水泥窑旁路放风余热发电技术两个实施方案的介绍

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水泥回转窑纯低温余热发电技术和经验介绍

水泥回转窑纯低温余热发电技术和经验介绍

水泥回转窑纯低温余热发电技术和经验介绍来源:更新日期:2007-3-23 【字体:小大】水泥生产过程需要消耗大量的能源(煤或油)和天然矿物,而这些资源是不可再生的,所以这就制约了水泥工业的可持续发展,如何降低水泥生产过程中原燃料的消耗是保证水泥工业可持续发展的最有效措施。

水泥熟料煅烧过程需要较高的煅烧温度,消耗大量的天然矿石能源—煤炭(或油)。

以目前先进的新型干法水泥窑为例,其单位熟料烧成热耗在2 900—3300kj/kg,以年产熟料50万吨规模计,每年消耗原煤约6.5万,但同时约占熟料烧成热耗30%左右的大量350℃左右的废气从窑尾和窑头收尘器排入大气。

采用余热发电技术将这部分热量回收是一种非常有效的办法,由于废气温度较低,对装备和技术的要求较高,采用纯低温余热发电国内尚未有非常成熟和成功的技术和工程,宁国水泥厂纯低温余热发电是引进日本的技术和装备。

目前国内新型干法窑主要采用的是带补燃炉的余热发电技术,但这种技术和国家有关政策有冲突,使这种技术的利用受到限制。

日产1050吨(实际1350吨)φ3.5×88m四级旋风预热器窑(SP窑)采用纯低温余热发电技术进行技术改造,项目由天津水泥设计研究院设计,于2003年5月建成投产,项目装机容量2.5MW,设计发电能力1800kw/h,全部采用国产设备和技术,经过半年左右的运行,主要设备和整个系统都运转正常,各项技术经济指标达到设计要求。

下面就纯低温余热发电系统作一介绍。

1 热力系统系统主机为两台余热锅炉(窑头AQC锅炉和窑尾SP锅炉)和一套补汽凝汽式汽轮发电机组,装机容量为2.5MW,设计发电能力为1800kw/h。

余热来源SP(窑尾预热器):废气流量95000Nm3/h,温度390℃(实际360℃);AQC(冷却机):废气流量40000Nm3/h,温度350℃。

冷却机中部设置抽风口作为AQC锅炉的取风口,通过与冷却机原抽风口之间的风门调节,保证中部抽风口的废气温度达到350℃左右,为减轻废气对AQC锅炉的磨损,在锅炉前设置了沉降室。

水泥窑余热发电概述

水泥窑余热发电概述

水泥窑余热发电概述水泥窑余热发电概述水泥窑余热发电技术是直接对水泥窑在熟料煅烧过程中窑头窑尾排放的余热废气进行回收,通过余热锅炉产生蒸汽带动汽轮发电机发电。

一条日产5000吨水泥熟料生产线每天可利用余热发电21-24万度,可解决约60%的熟料生产自用电,产品综合能耗可下降约18%,每年节约标准煤约2.5万吨,减排二氧化碳约6万吨。

水泥纯低温余热发电技术是指在新型干法水泥熟料生产线生产过程中,通过余热回收装置——余热锅炉将水泥窑窑头、窑尾排出大量的低品位废气余热进行热交换回收,产生过热蒸汽推动汽轮机实现热能向机械能的转换,从而带动发电机发出电能,窑头锅炉所发电能供水泥生产过程中使用。

水泥窑纯低温余热发电背景随着水泥熟料煅烧技术的发展,发达国家水泥工业节能技术水平发展很快,低温余热在水泥生产过程中被回收利用,水泥熟料热能利用率已有较大的提高。

但我国由于节能技术、装备水平的限制和节能意识影响,在窑炉工业企业中仍有大量的中、低温废气余热资源未被充分利用,能源浪费现象仍然十分突出。

新型干法水泥熟料生产企业中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排出的350℃左右废气,其热能大约为水泥熟料烧成系统热耗量的35%,低温余热发电技术的应用,可将排放到大气中占熟料烧成系统热耗35%的废气余热进行回收,使水泥企业能源利用率提高到95%以上。

项目的经济效益十分可观。

我国是世界水泥生产和消费的大国,近年来新型干法水泥生产发展迅速,技术、设备、管理等方面日渐成熟。

目前国内已建成运行了大量2000t/d以上熟料生产线,新型干法生产线与其他窑型相比在热耗方面有显著的降低,但新型干法水泥生产对电能的消耗和依赖依然强劲,因此,新型干法水泥总量的增长对水泥工业用电总量的增长起到了推动作用,一定程度上加剧了电能的供应紧张局面。

而目前国内运行的新型干法水泥熟料生产线采用余热发电技术来节能降耗的企业极少,再者,国内由于经济潜力增长加剧了电力短缺的矛盾,刺激了煤电项目的增长,一方面煤电的发展会加速煤炭这种有限资源的开采、消耗,另一方面煤电生产产生大量的CO2等温室气体,加剧了对大气的环境污染。

中国水泥窑余热发电技术

中国水泥窑余热发电技术

中国水泥窑余热发电技术中国水泥窑余热发电技术摘要:水泥工业是高耗能的工业。

在水泥生产中,水泥窑在350℃左右排放大量中低温废气,约占燃料总热输入的30%。

如果直接排放到大气中,会造成严重的能源浪费。

利用低温余热发电技术对该部分中低温废气余热进行回收利用。

产生的高温过热蒸汽进入汽轮机发电。

发电机的输出功率可满足水泥生产线和水泥厂自身的生活用电,并积极实施节能减排措施。

与火力发电厂相比,余热发电不需要燃烧煤炭等燃料,不产生二氧化碳等环境污染物。

关键词:水泥窑;余热发电技术;前言:节能减排是我国经济社会发展的一项长期战略方针,也是一项极其紧迫的任务。

回收余热,降低能耗,对我国节能减排和环境保护的发展战略具有重要的现实意义。

同时,余热利用在改善工作条件、节约能源、增产、提高产品质量、降低生产成本等方面发挥着越来越重要的作用。

其中一些已经成为工业生产的一部分。

20世纪六七十年代以来,余热利用技术在世界范围内得到了迅速发展。

目前,我国的余热利用技术也取得了长足的进步,但与世界先进水平仍有一定的差距,有的余热没有得到充分利用,有的余热在使用中存在着许多问题。

1目的要求1.1降低能耗环境。

在水泥熟料燃烧过程中,窑尾预热器和窑头熟料冷却器排放的低温废气余热占水泥熟料燃烧总热量的30%以上,造成严重的能源浪费。

一方面,水泥生产消耗大量热能,另一方面,水泥生产也需要大量电力。

将400℃以下低温废气余热转化为电能用于水泥生产,可使水泥熟料生产综合电耗降低60%或30%以上。

对于水泥生产企业来说,可以大大减少从社会发电厂购买的电力,或者大大减少水泥生产企业燃烧的燃料。

自备电厂发电可以大大降低水泥生产的能耗;避免了水泥窑余热直接排入大气的热岛现象;同时可以降低社会发电厂或水泥生产企业自用电厂的燃料消耗,减少CO2等燃烧废弃物的排放,有利于环境保护。

1.2政策的推行提供技术支持。

自然资源如能源、原材料、水、土地等,随着经济的发展,资源有限之间的矛盾越来越明显。

水泥窑尾旁路放风余热发电两种技术比较

水泥窑尾旁路放风余热发电两种技术比较
Ab s t r a c t : B y — p a s s s y s t e m i s b e n e i f t f o r k i l n S s t a b l e p r o d u c t i o n a n d c l i n k e r q u a l i t y , b u t wi l l b r i n g ma n y p r o b l e ms a s h e a t a n d ma t e r i a l c o n s u mp t i o n i n c r e a s i n g a n d e n v i r o n me n t a l p o l l u t i o n , a n d r e c o v e r y o f b y - p a s s h e a t i n wa s t e h e a t p o we r g e n e r a t i o n s y s t e m c a n r e d u c e t h e h a r m e f f e c t i v e l y . T w o t e c h n i c l a s c h e me s o f b y — p a s s w a s t e h e a t p o we r g e n e l l a t i o n ——a s e p a r a t e s e t o f b y — p a s s P H w a s t e h e a t b o i l e r
t w o s c h e m e s w e r e g i v e n i n c l u d i n g c o mm o n g o ls a a n d p r o b l e m s , t e c h n i c a l d i f f e r e n c e , o p e r a t i o n a d j u s t me n t a n d t h e a d a p t i n g s c o p e a n d

水泥窑旁路放风系统及其工艺设计

水泥窑旁路放风系统及其工艺设计

水泥窑旁路放风系统及其工艺设计摘要:随着水泥工业的快速发展,原燃材料资源日趋紧张,水泥生产迫切需要适应碱、氯、硫等挥发性有害成分含量高的原燃料;另外,随着水泥窑协同处置固体废弃物、生活垃圾、飞灰等各类废弃物量的增加,进入回转窑内的硫、氯、碱等挥发性有害成分也相应增加。

这些挥发性成分在烧成系统内循环富集,造成窑尾烟室缩口、下料斜坡、C5旋风筒锥体等部位结皮堵塞严重,影响了烧成系统的稳定运行及熟料质量。

为减少挥发性有害成分在烧成系统内的循环富集,一般采用旁路技术进行控制。

该技术是目前使用最多,也是减少挥发性有害成分在烧成系统内循环富集效果最好的技术。

关键词:水泥窑;旁路放风系统;工艺设计;引言近年来,随着我国生活垃圾的迅速增加,生活垃圾的合理管理问题日益严重。

水泥窑因其独特的高温碱性环境,已被许多工程实例证明是生活垃圾资源化和无害化的有效手段。

但是生活垃圾不可避免地含有氯、钾、钠、硫等有害元素。

不适合生产熟料。

如果这些元素超过一定限度,将对焙烧系统的运行模式和熟料质量产生不利影响。

一、旁路放风技术影响水泥窑稳定运行的主要因素是氯和硫的富集。

为了避免窑炉系统循环富集氯气和硫磺,破坏系统循环,有效解决水泥窑内壳体堵塞的问题,水泥企业采用窑尾旁路通风技术,缓解了这一问题。

在旁路通风系统中,用外部冷空气冷却,除尘系统的烟气进入炉除尘器入口后,达到排放标准。

由于氯离子浓度高,除尘系统收集的加热炉无法回炉。

通常与水泥混合。

但是,如果生活垃圾带来的氯离子过高,在窑灰混合物中掺入会导致水泥中的氯离子超标,从而影响水泥质量。

因此日本的旁路通风技术采用了第二阶段除尘。

一级旋风收集大约70%的旁路通风粉尘。

这时氯离子在气体上,没有附着灰尘。

大约只有20%的氯离子聚集在这里。

因此,一次旋风收集的炉灰可以在炉中再循环,减少材料和能量的损失。

初级旋风分离器出口处的烟气进入后续的粉末旋风分离器。

此时,随着温度降低,大多数氯离子附着在炉灰上,二次旋风分离器在旁路通风中捕获约30%的剩余灰尘,约80%的氯。

水泥窑尾旁路放风余热发电两种技术比较

水泥窑尾旁路放风余热发电两种技术比较

水泥窑尾旁路放风余热发电两种技术比较唐金泉【摘要】By-pass system is benefit for kiln's stable production and clinker quality, but will bring many problems as heat and material consumption increasing and environmental pollution, and recovery of by-pass heat in waste heat power generation system can reduce the harm effectively. Two technical schemes of by-pass waste heat power generation--a separate set of by-pass PH waste heat boiler and a SP waste heat boiler shared by-pass air and kiln end waste gas, were intorduced in brief. A detail analysis and comparsion of the two schemes were given including common goals and problems, technical difference, operation adjustment and the adapting scope and economy.%旁路放风利于窑的稳定生产和熟料质量的提高,但会带来熟料热耗和料耗增加及环境污染等众多问题,而对旁路放风进行余热发电回收热量,则可有效降低其危害。

简要介绍了旁路放风余热发电的二种技术方案--单独设置旁路放风PH余热锅炉和旁路放风与窑尾废气共用SP余热锅炉;并详细进行了这二种技术方案的分析与对比,包括共同目标与共性问题,技术不同点,配置后的操作调整,以及适用范围和经济性。

中国水泥窑余热发电技术

中国水泥窑余热发电技术

中国水泥窑余热发电技术【中国水泥网】【2007-4-11】一、中国发展水泥窑余热发电技术的目的1.1 降低能耗、保护环境水泥熟料锻烧过程中,由窑尾预热器、窑头熟料冷却机等排出的400℃以下废气,其热量约占水泥熟料烧成总耗热量30%以上,造成严重的能源浪费。

水泥生产,一方面消耗大量的热能(每吨水泥熟料消耗燃料折标准煤为100~115kg),另一方面消耗大量的电能(每吨水泥消耗90~115kWh)。

如果将排出的400℃以下废气余热转换为电能并回用于水泥生产,可使水泥熟料生产综合电耗降低60%或水泥生产综合电耗降低30%以上,对于水泥生产企业:可以大幅度减少向社会发电厂的购电量或大幅度减少水泥生产企业燃烧燃料的自备电厂的发电量以大大降低水泥生产能耗;可避免水泥窑废气余热直接排入大气造成的热岛现象,可减少CO2等燃烧废物的排放而有利于保护环境。

1.2 为“建设节约型社会、推进资源综合利用”政策的推行提供技术支持能源、原材料、水、土地等自然资源是人类赖以生存和发展的基础,是经济社会可持续发展的重要的物质保证。

随着经济的发展,资源约束的矛盾日益凸显。

为此中国政府在为贯彻实施《节能中长期专项规划》而编制的《中国节能技术政策大纲》(2005年修订稿)中明确支持“大中型新型干法水泥窑余热发电技术”的研究、开发、推广工作。

1.3 符合清洁发展机制(CDM)项目的要求清洁发展机制是《京都议定书》第12条确定的一个基于市场的灵活机制,其核心内容是允许附件一缔约方(即发达国家)与非附件一国家(即发展中国家)合作,在发展中国家实施温室气体减排项目。

清洁发展机制的设立具有双重目的:促进发展中国家的可持续发展和为实现公约的最终目标做出贡献;协助发达国家缔约方实现其在《京都议定书》第三条之下量化的温室气体减限排承诺。

通过参与清洁发展机制项目,发达国家的政府可以获得项目产生的全部或者部分经核证的减排量,并用于履行其在《京都议定书》下的温室气体减限排义务。

水泥窑协同处置固废旁路放风技术浅析

水泥窑协同处置固废旁路放风技术浅析
室、分解炉出]丨、C?预热器易出现结皮堵塞现象,窑内易
长厚窑皮、后结圈,产生包心料和大料球,篦冷机堆雪人 等问题内我们选取日处理生活垃圾260吨的5 000t/d规 模的水泥生产线结皮成分进行分析化验 ,发现分解炉出 11最易结皮,且主要结皮问题在于SO,和C「在此处富集 具体见表1、表2数据。
表1预热器结皮取样分析数据
48.99
1.24
12.92
3.25
1.21
5.34
炉出口结皮
23.53
6.64
1.47
1.67
25.17
0.33
27.56
13.91
4.03
5.49
C:堵塞结皮
27.37
6.24
2.58
1.57
51.83
5.95
10.1
7.77
1.21
5」I
G堵塞料
3」1
22.37
4.79
3.09
56.23
1.02
7.21
3.86
0.80
4.13
课题名称:水泥窑协同处置I活垃圾多污染物耦合控制技术研究
2019.4 CHINA CEMENT \ 105
生产技术Tech no logy
表2回转窑等结皮取样分析数据
%
部位
loss
SiO,
Al,0,
Fe,O.
CaO
MgO
so,
cr
Na,0
K2()
16m窑皮
9.68
18.94
水泥窑协同处置固废旁路放风技术浅析
穆璐莹 (合肥水泥研究设计院有限公司,安徽合肥230051 )
摘 要:利用水泥窑协同处置城市生活垃圾技术可将垃圾作为原、燃料,减少对资源的消耗,但垃圾所带入 的碱、氯、硫化合物会在窑系统内部循环和富集,引起结皮堵塞。为解决此问题需采用旁路放风技术。文中 以某厂的旁路放风技术为例,分析其旁路放风收集的一级、二级除尘系统窑灰成分,提出需将一级除尘的 温度控制在500汇左右,才能防止将窑灰中的氯离子重新带回窑系统。最终通过中试试验论证了上述观点。 关键词:协同处置;生活垃圾;旁路放风;氯离子

水泥窑纯低温余热发电技术及施工组织介绍

水泥窑纯低温余热发电技术及施工组织介绍

水泥窑纯低温余热发电技术及施工组织介绍摘要:余热发电属新能源技术,掌握、了解其工艺及施工要点,有利于行业发展,加快进程,提高质量,降低成本,增强效益。

关键词:余热发电余热锅炉施工工艺Abstract: The waste heat power generation is a new energy technologies, to grasp and understand the process and construction elements is conducive to the development of the industry, to speed up the process, improve quality, reduce costs and enhance efficiency.Key words: waste heat power generation; waste heat boiler; construction technology一、水泥窑余热发电技术是直接对水泥窑在熟料煅烧过程中窑头窑尾排放的余热废气进行回收,通过余热锅炉产生蒸汽带动汽轮发电机发电。

一条日产5000吨水泥熟料生产线每天可利用余热发电21-24万度,可解决约60%的熟料生产自用电,产品综合能耗可下降约18%,每年节约标准煤约2.5万吨,减排二氧化碳约6万吨。

水泥纯低温余热发电技术是指在新型干法水泥熟料生产线生产过程中,通过余热回收装置——余热锅炉将水泥窑窑头、窑尾排出大量的低品位废气余热进行热交换回收,产生过热蒸汽推动汽轮机实现热能向机械能的转换,从而带动发电机发出电能,窑头锅炉所发电能供水泥生产过程中使用。

二、目前国内预分解水泥窑采用纯低温余热发电的主机设备配置主要为:1、窑头采用余热锅炉(或热交换器),简称为AQC炉,国内都为立式;国外也是。

2、窑尾采用余热锅炉(或热交换器),国内大多采用的是立式,简称SP锅炉,安徽海螺川崎工程有限公司采用的是卧式,简称PH锅炉;国外为卧式。

提高窑外分解窑纯低温余热发电量几项技术措施的

提高窑外分解窑纯低温余热发电量几项技术措施的

提高窑外分解窑纯低温余热发电量几项技术措施的探索与实践浙江新都水泥有限公司钱建荣一、窑头低温废气余热的循环利用水泥窑实施纯低温余热发电项目后,在采用较先进的低温低压补汽系统情况下,窑尾余热锅炉(SP炉)的排烟温度可做到165℃左右,这部分废气中的余热大都用于原料(生料)磨作为烘干热源加于利用;窑头余热锅炉(AQC炉)在设置锅炉热水段后排烟温度可做到130℃左右,这部分废气与窑头篦冷机余风混合后的温度为110℃左右,一般经窑头收尘后排放。

如何利用窑头排放废气中的余热资源?理论上有使用低沸点工质换热后用于发电的方案,但其经济性和实用性尚需探讨;此外还有生产热水等方案。

我们采用了易世达能源工程公司的方案,将窑头废气经篦冷机风机引回中温段,通过循环利用其热焓提高AQC炉的产汽量,方案示意如附图1。

本方案的要点在于将110℃左右目前难于利用的低温废气通过与篦冷机内的中温(500℃左右)熟料换热升温后加于利用,实现低温废气余热资源焓—的转换。

本方案在工程实践中已解决的问题有以下几点:1、对熟料冷却尤其是出窑熟料骤冷要求的影响篦冷机在预分解窑系统中作为一项重要的热工设备,主要完成对出窑熟料(1300℃左右)的冷却和回收热能两项任务。

一般要求出篦冷机的熟料温度<65℃+环境温度;此外要求在篦冷机高温区段对出窑熟料实现骤冷,以阻止熟料矿物晶体的长大和其中阿利特矿物C2S由β型向γ型的转化。

分析出窑熟料在篦冷机中的运动和冷却过程,在推动型篦冷机(目前通常称第三/第四代)中,熟料在篦床上的冷却可划分为高中低温三个区段:其高温区主要实现对出窑熟料的骤冷并提高入窑和入炉的二、三次风温;中温区为热回收区:低温区实现对熟料的进一步冷却、降低出篦冷机的熟料温度。

分析篦冷机的风量分配关系:冷却用风由各段风机分别鼓入,风温为20℃左右,高中低温三个区段的进风量分别占总风量的31%、50%和19%左右。

换热后出篦冷机的风量分配为;入窑二次风占15%左右(标况、风温1050℃左右);入分解炉三次风占22%左右(标况、风温950℃左右);其余作为余风排放。

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水泥窑旁路放风余热发电技术两个实施方案的介绍
作者:朱晓明金万金唐金泉
来源:《建筑建材装饰》2015年第11期
摘要:本文介绍了笔者近几年来亲历的水泥窑窑尾旁路放风余热发电技术。

并结合笔者丰富的应用经验,总结了该技术发展现状,阐述了适用于已建成的水泥窑余热电站升级改造的两种方案,分析了两个方案在工程实际应用中的优缺点。

关键词:水泥窑;旁路放风;余热发电技术;新型干法;低碱水泥
前言
在新型干法水泥生产过程中,原料和燃料中钾、钠、氯、硫等的含量高低对回转窑的稳定生产和产品质量有着很大的影响,其过量存在将会对水泥生产系统的运行稳定性带来严重的影响,并造成熟料含碱量超标。

主要表现为:这些挥发性组分易在窑尾烟室、分解炉、第四(或第五)及第五(或第六)级预热器等合适温度区域内形成闭路循环富集,引起窑尾烟室或分解炉、第四(或第五)及第五(或第六)级预热器相应位置出现结皮、堵塞,严重时影响烧成系统的稳定和正常运行;过量的钾、钠、氯成份进入熟料,一方面易发生碱集料反应,缩短混凝土的使用寿命,另一方面还会腐蚀混凝土中的钢筋,影响其结构强度。

因此国内外有部分水泥企业将窑尾烟室中部分废气(温度在950度以上)直接排放出来(通常称为“旁路放风”),利用窑尾烟室排放出来的废气及废气带出来的粉尘将过量钾、钠、氯等排出生产系统,从而达到保证系统运行的稳定和产品质量的目的。

1两个方案的提出
单纯采用旁路放风系统,由于窑尾烟室排出来的高温废气及粉尘直接排放,其大量的热量没有回收利用,使得熟料生产热耗、电耗、料耗均有所增加,造成浪费与环境污染。

因此目前已有一部分水泥企业利用旁路放风的废气设置旁路放风余热锅炉来回收这部分热量。

为了回收旁路放风带出来的高温废气余热并使其转化为电能,目前有两种方案:
第一方案:为旁路放风单独设置PH余热锅炉及废气处理系统,工艺流程见附图1:旁路放风废气流程为:窑尾烟室-取风管道-旁路放风余热锅炉-旁路放风废气收尘器-旁路放风废气引风机-旁路放风废气烟囱或与现有窑尾烟囱合并(为天津健威泽节能环保技术发展有限公司专利技术)-简称“带PH炉方案”。

第二方案:窑尾旁路放风利用现有窑尾预热器废气SP余热锅炉不再单独设置旁路放风余热锅炉及废气处理系统,工艺流程见附图2:旁路放风废气流程为:窑尾烟室-取风管道-旁路放风废气降尘器-窑尾一级预热器出口废气进SP炉管道-窑尾SP余热锅炉-窑尾高温风机(为天津健威泽节能环保技术发展有限公司发明专利)-简称“不带PH炉方案”。

2两个方案基本情况
2.1两个方案能够共同达到的目标
(1)旁路放风率:在不改变分解炉、预热器的条件下旁路最大放风率可达到30%。

(2)可扩大原燃料来源(包括可燃烧垃圾等),降低原燃料成本。

(3)熟料产量:根据旁路放风率的不同,熟料产量可提高10%以下。

(4)熟料碱当量:根据旁路放风率及旁路放风带出来的粉尘回入生产系统量的不同,熟料碱当量可降低10%~70%(方案一降碱量优于方案二)。

(5)熟料强度:根据旁路放风率及旁路放风带出来的粉尘回入生产系统量的不同,熟料28d强度有提高。

(6)熟料热耗:在通常情况下,熟料热耗基本不变。

(7)熟料电耗:在通常情况下,熟料电耗基本不变。

(8)余热发电能力:根据放风率的不同,每吨熟料发电能力可增加4kWh~15kWh。

2.2两个方案的不同点
(1)带PH炉方案需单独设置旁路放风PH余热锅炉、旁路放风废气收尘器、旁路放风废气引风机、旁路放风废气烟囱(或与现有窑尾烟囱合并);不带PH炉方案不需单独设置旁路放风余热锅炉(与窑尾SP余热锅炉合一)、旁路放风废气收尘器(需设置高温废气降尘器)、旁路放风废气引风机(利用窑尾原有高温风机)。

(2)由于两个方案工艺流程及配置方式不同,带PH炉方案余热电站投资大于不带PH炉方案余热电站投资。

对于新建水泥窑带旁路放风废气余热电站来讲,不带PH炉方案旁路放风系统投资约为带PH炉方案旁路放风系统投资的80%左右。

对于已经建有余热电站的水泥窑,当其补充旁路放风系统时,在现有窑尾SP余热锅炉能力及电站机组容量能够满足补充旁路放风系统的情况下,不带PH炉方案旁路放风系统投资约为带PH炉方旁路放风系统投资的60~70%左右(不带PH炉方案尤其适合于窑尾SP炉偏大、余热电站实际发电能力远小于电站装机能力的情况)。

(3)由于带PH炉方案增加了一套锅炉、收尘、引风机系统,带PH炉方案增加的运行人员及维修费用大于不带PH炉方案。

(4)当燃煤含硫量高于4%时,不适于采用带PH炉方案(PH炉排出的废气中SO2含量严重超标-引起窑尾烟囱废气SO2含量超标)。

(5)如果是改造项目,不带PH炉方案的选择需要关注现有窑尾SP余热锅炉的负荷情况,如果窑尾SP余热锅炉的废气阻力降小于550Pa,则可以优先考虑不带PH炉方案,否则改造项目应优先考虑带PH炉方案。

3 两个方案运行时窑系统需调整的操作环节
(1)入窑二次风:需要根据放风量的不同增加入窑二次风量;
(2)入炉三次风:需要根据放风量的不同增加入分解炉三次风量;
(3)冷却机配风:需要根据放风量的不同增加冷却机冷却风鼓风量并调整冷却风量分配;
(4)窑尾生料喂料量:需要根据放风量的不同增加窑尾生料喂料量(放风率为30%时,窑尾生料喂料量一般需增加10%以上);
(5)窑尾喂煤量:需要根据放风量、窑尾增加的生料喂料量适当增加窑尾喂煤量(放风率为30%、窑尾生料喂料量增加10%时,窑尾增加的喂煤量一般小于6%);
(6)窑转速:需要根据放风量、窑尾增加的生料喂料量适当调整窑转速;
(7)窑尾高温风机:对于带PH炉方案:需要根据放风量、窑尾增加的生料喂料量适当调整
窑尾高温风机转速(一般为适当降低)。

对于不带PH炉方案:需要根据放风量、窑尾增加的生料喂料量适当调整窑尾高温风机转速(一般为适当增加)。

4两个方案运行时窑系统相关参数的变化趋势
注:括弧内数值为放风率30%时的一般数据
(1)入窑二次风温:根据放风量、窑尾增加的生料喂料量的不同入窑二次风温有所升高;
(2)入炉三次风温:根据放风量、窑尾增加的生料喂料量的不同入炉三次风温有所升高;
(3)出冷却机熟料温度:如果冷却机能力或配风不合适,根据放风量、窑尾增加的生料喂料量的不同,出冷却机熟料温度会有提高;
(4)出窑熟料:根据放风量、窑尾增加的生料喂料量的不同,出窑熟料未燃尽碳含量降低(每公斤熟料降低5g以上);
(5)窑尾预热器出口废气量、废气温度:对于带PH炉方案-根据放风量的不同、窑尾增加的生料喂料量的不同,窑尾预热器出口废气量、废气温度均下降(废气量降低约6~10%、废气温度降低10~15度);对于不带PH炉方案----根据放风量的不同、窑尾增加的生料喂料量的不同,窑尾预热器出口废气量略有升高、废气温度下降(废气量升高5%以内、废气温度降低10~15度);
(6)分解炉煤粉燃烧区氧气含量:根据放风量的不同,分解炉煤粉燃烧区氧气含量均有提高(提高2%以上)。

5两个方案需调整或更换的设备
5.1对于水泥生产线
(1)根据放风量、窑尾增加的生料喂料量有可能需要调整或更换窑尾喂煤系统设备;
(2)根据放风量、窑尾增加的生料喂料量有可能需要调整或更换冷却机某台或某几台鼓风风机。

(3)其它设备:一般不需要更换。

5.2对于水泥生产线已经配套的余热电站
(1)如果仅考虑使已经配套的余热电站发电能力达到最大,需根据已经配套的余热电站最大发电能力与当前实际运行发电能力的差值来确定旁路放风量,然后根据确定的旁路放风量来配套全套旁路放风系统,电站其它设备一般不需要更换。

(2)如果按目前最大放风率30%来配置旁路放风系统,当旁路放风增加的发电能力大于已经配套的余热电站最大发电能力与当前实际运行发电能力的差值时:除需要配套全套旁路放风系统外,还需考虑已经配套的余热电站中汽轮机、发电机、循环冷却水系统能力是否满足要求。

如不满足要求,则需考虑调整、更换、新增相应设备或系统。

6两个方案存在的共同问题
当水泥生产原燃料中由于高有害物的存在使得熟料有害物超标时,为了生产低有害物熟料采用旁路放风时,两个方案都存在着旁路放风系统收下的高有害物灰如何处理的问题。

灰量:在旁路放风率为30%时,2750t/d熟料线灰量约为7~9t/h;5500t/d熟料线灰量约为14~18t/h。

目前已投产旁路放风的水泥窑处理旁路放风带出来的粉尘方法有如下三种:
第一种:根据熟料碱当量(或有害物)要求,可以将部分灰回到窑尾生料系统、或做为混合材回收利用;
第二种:有些工厂将部分灰对外销售(通常销售给混凝土搅拌站、或做为路基基材);
第三种:水泥厂建制砖车间,生产墙体材料。

经天津健威泽公司在研究研究努力,目前已可将灰量减少80%以上。

7国内带有旁路放风余热发电系统的水泥窑实例
8结语
世界上许多国家都制定了对水泥碱含量限定的硬性指标,如美国要求钠当量
旁路放风余热发电技术使根据不同工程质量要求生产不同钠当量的水泥成为可能,同时该技术有效利用了排放出来的废气中所含的热量,改善了窑的运转环境,从而有效提高了熟料的产质量。

参考文献:
[1]杨兆褀,李志旺,朱晓明,王振芳,高春燕,王红玲,方婉,沈欣,吕涛.旁路放风排碱并利用余热发电[J].中国水泥,2012(02)。

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