分不同1670~1800kJ/kg-cl） 预热器废气带走热量: 760kJ/kg-cl 冷却机热损失： 510kJ/kg-cl 窑系统辐射损失: 200kJ/kg-cl 其他各项小量热损失: 约200kJ/kg-cl 实际热耗: 3420kJ/kg-cl（相当于标煤耗115kg/t-cl，815kcal/kg-cl） 水泥烧成效率： 51.17% 废气带走热量约：1270kJ/kg-cl 水泥窑烧成热耗分析水泥窑烧成热耗分析 以上分析以国内最常见的废气参数：窑头320℃，窑尾330℃为例。 通过标定国内大多数5000~5500t/d窑在此范围。 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 二、废气余热分析二、废气余热分析 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 系统辐射带走热量 200kJ/kg-cl 冷却机废气带走热量 510kJ/kg-cl 预热器废气带走热量 760kJ/kg-cl 烧成系统理论热耗 1750kJ/kg-cl 水泥熟料烧成消耗热量 3420kJ/kg-cl（815kcal/kg-cl） 其他损失热量 200kJ/kg-cl 水泥烧成系统热量平衡图水泥烧成系统热量平衡图 相当于115kg/t-cl 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 煤耗，目前国内大部分水泥窑实际热耗在110~120kg/t-cl 之间，有些窑还要高达到120~130kg/t-cl之间。 烘干原料热量 450kJ/kg-cl 可利用热量 310kJ/kg-cl 可利用热量 310kJ/kg-cl 排出废气热量 200kJ/kg-cl 可利用的总热量为620kJ/kg-cl，按 照 目 前 的 装 备 技 术 其 热 效率按 21%~22%计算，吨熟料发电量为 36~38kWh之间 130℃ 200℃ 320℃ 330℃ 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 三、工艺流程与热力系统三、工艺流程与热力系统 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 废气利用的原则 „余热利用尽量不影响水泥生产的能耗水平 „废气余热梯级利用的原则 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn AQC锅炉取风方式 尾排 二次风 三次风 尾排 三次风 二次风 中间风 熟料温度 1450650300120 1300 90 250 600 145065030090 熟料温度 1300 70 250 600 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 单压系统单压系统 循泵 冷却塔 水池 SP GCT AQC ID风机 EP. 冷风 冷风 至生料磨 至收尘器 C1 C2 C4 C3 C5 生料 回转窑冷却机 发电机 汽机 除氧装置 凝汽器 凝泵给水泵 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 闪蒸系统闪蒸系统 循泵 发电机 汽机 冷却塔 水池 除氧装置 凝汽器 闪蒸器 凝泵给水泵 SP GCT AQC ID风机 EP. 冷风 冷风 至生料磨 至收尘器 C1 C2 C4 C3 C5 生料 回转窑冷却机 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 双压系统双压系统 冷却塔 水池 循泵 除氧装置 凝汽器 凝泵给水泵 SP GCT AQC ID风机 EP. 冷风 冷风 至生料磨 至收尘器 C1 C2 C4 C3 C5 生料 回转窑冷却机 发电机 汽机 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 复合循环系统复合循环系统 循泵 冷却塔 水池 SP GCT AQC ID风机 EP. 冷风 冷风 至生料磨 至收尘器 C1 C2 C4 C3 C5 生料 回转窑冷却机 发电机 汽机 除氧装置 凝汽器 闪蒸器 凝泵给水泵 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 四、影响发电量的因素四、影响发电量的因素 1 水泥生产线的产量与热耗 2 生料水分的影响 3 热力系统及参数 4 装备水平的影响 5 气象条件的影响 6 操作条件的影响 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 五、余热发电对生产线运行的影响五、余热发电对生产线运行的影响 1 对ID风机的影响 2 对窑头风机的影响 3 对窑尾EP的影响 4 对水泥熟料冷却的影响 5 对水泥烧成热耗的影响 6 对生料烘干的影响 7 对煤磨烘干的影响等 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 1 对ID风机的影响 SP GCT ID风机 至生料磨 至收尘器 C1 C2 C4 C3 C5 生料 ID风机在GCT后 ID风机 SP 至生料磨 C1 C3 C5 C2 C4 生料 GCT 至收尘器 ID风机在GCT前 后 前 C1出口负压 -5600Pa -5600Pa 管道及阀门阻力 250Pa 200Pa SP锅炉阻力 700Pa 0Pa 风机工作全压 6550Pa 5800Pa 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 1 对ID风机的影响 P1 P2 V1 V2 ID风机的工作压力提 高，但是由于废气温度降 低，工况风量下降，风机 能力实际得到提高，这也 是为什么余热发电实施后 熟料产量提高的原因。 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 1 对ID风机的影响 序号 计算内容 单位 WHR前 WHR后 1 风机入口标况风量 Nm3/h 175000 180250 2 余热锅炉漏风系数 % 3 3 风机入口工况风量 m3/h 376965 304408 4 烟气温度 ℃ 350 220 5 风机入口负压力 Pa -6000 -7000 6 余热锅炉烟气阻力 Pa -700 7 烟风管道阻力 Pa -300 8 烟气密度 kg/Nm3 1.45 1.45 9 空气密度 kg/Nm3 1.29 1.29 10 风机轴功率 kW 920 866 11 风机效率 % 0.76 0.76 12 电机功率 kW 1010 1010 以下是对某项目ID风机的核算，从中可以看出ID风机的功率不但没有增加而且 还有下降。 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 2 对窑头风机的影响 AQC EP. 冷风 冷风 冷却机 AQC锅炉流程图 后 前 AQC锅炉阻力 600Pa 0 粉尘处理阻力 450Pa 0 管道阻力 350Pa 250Pa EP阻力 250Pa 250Pa 冷却机负压 100Pa 300Pa 风机工作全压 1750Pa 800Pa 一般窑头风机选型压力为1450Pa 左右，在大多数情况下可以满足要求。 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 2 对窑头风机的影响 序号 计算内容 单位 WHR前 WHR后 1 冷却机出口标况风量 Nm3/h 300000 300000 2 风机入口标况风量 Nm3/h 330000 339966 3 风机入口工况风量 m3/h 650576 517034 4 风机入口烟气温度 ℃ 270.00 150 5 风机入口负压力 Pa -900 -1900 6 AQC锅炉烟气阻力 Pa -600 7 烟风管道阻力 Pa -250 -400 8 EP阻力 Pa -250 -250 9 预除尘阻力 Pa -350 10 冷却机内部负压 Pa -300 -200 11 风机挡板阻力 Pa -100 -100 12 烟气密度 kg/Nm3 1.45 1.445 13 空气密度 kg/Nm3 1.29 1.293 14 风机轴功率 kW 235 394 15 风机效率 % 0.77 0.77 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 3 对窑尾EP的影响 SP GCT ID风机 ID风机在GCT后 EP. 生料磨 系统 ID风机 SP GCT ID风机在GCT前 EP. 生料磨 系统 对于窑尾EP而言要求废气的含湿率有一定的要求，但是SP锅炉投入后废气出口温 度过低，在RM停时增湿困难，在一定程度上影响收尘效果。 实际操作时要调整GCT的喷水量达到收尘效果。 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 4 对水泥熟料冷却的影响 尾排 二次风 三次风 尾排 三次风 二次风 中间风 熟料温度 1450650300120 1300 90 250 600 145065030090 熟料温度 1300 70 250 600 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 5 对水泥烧成热耗的影响 单位 WHG加入前 WHG加入后 C1出口显热 kJ/kg-cl 854.86 SP锅炉出口废气显热 kJ/kg-cl 534.94 冷却机出口显热 kJ/kg-cl 473.99 89.24 熟料烧成热耗 kJ/kg-cl 1742.7 1757.7 辐射热 kJ/kg-cl 391.6 444.6 出冷却机熟料显热 kJ/kg-cl 53.59 70.14 发电折合热量 kJ/kg-cl 0 636.14 发电功率 kW 0 9590 吨熟料发电量 kWh/t-cl 0.00 40.85 系统热耗 kJ/kg-cl 3516.74 3532.76 以下是通过对某5000tpd生产线余热发电实施前后的实测数据，说明在热耗 不变的前提下的发电功率，实测余热发电系统循环效率为23.12%，水泥熟料产 量5634t/d。 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 6 对生料烘干的影响 „ SP锅炉出口废气温度过低，不能满足生料烘干要求，被迫 提高生料磨的运转率。 „ 提高SP锅炉的废气旁通阀开度，提高烘干废气温度，减少 SP锅炉产汽量，降低发电功率。 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 7 对煤磨烘干的影响等 „ 如果煤磨烘干用风取自窑头，则余热发电运行时要考虑与煤 磨用风的平衡。 „ 如果煤磨烘干用风取自窑尾，则需注意废气温度的影响。 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 六、电站主要车间六、电站主要车间 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn CCR 外部管线 冷却塔 AQC锅炉 SP锅炉 汽机间 中材节能发展有限公司中材节能发展有限公司 sinomasinoma--ec@sinoma.cnec@sinoma.cn SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD.SINOMA ENERGY CONSERVATION LTD. www.sinomawww.sinoma--ec.cnec.cn 欢迎各位同仁欢迎各位同仁 光临中材节能指导工作光临中材节能指导工作