干法水泥熟料生產(chǎn)線純低溫余熱發(fā)電雙壓技術(shù)分析

-.z.干法水泥熟料生產(chǎn)線純低溫余熱發(fā)電雙壓技術(shù)分析佚名

數(shù)據(jù)來源：中國水泥網(wǎng)[2006-5-19

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更新時(shí)間：2006-5-21摘要：本文重點(diǎn)介紹**重型機(jī)械公司干法水泥熟料生產(chǎn)線純低溫余熱雙壓發(fā)電技術(shù)，結(jié)合熱工理論、鍋爐和汽輪機(jī)制造技術(shù)以及工程實(shí)踐，認(rèn)真分析研究雙壓技術(shù)的理論依據(jù)，探討不同熱力系統(tǒng)選擇對(duì)余熱利用的影響，為合理選擇余熱發(fā)電技術(shù)及熱力系統(tǒng)提供參考。

主題詞：干法水泥

余熱發(fā)電

雙壓技術(shù)1概述

樹立科學(xué)開展觀，創(chuàng)立節(jié)約型社會(huì)，是我國新世紀(jì)開展的主題。大力開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，是實(shí)現(xiàn)節(jié)約型社會(huì)的重要途徑之一，是國家倡導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)開展方向。國家針對(duì)近年來水泥行業(yè)高速增長(zhǎng)中帶來的能源消耗高、環(huán)境污染重等狀況，制定了水泥行業(yè)開展規(guī)劃，鼓勵(lì)日產(chǎn)2000噸以上水泥熟料干法生產(chǎn)線采用世界先進(jìn)的純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，對(duì)水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣余熱進(jìn)展回收利用。

**重型機(jī)械公司是國家"一五〞期間的重點(diǎn)建立工程，主要效勞于礦山、建材、冶金、有色、電力、化工、環(huán)保、軍工等八大領(lǐng)域。公司擁有首批國家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心，具有機(jī)械甲級(jí)、水泥乙級(jí)、電力乙級(jí)工程設(shè)計(jì)資質(zhì)，居全國332家國家企業(yè)技術(shù)中心第34位。從"八五〞開場(chǎng)，公司就致力于余熱發(fā)電的工程實(shí)踐，與**交通大學(xué)合作，進(jìn)展科技攻關(guān)，不斷完善優(yōu)化汽輪機(jī)設(shè)計(jì)制造，開發(fā)研制出各種類型汽輪機(jī)——適合水泥窯余熱發(fā)電、補(bǔ)燃電站、純低溫余熱發(fā)電、垃圾燃燒發(fā)電等行業(yè)使用的中小型、最低參數(shù)可達(dá)1.27Mpa、240℃2

雙壓系統(tǒng)技術(shù)介紹

2.1為什么采用雙壓系統(tǒng)

水泥窯余熱廢氣量很大，溫度在350℃以下，為了充分利用這些低溫?zé)嵩?，就要求發(fā)電系統(tǒng)更為合理。根據(jù)朗肯循環(huán)和數(shù)學(xué)微積分原理，蒸汽分段進(jìn)入汽輪機(jī)做功發(fā)電是最合理的。

雙壓系統(tǒng)可使相對(duì)高溫?zé)嵩础?10~350℃煙氣〕產(chǎn)生較高參數(shù)的蒸汽，使相對(duì)低溫?zé)嵩础?00~210℃煙氣〕產(chǎn)生較低參數(shù)的蒸汽，使能量分布優(yōu)化，系統(tǒng)充分吸收低參數(shù)熱量，發(fā)出更多的電能。對(duì)于火力發(fā)電，為了提高熱力循環(huán)系統(tǒng)效率，一般應(yīng)盡量提高主蒸汽參數(shù)，對(duì)于水泥窯純低溫余熱發(fā)電，主蒸汽參數(shù)的選取決于水泥窯排放廢氣的溫度，應(yīng)盡可能接近廢氣溫度，考慮的傳熱溫差和受熱面的經(jīng)濟(jì)性，一般有10---15℃的溫差。而主蒸汽壓力的選取則要多方面斟酌，例如*工程選取1.7Mpa，330℃，對(duì)于1.7Mpa的主蒸汽，其飽和溫度為204℃，因換熱溫差的存在，煙氣產(chǎn)生主蒸汽后，余熱鍋爐排出煙氣溫度在210℃以上，主蒸汽壓力選擇得越高，產(chǎn)生主蒸汽后的煙氣排出溫度越高。這樣主蒸汽壓力的選取，對(duì)210℃以下煙氣余熱利用有重大影響。這對(duì)于窯尾預(yù)熱器(SP)是適宜的，因?yàn)?10℃左右以下的煙氣熱量還要用于原料烘干。但對(duì)于窯頭篦冷機(jī)(AQC)來說，是不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)?10℃以下熱量排放掉，不僅造成能源浪費(fèi)，還對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了熱污染。根據(jù)我國的實(shí)際情況及技術(shù)水平，AQC的排氣溫度在90~100℃是適宜的，這樣造成100~200℃之間熱量的利用成為問題，根據(jù)分析這局部熱量占總廢熱量的17~20%。為了有效地利用這局部熱量，我們采用雙壓系統(tǒng)，高壓主蒸汽〔參數(shù)為1.7Mpa，330℃〕吸收210℃以上的煙氣熱量，低壓系統(tǒng)蒸汽〔參數(shù)為0.45Mpa，1653

單壓進(jìn)汽、雙壓補(bǔ)汽、閃蒸補(bǔ)汽熱力系統(tǒng)比擬分析

3.1國內(nèi)余熱發(fā)電技術(shù)主要采用的三種熱力系統(tǒng)

單壓系統(tǒng)：采用單級(jí)進(jìn)汽汽輪機(jī)及單壓AQC爐的單壓不補(bǔ)汽系統(tǒng)。

雙壓系統(tǒng)：采用補(bǔ)汽式汽輪機(jī)的雙壓?jiǎn)渭?jí)補(bǔ)汽系統(tǒng)，AQC爐生產(chǎn)兩個(gè)不同壓力的蒸汽，一為主蒸汽，另一個(gè)為低壓補(bǔ)汽。

閃蒸系統(tǒng)：采用補(bǔ)汽式汽輪機(jī)的復(fù)合閃蒸單級(jí)補(bǔ)汽系統(tǒng)，AQC爐生產(chǎn)主蒸汽同時(shí)生產(chǎn)高溫?zé)崴邷責(zé)崴俳祲赫舭l(fā)出二次蒸汽后，二次蒸汽補(bǔ)入汽輪機(jī)。

3.2蒸發(fā)受熱面和過熱受熱面要匹配

要想多發(fā)電就應(yīng)盡量提高蒸汽初參數(shù)，即提高過熱蒸汽溫度和過熱蒸汽壓力。但過熱蒸汽壓力、鍋筒壓力、飽和溫度三者密切相關(guān)。只有高于飽和溫度以上的區(qū)段其廢氣才可以加熱過熱蒸汽，因此產(chǎn)生過熱蒸汽的能力受到限制。一般說來，過熱蒸汽產(chǎn)汽量和飽和水產(chǎn)量二者不完全匹配，需設(shè)計(jì)師進(jìn)展平衡優(yōu)化計(jì)算和設(shè)計(jì)，采取一些必要的措施。如設(shè)低壓蒸發(fā)受熱面和低壓省煤器以使排煙溫度降至90-100℃，即所稱的雙壓系統(tǒng)?；蛘卟涣碓黾拥蛪合到y(tǒng)，僅使飽和水量增加，設(shè)置閃蒸系統(tǒng)，將多余的高壓飽和水通過減壓閃蒸出飽和蒸汽補(bǔ)進(jìn)汽輪機(jī)發(fā)電，即所謂的復(fù)合閃蒸補(bǔ)汽系統(tǒng)。

3.3系統(tǒng)發(fā)電能力

在一樣的條件下，單壓、雙壓、閃蒸三種系統(tǒng)中，單壓系統(tǒng)發(fā)電能力是最低的。以*工程為例，主蒸汽壓力為1.7Mpa時(shí)，鍋筒飽和溫度為204℃，考慮到換熱溫差，SP爐的出口廢氣溫度不可能低于210℃，同樣由于飽和溫度的限制，熟料冷卻機(jī)廢氣通過AQC爐生產(chǎn)主蒸汽后，廢氣溫度也在200℃以上。而這樣溫度的廢氣，其熱量也只能用于加熱鍋爐給水，由于給水量和給水溫度的限制，冷卻機(jī)廢氣溫度經(jīng)AQC蒸汽段和給水加熱段后的出口廢氣溫度也不可能降至140℃以下。由于廢氣余熱不能得以充分利用，相應(yīng)影響發(fā)電能力。

采用雙壓系統(tǒng)時(shí)，發(fā)電能力最高。由于設(shè)置了低壓蒸發(fā)段，低壓蒸汽壓力：0.450.05Mpa，低壓段鍋筒飽和溫度148℃，再加上設(shè)置了低壓省煤器加熱器，排煙溫度能降到4完畢語

雙壓系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)余熱利用熱效率。雙壓技術(shù)是成熟可靠的，雙壓余熱鍋爐及補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)也是成熟可靠的，能夠保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。即使關(guān)閉補(bǔ)汽閥，停頓補(bǔ)汽，汽輪機(jī)仍能夠穩(wěn)定運(yùn)行。雙壓系統(tǒng)只比單壓系統(tǒng)投資稍高，但是卻可以多發(fā)電，投資回報(bào)較好。

**重型機(jī)械公司致力于純低溫余熱發(fā)電技術(shù)的開發(fā)研究，并將通過不斷的工程實(shí)踐，努力完善該技術(shù)，提高其適用性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性。目前，已先后與十余家水泥生產(chǎn)企業(yè)簽訂了合同或意向，其中，為****金剛水泥廠、**塔牌水泥集團(tuán)承建的4條純低溫余熱發(fā)電工程正在緊鑼密鼓地施工，預(yù)計(jì)今年年中將陸續(xù)完工投產(chǎn)。

由于作者所掌握的資料和信息有限,文中觀點(diǎn)僅是個(gè)人看法,歡送批評(píng)指正。

參考文獻(xiàn)

[1]中國水泥網(wǎng).水泥廠純低溫余熱發(fā)電〔**〕峰會(huì)資料.2005(3