水泥行业中的纯低温余热发电技术

水泥行业中的纯低温余热发电技术 水泥行业的纯低温余热发电技术 在水泥熟料生产过程中，水泥窑的窑头和窑尾会产生大量的废气(余热、废气)，在废气排出的地方加装余热锅炉，分别成为窑头锅炉(AQC锅炉)和窑尾锅炉(SP锅炉)。在余热锅炉内，废气和水进行热交换，使得水产生一定的温度和压力的过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮发电机组进行发电。主要设备有凝气式汽轮机、发电机、SP余热锅炉和AQC余热锅炉。 窑头和窑尾的废气经过余热锅炉厚，沉降的炉灰经收集回用水泥生产系统。窑头采用拉链机将收集的炉灰送回到熟料输送系统，因为这里面主要是从窑头随废气走掉的熟料颗粒，经AQC锅炉前的旋风收尘设备后下落。着也减少了AQC锅炉内部的磨损，由于熟料颗粒的粘附性差，不需要在AQC锅炉上加装敲打装置。而窑尾SP锅炉上由于从C1筒抽走的废气带走了大量的生料粉，而且其较容易粘附于SP锅炉上，所以SP锅炉采用立式的而且加装很多以一定周期进行回旋打击的敲打装置。此时SP锅炉相当于一个小型收尘器，收下的生料粉经螺旋输送机被送回到生料输送系统，继续投到,,和,,间的生料下料管道完成烧成。 ,. 窑尾,,锅炉 其中,,锅炉是指suspend preheater boiler的缩写，主要由换热器、过热器和 汽包组成。设置于,,和窑尾主排风机之间，废气温度大约,,,,,,,,?，含尘浓度高，浓度在标况下大约为,,,,,,,,，废气负压大。 其中出,,至高温风机之间的管道负压多在,.,,,.,,,,范围内，由于 目前国内水泥企业存在普遍的超产现象，所以很多单位的负压均比设计值要 高。 ,,锅炉为立式布置，机械振打，自然循环，在锅炉内部的振打以连续振打 为主，清灰过程很均匀，同时在必要的 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 上设置合理的灰斗，避免因清灰 原因导致废气中含尘浓度突然加大而引起风机跳停。又由于该锅炉采用了自 然循环方式，省掉了,台强制循环水泵，降低了运行成本，提高了系统可靠 性。同时，立式的布置形式也节约了地面的占用面积，同时方便庞大的管路 系统进行合理布置。 ,. 窑头,,,锅炉 其中,,,是指air quenching cooler boiler的缩写，主要由省煤器、换热器、 过热器和汽包组成。设置于冷却机与窑头收尘器之间，装有预收尘装置(同 样也增加了阻力)来减少磨损。 ,,,锅炉利用窑头冷却机鼓入的冷风在完成熟料冷却的同时将大量冷风加 热到可观的温度，可用于余热利用。比如用于煤磨的烘干热量来源，烘干其 它无物料的热量来源，用于余热发电等。废气带着大量的热量在锅炉中完成 将水加热成饱和水蒸气的过程。其中,,,锅炉也可采用立式布置以及自然 循环的结构。同上文所述，冷却机废气中的粉尘多为熟料颗粒，粘附性较差， 不需设置清灰装置。换热管采用螺旋翅片管，大大地增加了换热面积，使得 锅炉体积大幅下降，降低了投资成本。在,,,余热锅炉前端设置的高温沉 降室，大大减轻了废气对,,,锅炉的磨损。 ,. 吨熟料发电量 吨熟料发电量是指在某段时间内的,,锅炉和,,,锅炉产生的蒸汽经发电机组后的发电量除去在该段时间内的熟料产量，即得到以吨熟料为单位的千瓦时电量，该指标可以有效的反应该企业的正常生产和余热发电效率。 吨熟料发电量在,,,,,,,,,,时可以有效地降低成本。同时，回收,,,,的电量相当于减排了,.,,,,,的,,，也就是说吨熟料可减, ,37kg的,,。 排24, 现在的第三代纯余热发电技术，完全可以达到该指标。 影响发电量的主要因素: 1.水泥生产线的产量与热耗;2.生料水分的影响;3.热力系统的影响;装备水平及参数;4.装备水平的影响;5.气象水平的影响;6.操作水平的影响。 ,. 锅炉风量计算的经验公式 本经验公式为德国和日本的经验数据。 冷却机的风量核算不能按照全机撞击总容量计算，应用冷却机风量的70%核算。不过窑头的AQC锅炉过风量不能用70%核算。 AQC锅炉的风量为篦冷机除了前三室后的总风量的65%。窑尾SP锅炉或者PH锅炉的通风量应按照窑尾排风机的总能力的88.45%计算。 ,. 余热发电设计指导思想: (1) 在不影响水泥生产的前提下最大限度地利用余热。 (2) 在技术方案上统一考虑回收利用水泥生产线窑头熟料冷却机及窑尾预热器的废气余热;冷却机采用中部抽风，合理设计中部抽风口，并设余风再循环。 (3) 在生产可靠的前提下，提倡技术先进。要尽可能采用先进的工艺(热力系统)技术方案，以降低操作成本和改造基建的投入。 (4) 以生产可靠为前提，采用成熟、可靠的工艺和装备，克服同类型、同规模项目中暴露出的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 (5) 余热电站主、辅机的过程控制采用集散型计算机控制系统。 ,. 热力优化技术 (1) 过热蒸汽产量最大化。对于中低温余热利用，关键在于工艺和设备允许范围内充分利用余热，并使设备的效率最高，使余热发电最大化。对于低参数汽轮发电机组而言，影响其发电量的是三个主要参数:过热蒸汽流量、压力和温度，其中流量对发电量起决定性影响，压力和温度对单位质量蒸汽的焓和汽轮机的内效率(热能转化为机械能的效率)有影响，但其影响远小于流量的影响。一般来讲，窑尾废气余热占可利用余热的60%以上，所以在考虑整个生产线的过热蒸汽流量时，首先考虑使窑尾的过热蒸汽产量最大，窑头配合窑尾。 (2) 高过热蒸汽温度。过热蒸汽温度高除可以通过提高过热蒸汽焓值和汽轮机内效率来提高发电量外，更重要的是提高汽轮机运行的安全性。受传热效率和锅炉制造成本的影响，必须保持过热蒸汽同烟气之间有适当的温差，该温差在20?以上比较合理。 (3) 合适的汽包工作压力。考虑在换热过程中，蒸发受热面内汽水混合物的温度不变，而烟气同汽水混合物之间传热温差窄点在20?以上受热面的布置才合理，汽水混合物的温度直接受压力的影响，所以选择合理的压力水平为受热面布置创造条件，以防止锅炉造价过高。 (4) 充分降低废气温度。受窑尾废气要用于烘干生料的工艺限制，一般窑尾废气温度只能降至225?左右;窑头余风可以充分降低，但降低过多则造成传热温差小使得换热面积布置过多，使锅炉造价提高，同时吸收过多的低品质热量也无法有效提高发电量，所以窑头余风的降低以满足为窑头和窑尾余热锅炉提供足量的汽包给水即可。根据热量分配和能量平衡计算，窑头余风降至96,98?即可满足要求。 (5) 合理布置受热面。在布置受热面时要考虑窑尾、窑头的烟气温度特性以及汽轮发电机的特性进行综合考虑，同时考虑选用合理温差以降低锅炉造价。 ,. 第二代余热发电技术 由于大多数(80%)以上已投运的水泥线窑头取热在380-400?，甚至更高，针对窑尾一级筒出口温度低于330?的系统，采用将窑尾余热锅炉产生的低温过热蒸汽(一般在300?以下)送入窑头余热锅炉，在窑头余热锅炉设置高温过热器，将混合蒸汽(来自窑头、窑尾余热锅炉的低温过热蒸汽)进一步加热到360-380?(比原混合蒸汽提高了50-60?)，然后进入汽轮机发电。该工艺较第一代系统提高余热发电量8-10%左右。 ,. 第三代余热发电技术 将窑头冷却机余风进行梯级利用，原中部抽风口改为两个抽风口，一个为高温480-500?，一个为中温330-380?。高温风将来自窑头窑尾余热锅炉的低温过热蒸汽进一步提高到430?左右，该工艺较第一代系统提高余热发电量15-20%左右。 以下为某线的设计及运行指标: 项目内容 性能指标 实际指标 4000 4100 熟料产量(t/d) 3260 3218 发电投运前熟料热耗值(kJ/kg.cl) 66.2 66.00 发电投运前熟料电耗值(kWh/t.cl) 3248 3201 发电投运后熟料热耗值(kJ/kg.cl) 32.4 31.9 发电投运后熟料电耗值(kWh/t.cl) 690 700 AQC余热锅炉系统阻力(Pa) 24 34.2 进窑尾SP炉废气量(× ) 330 328 进窑尾SP炉废气温度(?) 17.5 17.8 窑头篦冷机中部抽气量(× ) 380 382 窑头篦冷机中部抽气温度(?) 31.52 32.5 主蒸汽流量(t/h) 350 353 主蒸汽温度(?) 1.27 1.25 主蒸汽压力(MPa) 7000 7000 汽机装机容量(kW) 6000 6200 有效发电功率(kW) 36.00 36.29 吨熟料发电量(kWh/t.cl) 上述指标均由于国内常规的同规模水泥线纯低温余热发电工程，大大降低了水泥 生产的运行成本，提高了企业的经济效益与产品的竞争力。