余熱發電技術在我廠的應用及改進
2004-09-21 00:00
在傳統的重工業范疇內，現代水泥工業的能耗大致列于中等偏高的位置。上世紀80年代，隨著國家對節能工作的重視，水泥工業以發展新型干法窯為主，隨著新型干法窯外預分解熟料生產線煅燒技術的發展，水泥工業節能技術水平有了長足的進步，高溫余熱在水泥生產過程中被利用，水泥熟料熱耗已由原來的4600～6700kJ／kg，下降至3000～3600kJ／kg。但由于水泥熟料煅燒技術及目前國內節能技術水平的限制，大量中、低溫余熱仍不能被充分利用，由其所造成的能源浪費仍很大。如目前國內技術先進的窯外分解水泥熟料生產技術，生產過程中由窯頭熟料冷卻機和窯尾預熱器排掉的350℃以下廢氣，其熱量約占水泥熟料燒成系統總熱量的35％以上。如何更進一步充分利用中、低品位的余熱成為國內水泥工業需要解決的重要課題之一。
在新型干法窯外預分解生產技術的基礎上，我們國家為進一步降低水泥生產能耗，節約能源，充分利用水泥工業的中、低溫余熱，將中、低品位余熱轉為電能并用于水泥生產。近幾年，這項技術還在湖北葛洲壩水泥廠、河南七里崗水泥廠、黑龍江牡丹江水泥廠、杭州錢潮水泥集團、內蒙古西卓子山等水泥廠得到相繼應用。吉林亞泰水泥有限公司12MW余熱發電1＃機組（熱電聯供），在2001年建成投產，以下簡述我公司余熱發電技術在新型干法生產線的應用。
1主要技術方案
1.1聯合發電廠房
由汽輪發電機房、補燃鍋爐房、電站控制室、站用電力室、發電機及站用高壓系統、全公司集中供熱換熱站，合建一座聯合發電廠房。主要有：
汽輪機：采用單缸沖動式0.196MPa可調抽汽供熱機組，容量為12MW，工作蒸汽參數為3.43MPa-435℃，抽汽口做為熱電聯供時的供熱熱源；汽輪機一段回熱抽汽關閉，二段回熱抽汽仍做為鍋爐給水除氧的備用汽源；
發電機：用6.3kV空冷式發電機組，為適應汽輪機熱電聯供時發電功率的變化，發電機組容量設定為15MW；
補燃鍋爐：采用細粒子、低循環倍率循環變化新技術，既可燃用劣質煤，又可以避免一般流化床鍋爐易磨損、運轉率不高的缺點。主要蒸汽參數為65（60）t/h～3.82MPa-450℃，補燃爐自蒸發量45t/h～60t/h。燃料為煤矸石，在配煤系統中采取加入石灰石措施，用于煙氣脫硫。補燃鍋爐通過調整受熱面比例及蒸汽調溫方式，能適應大范圍的給水溫度變化及外來汽的變化，可以穩定水泥窯生產的波動對電站穩定性的影響，同時，在水泥窯臨時或短時停窯時余熱電站仍正常運行，使電站與水泥生產系統的生產、運行互不影響，保證了電站系統及設備長期安全、有效地運行。
站用電力室：設集中電力室，電站啟動時啟動電源由電網供電，電站正常運行后，站用電既可由電網供電，也可由發電機直接供電；電站與電網通過總降壓變電站6KV側并網，運行方式為并網不上網。
電站控制系統：采用DCS計算機集中控制。
換熱站：為滿足全公司集中供熱要求，在聯合發電廠房內設集中換熱站。
1.2余熱鍋爐
窯尾SP余熱鍋爐：在窯尾預熱器廢氣出口與窯尾高溫風機間廢氣管道增設余熱鍋爐。鍋爐進口廢氣溫度為339℃，出口廢氣溫度為220－250℃，SP爐采用兩段受熱面，一段生產的蒸汽并入補燃鍋爐，二段生產的高溫熱水為補燃爐給水，可以提高補燃鍋爐給水溫度，從而取消汽機一段抽汽。
窯頭AQC余熱鍋爐：在窯頭冷卻機廢氣出口與冷卻機電收塵器之間的管道上增設余熱鍋爐。該爐廢氣進口溫度為193℃，出口溫度為83－97℃。AQC爐分為兩段，一段生產蒸汽為鍋爐給水除氧，做為除氧器的熱源取代汽機回熱系統，使汽輪機取消回熱循環（除氧抽汽為停窯備用）；二段生產大于83℃熱水做為除氧器的給水。在保證除氧效果的同時提高了除氧器的給水溫度，使余熱得到了充分利用。
在兩臺余熱爐的煙氣連接管道上設有旁路煙道，在余熱爐出現故障或熟料生產不正常時，解列余熱爐，既滿足了水泥生產的穩定運行又保護了余熱爐的安全。通過旁路煙道閥門的調節作用，還可以使熟料生產及余熱鍋爐的運行達到理想運行工況。
1.3循環水冷卻系統
該系統包括循環冷卻水泵、冷卻塔、循環水池及循環水管網。系統運行時，循環冷卻水泵自循環水池抽水至各生產車間，供生產設備冷卻用水，冷卻過設備的水（循環回水）利用循環水泵繼續循環使用。為確保該系統良好、穩定的運行，系統中增設了加藥、加氯設備。
1.4化學水處理系統
處理流程為：自給水管網送來的自來水經過過濾器后進入清水箱，由清水泵送至陽離子交換器后經過二氧化碳器進入中間水箱，通過中間水泵送至陰離子交換器，出水為除鹽水，進入除鹽水箱，通過除鹽水泵送給汽輪發電設備。處理后水值到：總硬度小于5μg/l，電導率小于10μs/cm，二氧化硅小于100μg/l。為滿足鍋爐給水PH值的要求，采用加氨處理。
鍋爐汽包水質調整，按藥液直接投放的方式由專設加藥泵向汽包內投加Na3PO4溶液。
1.5 廢氣處理
本工程循環流化床鍋爐其分離器對大于16μm的粉塵（煙塵）具有明顯收集作用。大顆粒的煙塵經收集后，再經過電收塵器收塵后由引風機、煙囪排放。
1.6 燃料儲存、破碎及輸送
燃料（煤矸石、原煤、石灰石）入廠后，運到燃料儲庫，用抓斗橋式起重機送入料斗，經回轉篩篩選后，粒徑小于3mm的燃料經膠帶輸送機直接送至爐前倉，粒徑大于3mm的送至破碎機進行破碎，然后再經膠帶輸送機送至爐前倉。
1.7 粉煤灰及爐渣處理
粉煤灰及爐渣因公司需要再利用，本工程將粉煤灰及爐渣分別進行處理，且采用干式除渣及除灰。爐渣由冷渣器經除渣拉鏈機送入渣倉后，用汽車運輸到原料配料；粉煤灰用雙倉連續輸送泵，以氣力輸送的方法運至粉煤灰庫，用于水泥配料。
2 主要設備選型
……
摘自《中國水泥》2004年09月號
在新型干法窯外預分解生產技術的基礎上，我們國家為進一步降低水泥生產能耗，節約能源，充分利用水泥工業的中、低溫余熱，將中、低品位余熱轉為電能并用于水泥生產。近幾年，這項技術還在湖北葛洲壩水泥廠、河南七里崗水泥廠、黑龍江牡丹江水泥廠、杭州錢潮水泥集團、內蒙古西卓子山等水泥廠得到相繼應用。吉林亞泰水泥有限公司12MW余熱發電1＃機組（熱電聯供），在2001年建成投產，以下簡述我公司余熱發電技術在新型干法生產線的應用。
1主要技術方案
1.1聯合發電廠房
由汽輪發電機房、補燃鍋爐房、電站控制室、站用電力室、發電機及站用高壓系統、全公司集中供熱換熱站，合建一座聯合發電廠房。主要有：
汽輪機：采用單缸沖動式0.196MPa可調抽汽供熱機組，容量為12MW，工作蒸汽參數為3.43MPa-435℃，抽汽口做為熱電聯供時的供熱熱源；汽輪機一段回熱抽汽關閉，二段回熱抽汽仍做為鍋爐給水除氧的備用汽源；
發電機：用6.3kV空冷式發電機組，為適應汽輪機熱電聯供時發電功率的變化，發電機組容量設定為15MW；
補燃鍋爐：采用細粒子、低循環倍率循環變化新技術，既可燃用劣質煤，又可以避免一般流化床鍋爐易磨損、運轉率不高的缺點。主要蒸汽參數為65（60）t/h～3.82MPa-450℃，補燃爐自蒸發量45t/h～60t/h。燃料為煤矸石，在配煤系統中采取加入石灰石措施，用于煙氣脫硫。補燃鍋爐通過調整受熱面比例及蒸汽調溫方式，能適應大范圍的給水溫度變化及外來汽的變化，可以穩定水泥窯生產的波動對電站穩定性的影響，同時，在水泥窯臨時或短時停窯時余熱電站仍正常運行，使電站與水泥生產系統的生產、運行互不影響，保證了電站系統及設備長期安全、有效地運行。
站用電力室：設集中電力室，電站啟動時啟動電源由電網供電，電站正常運行后，站用電既可由電網供電，也可由發電機直接供電；電站與電網通過總降壓變電站6KV側并網，運行方式為并網不上網。
電站控制系統：采用DCS計算機集中控制。
換熱站：為滿足全公司集中供熱要求，在聯合發電廠房內設集中換熱站。
1.2余熱鍋爐
窯尾SP余熱鍋爐：在窯尾預熱器廢氣出口與窯尾高溫風機間廢氣管道增設余熱鍋爐。鍋爐進口廢氣溫度為339℃，出口廢氣溫度為220－250℃，SP爐采用兩段受熱面，一段生產的蒸汽并入補燃鍋爐，二段生產的高溫熱水為補燃爐給水，可以提高補燃鍋爐給水溫度，從而取消汽機一段抽汽。
窯頭AQC余熱鍋爐：在窯頭冷卻機廢氣出口與冷卻機電收塵器之間的管道上增設余熱鍋爐。該爐廢氣進口溫度為193℃，出口溫度為83－97℃。AQC爐分為兩段，一段生產蒸汽為鍋爐給水除氧，做為除氧器的熱源取代汽機回熱系統，使汽輪機取消回熱循環（除氧抽汽為停窯備用）；二段生產大于83℃熱水做為除氧器的給水。在保證除氧效果的同時提高了除氧器的給水溫度，使余熱得到了充分利用。
在兩臺余熱爐的煙氣連接管道上設有旁路煙道，在余熱爐出現故障或熟料生產不正常時，解列余熱爐，既滿足了水泥生產的穩定運行又保護了余熱爐的安全。通過旁路煙道閥門的調節作用，還可以使熟料生產及余熱鍋爐的運行達到理想運行工況。
1.3循環水冷卻系統
該系統包括循環冷卻水泵、冷卻塔、循環水池及循環水管網。系統運行時，循環冷卻水泵自循環水池抽水至各生產車間，供生產設備冷卻用水，冷卻過設備的水（循環回水）利用循環水泵繼續循環使用。為確保該系統良好、穩定的運行，系統中增設了加藥、加氯設備。
1.4化學水處理系統
處理流程為：自給水管網送來的自來水經過過濾器后進入清水箱，由清水泵送至陽離子交換器后經過二氧化碳器進入中間水箱，通過中間水泵送至陰離子交換器，出水為除鹽水，進入除鹽水箱，通過除鹽水泵送給汽輪發電設備。處理后水值到：總硬度小于5μg/l，電導率小于10μs/cm，二氧化硅小于100μg/l。為滿足鍋爐給水PH值的要求，采用加氨處理。
鍋爐汽包水質調整，按藥液直接投放的方式由專設加藥泵向汽包內投加Na3PO4溶液。
1.5 廢氣處理
本工程循環流化床鍋爐其分離器對大于16μm的粉塵（煙塵）具有明顯收集作用。大顆粒的煙塵經收集后，再經過電收塵器收塵后由引風機、煙囪排放。
1.6 燃料儲存、破碎及輸送
燃料（煤矸石、原煤、石灰石）入廠后，運到燃料儲庫，用抓斗橋式起重機送入料斗，經回轉篩篩選后，粒徑小于3mm的燃料經膠帶輸送機直接送至爐前倉，粒徑大于3mm的送至破碎機進行破碎，然后再經膠帶輸送機送至爐前倉。
1.7 粉煤灰及爐渣處理
粉煤灰及爐渣因公司需要再利用，本工程將粉煤灰及爐渣分別進行處理，且采用干式除渣及除灰。爐渣由冷渣器經除渣拉鏈機送入渣倉后，用汽車運輸到原料配料；粉煤灰用雙倉連續輸送泵，以氣力輸送的方法運至粉煤灰庫，用于水泥配料。
2 主要設備選型
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摘自《中國水泥》2004年09月號
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監督：0571-85871667
投稿：news@ccement.com
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