余热发电基础知识

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四、水泥厂余热发电技术的发展
早期的水泥行业， 早期的水泥行业，设计院对发电机组配置 比较保守， 生产线配3000kW机组 比较保守，2500t／d生产线配 ／ 生产线配 机组 生产线配6000kW机组，吨熟料 机组， ，5000t／d生产线配 ／ 生产线配 机组 发电量可以达到28kWh/t 。 发电量可以达到 随着余热机组不断成熟，目前配置： 随着余热机组不断成熟，目前配置：2500t 生产线配4500kW机组，5000t／d生产 机组， ／d生产线配 生产线配 机组 ／ 生产 线配9000kW机组。吨熟料发电量可以达到 机组。 线配 机组 38kWh/t 。
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五、余热发电厂的主要设备及其作用 （4）输电线路：向用户输送电能与系统联络 ）输电线路： 以保证供电的可靠性。 ，以保证供电的可靠性。 （5）厂用电系统：供给发电厂生产用电、照 ）厂用电系统：供给发电厂生产用电、 机修等自用电。 明、机修等自用电。 （6）综合自动化系统 由DCS自动化控制系 ）综合自动化系统: 自动化控制系 二次仪表、综合保护装置、 统、二次仪表、综合保护装置、电气测量 系统、电气计量系统、 系统、电气计量系统、电站自动统计报表 系统等组成。完成遥控、遥测、遥信、 系统等组成。完成遥控、遥测、遥信、遥 综合保护功能。 脉、综合保护功能。
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余热发电系统工艺流程图
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发电机转子
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余热发电设备生产厂家
汽轮发电机组生产厂家：杭汽、杭发 汽轮发电机组生产厂家：杭汽、 南汽、 南汽、南发 锅炉： 锅炉：杭州锅炉厂 杭发机组励磁系统配置经历了三代： 杭发机组励磁系统配置经历了三代：
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可利用的余热条件如下
A．5000t/d水泥生产线窑头熟料冷却机 ． 水泥生产线窑头熟料冷却机 中部取风余热230000m3/h（标况）, 中部取风余热 （标况） 温度： ℃ 温度：380℃～98℃，具有约 ℃ 8639×104kJ/h的热量。 的热量。 × 的热量 B．5000t/d水泥生产线窑尾预热器废气 ． 水泥生产线窑尾预热器废气 余热量为345000m3/h（标况）－ ）－340℃ 余热量为 （标况）－ ℃ ～213℃（排出的废气考虑用于生料烘 ℃ ），具有 具有6603×104kJ/h的热量； 的热量； 干），具有 × 的热量
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五、余热发电厂的主要设备及其作用
（三）电气部分
电气部分由发电机、变压器、高低压配电装置、输电线 电气部分由发电机、变压器、高低压配电装置、 路及厂用电和综合自动化系统系统组成， 路及厂用电和综合自动化系统系统组成，它们的作用如 下： （1）发电机：将机械能转换为电能。 ）发电机：将机械能转换为电能。 （2）变压器：将发电机输送出的电能的电压升高或降 ）变压器： 低。余热发电不需要。厂用变压器供辅助设备用电。 余热发电不需要。厂用变压器供辅助设备用电。 （3）高低压配电装置：它是按主接线的要求，由开关 ）高低压配电装置：它是按主接线的要求， 设备、保护测量电器、 设备、保护测量电器、母线和必要的辅助建筑构成的 总体，其作用是在正常时用来接受和分配电能， 总体，其作用是在正常时用来接受和分配电能，在系 统故障时迅速切断故障部分,恢复正常运行 恢复正常运行。 统故障时迅速切断故障部分 恢复正常运行。
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四、水泥厂余热发电技术的发展 早期余热电站1998年在海螺集团宁国 年在海螺集团宁国 早期余热电站 水泥厂和冀东水泥厂投产, 水泥厂和冀东水泥厂投产 那时的余热 电站在水泥行业中占席不多。 电站在水泥行业中占席不多。 2005年以后 余热电站在水泥行业遍 年以后,余热电站在水泥行业遍 年以后 地开花。到目前为止， 地开花。到目前为止，基本上达到有 必配套余热机组。 水泥生产线 ，必配套余热机组。
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五、余热发电厂的主要设备及其作用
(一)余热锅炉组成部分 一 余热锅炉组成部分 余热锅炉部分是由锅炉本体 过热器、省煤器、汽包等组 锅炉本体、 余热锅炉部分是由锅炉本体、过热器、省煤器、汽包等组 它们的作用如下： 成，它们的作用如下： （1）锅炉本体：吸收炉膛中的热量，产生饱和蒸汽。 ）锅炉本体：吸收炉膛中的热量，产生饱和蒸汽。 （2）过热器：将饱和蒸汽进一步加热，提高蒸汽温度为过 ）过热器：将饱和蒸汽进一步加热， 热蒸汽。 热蒸汽。 （3）省煤器：利用烟气的余热提高给水温度。降低排烟 ）省煤器：利用烟气的余热提高给水温度。
温度，提高锅炉热效率。 温度，提高锅炉热效率。
（4）汽包：汽包是锅炉蒸发设备中的主要部件，是汇集炉 ）汽包：汽包是锅炉蒸发设备中的主要部件， 水和饱和蒸汽的圆筒形容器。是加热、蒸发、 水和饱和蒸汽的圆筒形容器。是加热、蒸发、过热三个过 程的分界点。 程的分界点。
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Leabharlann Baidu
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第一代： 年以前， 第一代：2005年以前，励磁调节器采用 年以前 励磁调节器采用JL-11．12，如2005年6月投 ． ， 年 月投 产的浙江长兴小浦众盛水泥有限公司， 生产线3000KW机组。 机组。 产的浙江长兴小浦众盛水泥有限公司，2500t／h生产线 ／ 生产线 机组
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南方水泥有限公司 邵淑芬
2010年 2010年8月
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一、余热电站概况
采用纯低温余热发电技术， 采用纯低温余热发电技术，将排放到 大气中占熟料烧成系统热耗30％ 大气中占熟料烧成系统热耗 ％的废 气余热进行回收，通过余热锅炉、 气余热进行回收，通过余热锅炉、低 参数汽轮机等热能利用设备， 参数汽轮机等热能利用设备，可将热 能转化为电能（ 能转化为电能（即利用出水泥窑预热 器和篦冷机中部的350℃左右的烟气余 器和篦冷机中部的 ℃ 热产生饱和蒸汽和过热蒸汽， 热产生饱和蒸汽和过热蒸汽，过热蒸 汽推动汽轮机做功发电）。 汽推动汽轮机做功发电）。
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二、余热电站的效益
在当前电价、煤价持高不下的情况下， 在当前电价、煤价持高不下的情况下，余热 发电的补充不仅满足国家的节能减排要求 的有效途径。 。也是水泥企业降低成本 的有效途径。 以常山南方为例：2×5000／d 水泥生产线， 以常山南方为例： × ／ 水泥生产线， 外加两套水泥粉磨,总用电负荷大约在 总用电负荷大约在4.4万 外加两套水泥粉磨 总用电负荷大约在 万 kW左右，而余热发电发电量能达到 万 左右， 左右 而余热发电发电量能达到1.8万 kW ，实际网购电量 万kW左右。一条 实际网购电量2.6万 左右。 左右 9MW余热发电年供电量 余热发电年供电量58350万kWh相当 余热发电年供电量 相当 于节约标煤2.04万吨。 万吨。 于节约标煤 万吨
窑尾SP余热锅炉
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余热锅炉工作原理
给水进入余热炉的省煤器加热后被送 入汽包， 入汽包，汽包内的水通过下降管再分 配到蒸发器再次加热产生饱和蒸汽和 饱和水混合物回到汽包， 饱和水混合物回到汽包，产生的蒸汽 通过汽包上部送到过热器， 通过汽包上部送到过热器，使饱和的 水蒸气变成过热蒸汽。 水蒸气变成过热蒸汽。 流经过热器－蒸发器－ 余热烟气 流经过热器－蒸发器－省煤 器。
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二、余热电站的效益
利用水泥生产过程中的余热建设电站后， 利用水泥生产过程中的余热建设电站后，电 站的产品——电力将回用于水泥生产，大约 电力将回用于水泥生产， 站的产品 电力将回用于水泥生产 减少熟料生产过程50%的购电量。 的购电量。 减少熟料生产过程 的购电量 这套系统在回收水泥生产过程中产生的大量 余热的同时， 余热的同时，又减少了水泥厂对环境的热污 染以及粉尘污染， 染以及粉尘污染，窑头锅炉沉降的粉尘回收 到熟料系统， 到熟料系统，窑尾余热锅炉沉降的粉尘通过 输送设备回到生料系统。 输送设备回到生料系统。
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五、余热发电厂的主要设备及其作用 （二）汽轮机部分
汽轮机是由汽轮机本体、调速系统、危急保安器及油系统组成， 汽轮机是由汽轮机本体、调速系统、危急保安器及油系统组成， 它们的作用如下： 它们的作用如下： （1）汽轮机本体：由锅炉输出的高温高压蒸汽吹动叶轮转动， ）汽轮机本体：由锅炉输出的高温高压蒸汽吹动叶轮转动， 将热能变换为机械能。 将热能变换为机械能。 （2）调速系统：使汽轮机在负荷变化时，自动增大和减小蒸汽 ）调速系统：使汽轮机在负荷变化时， 的进汽量，保持汽轮机在额定转速（3000r/min)下稳定运行。 的进汽量，保持汽轮机在额定转速（ 下稳定运行。 下稳定运行 （3）危急保安器：当汽轮机调速系统失灵，转速超过 ）危急保安器：当汽轮机调速系统失灵，转速超过3300r/min 危急保安器动作，将主汽门关闭，防止汽轮机损坏。 ，危急保安器动作，将主汽门关闭，防止汽轮机损坏。 （4）油系统：它是供给汽轮机和发电机各处轴承的润滑油和调 ）油系统： 速系统用油。 速系统用油。
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二、余热电站的效益
水泥生产线通过增设纯低温余热电站后， 水泥生产线通过增设纯低温余热电站后， 只计算节省电费一项， 只计算节省电费一项，一般吨熟料成本可 降低12~14元左右。 元左右。 降低 元左右 一套9MW的余热发电系统，减少锅炉排污 的余热发电系统， 一套 的余热发电系统 量及粉尘排放量约14t/h，这将给企业带来 这将给企业带来 巨大的经济效益。 巨大的经济效益。这套系统是一个典型的 循环经济范例。 循环经济范例
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六、余热发电厂的汽水流程简述 发电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器、 发电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器、凝 结水泵、除氧器、给水泵等组成。炉水在锅炉中 结水泵、除氧器、给水泵等组成。炉水在锅炉中 被加热成蒸汽 经过过热器进一部加热后变成过 蒸汽， 过热器进一部加热后变成 被加热成蒸汽，经过过热器进一部加热后变成过 热蒸汽，过热蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机 通过主蒸汽管道进入汽轮机， 热蒸汽，过热蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机， 过热蒸汽在汽轮机中不断膨胀加速 在汽轮机中不断膨胀加速， 过热蒸汽在汽轮机中不断膨胀加速，高速流动的 蒸汽冲动汽轮机动叶片,使汽轮机后的蒸汽排入 蒸汽冲动汽轮机动叶片 使汽轮机后的蒸汽排入 凝汽器并被冷却水冷却成凝结水 凝结水， 凝汽器并被冷却水冷却成凝结水，凝结水通过凝 结水泵打入除氧器中与脱氧后的补充水 补充水一起由给 结水泵打入除氧器中与脱氧后的补充水一起由给 水泵打入锅炉。这样就完成了一个周期循环。 水泵打入锅炉。这样就完成了一个周期循环。
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第二代： 年以后， 单微机， 第二代：2005年以后，励磁调节器采用 年以后 励磁调节器采用WJL-3B单微机， 单微机 月投产的浙江三狮水泥股份有限公司。 如2005年9月投产的浙江三狮水泥股份有限公司。 年 月投产的浙江三狮水泥股份有限公司
(58350×0.35kg=20422吨标煤 × 吨标煤) 吨标煤 6
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三、余热电站主要 参数
余热发电的主机设备包括窑头(AQC)和窑尾 余热发电的主机设备包括窑头 和窑尾(SP) 和窑尾 的余热锅炉各一套，汽轮机、发电机、 的余热锅炉各一套，汽轮机、发电机、水处理设 循环冷却设备和DCS控制设备各一套。 控制设备各一套。 备、循环冷却设备和 控制设备各一套 利用窑头窑尾的废气温度， 利用窑头窑尾的废气温度，进行纯低温余热发 烟气自上而下通过过热器、蒸发器、 电，烟气自上而下通过过热器、蒸发器、省煤器 、省煤器出口分别供给AQC锅炉蒸发器和 锅 省煤器出口分别供给 锅炉蒸发器和SP锅 锅炉蒸发器和 炉蒸发器。 炉蒸发器。 主蒸汽额定蒸汽压力: 主蒸汽额定蒸汽压力 1.27MPa 主蒸汽额定蒸汽温度: 主蒸汽额定蒸汽温度 320~330℃ ℃ 进汽压力: 进汽压力 1.15 MPa 进汽温度: 进汽温度 290℃ ℃