日产5000吨水泥生产线纯低温余热发电项目设计方案-
水泥厂纯低温余热发电设计
水泥厂纯低温余热发电设计摘要：水泥窑纯低温余热发电技术的应用,不但可以降低水泥的生产成本,提高企业的经济效益。
还为国家节约了大量的电能,减少了环境污染,所以它具有广阔的推广应用前景。
本文结合实际工程对20 MW纯低温余热发电工程的设计方案、工艺流程和设备选型进行了分析。
关键词：纯低温；余热发电；设计方案Abstract: cement kiln pure low temperature waste heat power technology application, not only can reduce the cement production costs, improve the economic benefit of enterprise. Also for national savings of electric energy, reduce the pollution of environment, so it has the broad application prospect. Combining with the actual engineering on 20 MW pure low temperature waste heat power engineering design, technological process and equipment selection for the analysis.Keywords: pure low temperature; Waste heat power; Design scheme中图分类号: TM6 文献标识码：A 文章编号：1 工程概况某水泥厂现各有一条2 500 t·d-1和5 000 t·d-1熟料生产线,生产状况良好,运转率均高于95％。
为部分缓解生产用电的紧张形势、综合利用废热资源发电以降低生产成本和提高企业的竞争能力,拟建设1条2 500 t·d-1和2条5 000 t·d-1新型干法水泥生产线的配套余热发电工程。
水泥厂中低温纯余热发电技术及其应用
环保减排
减少温室气体和其他污染物的 排放，减轻对环境的压力，符 合绿色低碳的发展趋势。
提高能源利用效率
将原本被浪费的余热转化为电 能，提高了能源的利用效率。
增加经济效益
通过回收利用余热，为企业创 造额外的经济效益，提高市场
竞争力。
技术挑战
技术成熟度
尽管技术上可行，但该技术在实际应用中的 成熟度有待进一步提高。
发电技术。
纯余热发电技术通常采用热电转 换、热光转换等新型能源转换技
术，将余热直接转换为电能。
纯余热发电技术具有高效、环保、 节能等优点，是未来能源利用的
重要方向之一。
03
水泥厂中低温余热发电技术应用
余热发电技术在水泥厂中的应用
水泥厂余热资源丰富
经济效益显著
水泥生产过程中产生大量余热，这些 余热可用于发电，降低能源消耗。
技术发展前景广阔
随着环保要求的提高和能源结构的调整，纯余热 发电技术在水泥厂中的应用前景十分广阔。
3
促进产业升级
纯余热发电技术的应用有助于水泥产业升级，提 高能源利用效率，推动行业绿色发展。
04
水泥厂中低温纯余热发电技术优势与
挑战
技术优势
高效节能
利用水泥厂排放的余热进行发 电，减少对新鲜燃料的依赖，
02
水泥厂中低温余热发电技术原理
余热发电技术概述
余热发电技术是指利用工业生产过程中产生的余热，通过热能转换和发电技术，将 其转化为电能的技术。
余热发电技术具有高效、环保、节能等优点，是工业节能减排的重要手段之一。
余热发电技术可根据不同的工业领域和生产工艺，采用不同的热能转换方式和发电 技术。
中低温余热发电技术原理
5000ta熟料新型干法水泥生产线及配套纯低温余热发电工程环境保护项目可行性研究分析报告
5000ta熟料新型干法水泥生产线及配套纯低温余热发电工程环境保护项目可行性研究分析报告5000t/d熟料水泥生产线及配套纯低温余热发电工程环境保护项目项目可行性研究报告资金申请报告项目建议书优项目工程咨询公司可行性研究报告二一一年十月目录前言 11 项目概述 31.1 项目概况 31.2 环境影响评价文件及环评批复的环保要求131.3 设计原则与设计依据171.4 设计范围 212 污染源分析及治理目标222.1 污染源分析222.2 治理目标 353 污染治理方案及工艺设计 403.1 大气污染防治设计403.2 水污染防治设计 713.3 噪声污染控制823.4 固废污染控制873.5 矿山生态保护及水土流失防治 874 环境管理与环境监测1024.1 环境管理 1024.2 环境监测 1025 环境保护方案投资估算1095.1 项目组成情况1095.2 主要设施设备1095.3 环境保护投资估算1115.4 运行费用 1176 方案设计与环评文件及批复一致性分析 119 6.1 环评及批复中措施落实情况1196.2 废气治理工程调整变化情况1197 结论及建议 1327.1 结论1327.2 建议133前言XX水泥XX有限责任公司是唐山XX水泥股份在设立的全资子公司。
唐山XX水泥股份，是河北省XX水泥集团公司在原河北省XX水泥厂的基础上设立、组建的股份制企业。
是中国北方最大的水泥生产商和供应商。
是中国新型干法水泥工艺的摇篮。
是一个以水泥生产为主业，干粉砂浆、水泥外加剂、水泥助磨剂等新型建筑材料机电设备制造安装为一体的大型绿色环保型建材企业集团。
t/d熟料新型干法水泥生产线，并在距厂区约8km的XX县福禄镇周家槽建设自备矿山，矿区与厂区之间建设8km皮带走廊运输石灰石矿。
2011年，完成《XX水泥XX有限责任公司4500t/d熟料新型干法水泥生产线及配套低温余热发电工程环境影响报告书》，XX市环境保护局以渝（市）环准【2011】027号文件予以批准。
日产5000吨水泥熟料的设计方案
日产5000吨水泥熟料的设计方案第一章设计方案1.1设计方案的比较根据物料的性质不同，目前使用较多的粉磨系统主要有3 种。
1.1.1球磨烘干兼粉磨系统烘干兼粉磨系统物料可受到烘干和粉磨的双重作用。
物料进入系统后，直接与较高温度的气体接触，所以热交换迅速，水分蒸发很快。
随着水泥工业干法生产的发展，烘干兼粉磨系统改进和提高较快。
1.1.2中卸提升循环磨系统中卸提升循环磨是磨内烘干的一种形式，是由德国伯力鸠斯首先研制出来的，目前已被广泛采用。
该系统从烘干作用来讲，是风扫磨和尾卸提升磨相结合的产物;从粉磨作用来说，相当于二级圈流系统。
选粉机的回料大部分回入细磨仓，小部分回到粗磨仓。
回入粗磨仓的目的，是为了改善冷料的流动性，同时也便于磨内物料的平衡。
这种系统，如利用320℃的窑尾废气可烘干原料的6%～7% 水分，如另设热风炉采用高温气体。
可使烘干能力提高到14%。
1.1.3尾卸提升循环磨系统尾卸提升循环磨系统也是磨内烘干的形式之一。
它和风扫磨的主要区别，在于入磨物料通过烘干仓到粉磨仓的尾端，物料以机械方法排出，然后用提升机送入选粉机，粗料返回磨头。
热气从磨头到磨尾，从卸料罩抽出，经过粗粉分离器和收尘器排入大气。
尾卸提升循环磨，由于是机械方法卸料，通过磨机的空气量可以较小。
另一方面，由于设有卸料蓖子使通风阻力大，磨内风速也不宜太高，一般在3-4m/s。
所以，该系统的烘干能力较差。
因此，该系统的烘干能力不如中卸提升循环磨系统和立磨系统。
只用窑尾废气，仅能烘干5% 以下的物料水分，如果另设热风炉，也只能烘干8 % 的水分。
这类磨有单仓和双仓两种。
单仓磨的入料粒度要小于15mm，双仓磨则可以达到25mm。
双仓烘干能力比单仓烘干能力差。
1.1.4辊压机粉磨系统配有辊压机的粉磨系统中，由于在管磨中所受的是冲击和磨削作用，所以比传统管式磨机系统粉磨效率高。
而在辊压机粉磨系统中，物料基本上先受到纯压力，然后再受到磨削和冲击作用。
浅析水泥生产线(纯)低温余热回收锅炉(发电)给水除氧系统(及其)优化设计
浅析水泥生产线(纯)低温余热回收锅炉(发电)给水除氧系统(及其)优化设计摘要：水泥生产线（纯）低温余热回收（发电）技术是一种利用水泥生产过程中所产生的高、低温废气来进行热能回收发电的新型技术，该技术的运行（产生）不仅大大提高了能源的利用效率，还减少了对环境所造成的污染。
本文根据笔者多年的工作经验，针对几种传统水泥低温余热回收锅炉给水除氧系统的优缺点进行了对比分析，总结出一套（并对该）除氧系统的优化设计方案，（提出了自己的见解，）以供业内人士之间相互交流学习。
关键词：水泥生产线，（纯）低温余热锅炉，（发电；）给水除氧系统；设计优化Abstract: cement production line (pure) low temperature waste heat recovery (power) technology is a use of cement production process produced in high/low temperature, gas to heat recovery of the new power generation technology, this technology operation (produced) not only greatly improved energy efficiency, but also reduce the environment pollution caused. Based on many years’ work experience, according to several traditional cement low temperature recovery boiler water supply oxygen and the advantages and disadvantages of the system is analyzed and summarized a set of (the) oxygen system optimum design (the author puts forward his own ideas,) for communication between the personage inside course of study.Keywords: cement production line, the (real) low temperature waste heat boiler, (power) Water supply oxygen system; Design optimization前言：利用水泥生产线上产生的高低温废气来获得锅炉发电的蒸汽，把热能转换为电能。
5000吨余热发电工程项目简介
内蒙古乌兰水泥集团有限公司5000t/d干法水泥窑余热发电工程项目简介内蒙古乌兰水泥集团公司在乌兰水泥工业园新建一条生产能力为5000 t/d熟料干法水泥窑。
该5000t/d水泥窑窑尾预热器烟气出口的温度为320℃，烟气流量为302080～332290 Nm3/h，含尘浓度为80g/Nm3。
该窑窑头篦冷机可用于发电的余风出口的温度为330℃，流量为191250～210375Nm3/h，含尘浓度为35g/Nm3。
此外，该企业另有一股富余蒸汽，其流量在非取暖季节可达18t/h，在取暖季节也有3t/h 以上。
根据国家关于循环经济、清洁生产和建设节约型社会的精神，乌兰集团决定充分利用该水泥窑的余热建设一座纯余热型的余热电站，该电站为内蒙古乌兰水泥集团有限公司5000t/d干法水泥窑余热发电项目。
内蒙古乌兰水泥集团地处美丽的乌兰察布大草原中部，是悠远的古察哈尔文化发祥地，成立于1996年，是国家“八五”重点建设项目，由内蒙古电力（集团）公司控股，注册资金52303万元，总资产18亿元，下设三个控股子公司，五个参股子公司，规模产量300万吨，是自治区60家重点企业之一，同时也是内蒙古最大水泥企业。
根据“国家六部委（局）”发改环资〔2005〕2199号文，乌兰水泥集团公司被列为国家第一批循环经济试点单位。
根据内政字〔2006〕142号文《内蒙古自治区人民政府关于建设工业循环经济示范区的指导意见》，乌兰水泥集团公司被自治区政府列为循环经济示范区。
余热发电是在当今全球能源紧张的条件下逐渐被重视起来的，很多发达国家对这方面都给予了相当的重视并已经发展成熟。
本项目本着节约能源、利用能源的原则建立，符合国家的产业技术政策及生产力布局要求。
结合乌兰水泥公司的生产特点及要求，利用生产水泥产生的废气建立余热发电站充分响应国家可持续发展的要求，属于能量再利用的环保型项目。
随着我国经济的高速发展，工业技术水平的不断提高，对能源的需求和利用效率提出了更高的要求，以前未被重视的低品位余热发电项目，已被相关企业提到议事日程上来。
日产5000t水泥生产设计说明书
洛阳理工学院课程设计说明书课程名称：新型干法水泥生产技术与设备设计课题：5000t/d水泥熟料NSP窑的设计专业：材料工程技术班级： Z090155 学号： Z09015535姓名：赵尚锋成绩：指导教师（签名）：2011 年12 月 8 日课程设计任务书设计课题：5000t/d水泥熟料NSP窑的设计一、课题内容及要求：1.物料平衡计算2.热平衡计算3.窑的规格计算确定4.主要热工技术参数计算5.NSP窑初步设计：工艺布置与工艺布置图（窑中）二、课题任务及工作量1.设计说明书（不少于1万字，打印）2.NSP窑初步设计工艺布置图（1号图纸1张，手画）三、课题阶段进度安排1.第15周：确定窑规格、物料平衡与热平衡计算、主要热工参数计算2.第16周：NSP窑工艺布置绘图四、课题参考资料李海涛. 新型干法水泥生产技术与设备[M].化学工业出版社严生.新型干法水泥厂工艺设计手册[M].中国建材工业出版社金容容.水泥厂工艺设计概论[M].武汉理工大学设计原始资料一、物料化学成分（%）二、煤的工业分析及元素分析三、热工参数1. 温度a. 入预热器生料温度：50℃；b. 入窑回灰温度：50℃；c. 入窑一次风温度：25℃；d. 入窑二次风温度：1100℃；e. 环境温度：25℃；f. 入窑、分解炉燃料温度：60℃；g. 入分解炉三次风温度：900℃；h. 出窑熟料温度：1350℃；i. 废气出预热器温度：330℃；j. 出预热器飞灰温度：300℃；2. 入窑风量比(％)。
一次风(K1)：二次风(K2)：窑头漏风(K3)＝10:85:5；3. 燃料比(％)。
回转窑(Ky )：分解护(KF)＝40:60；4. 出预热器飞灰量：0.1kg/kg熟料；5. 出预热器飞灰烧失量：35.20％；6. 各处过剩空气系数：窑尾αy ＝l.05；分解炉出口αL ＝1.15；预热器出口αf ＝1.40； 7. 入窑生料采用提升机输送； 8. 漏风：预热器漏风量占理论空气量的比例K 4＝0.16； 分解炉及窑尾漏风（包括分解炉一次空气量），占分解炉用燃料 理论空气量的比例K 6＝0.05；9. 袋收尘和增湿塔综合收尘效率为99.9％； 10. 熟料形成热：根据简易公式（6－20）计算； 11. 系统表面散热损失：460kJ/kg 熟料； 12. 生料水分：0.2％；13. 窑的设计产量：5000t/d 。
5000td水泥熟料生产线低温余热发电方案介绍
5000t/d水泥熟料生产线低温余热发电方案介绍综合考虑5000t/d水泥熟料生产线的工艺流程、场地布置、供配电结构、供水设施等很多因素，利用5000t/d水泥熟料生产线窑头、窑尾余热资源，可建设一套装机容量为7500kW的纯低温余热电站。
1余热条件5000t/d水泥熟料生产线的具体废气参数及可利用的余热情况如下：窑头冷却机废气参数（标况）约为：240000m3/h，340℃。
此部份废气全部用于发电，废气经窑头冷却机余热锅炉（AQC炉）后进原电收尘收尘后排放。
窑尾出五级旋风预热器废气参数（标况）约为340000m3/h，350℃。
此部分废气经利用后的废气温度应保持220℃以上用于生料粉磨与煤磨烘干用热源。
2供电与接入系统方案电站启动投入运行时需要600～700kW的启动电源，启动电源由总降提供。
发电机组投入后通过总降的6（10）kV侧与电网并列运行，采用并网不上网方式运行，电站用电既可由总降供电也可由发电机直接供电。
为确保余热电站生产运行及管理的合理与顺畅，需在新建的余热电站联合厂房一侧新建供余热电站用的高低压配电室。
余热电站做为企业的余热利用节能电站，电力电量自发自用，发电机组以电缆线路由余热电站6（10）kV母线与总降6（10）kV母线连接，从而实现余热电站与系统并网运行。
运行方式为并网不上网。
并网点分别设在发电机出口开关及与总降6（10）kV联络开关处。
3水源供水能力要求本工程生产、生活年平均日用水量约为1700m3/d，要求水源供应能力为2000m3/d。
4 技术保障条件4.1 热力系统配置根据5000t/d熟料生产线的工艺流程和设计参数，生产过程中产生的废气余热在利用TCDRI的纯低温余热回收技术和国产装备的前提下，具有吨熟料30～32kWh的发电能力。
4.2 技术方案简介4.2.1 设置一台窑头余热锅炉—AQC炉在窑头冷却机废气出口设置窑头余热锅炉AQC炉。
该锅炉分2段设置，其中I段为蒸汽段，II为热水段。
日产5000吨熟料水泥生产线工艺设计参数_毕业论文设计说明书完整篇.doc
日产5000吨熟料水泥生产线工艺设计参数_毕业论文设计说明书1日产5000吨熟料水泥生产线工艺设计-参数摘要本次设计的是一条日产5000 吨水泥熟料的新型干法水泥生产线。
该生产线主要生产的水泥品种为P.O 42.5和P.F 32.5水泥，袋散比为：40%：60%。
本次设计的主要内容包括：全厂生产工艺流程设计；熟料矿物组成设计及配料计算；工艺平衡计算（物料平衡、储库平衡、主机平衡）；计算和确定新型回转窑、悬浮预热器、分解炉的型号及规格，以及窑尾气体平衡的计算，同时还编写了全厂工艺流程概述、全厂质量控制表等；最后进行了全厂工艺平面布置的设计。
在本次设计中，采用了一些新的工艺技术，例如：高效率立式磨和高效选粉机等，特别是采用的TDF型分解炉为喷腾型分解炉，结构简单，外形规整，便于设计布置，为DD型的改进型，是国内制造的新一代分解炉。
本次设计还采用了利用窑尾热废气预热生料以及在窑头窑尾设置余热锅炉进行余热发电的有效方法来降低系统热耗。
关键词：配料，选型，预热器，分解炉，烧成窑尾The Design of a Cement Clinker Production Line With the Capacity of 5000 Tons Per Day-Parameter 3ABSTRACTThe title of the graduating design is to construct a cement plant with 5000 tons per day production line the main production is 42.5 P.O and 32.5 P.F, Bag than scattered: 40%：60%。
The main content of this design is:Selection of ratios and the calculating and of raw mixes ;Manufacturing process and selection of the main machines ;The phases of this design is to calculate and design preheated and pre -claimer and also the balancing of the main machines at the same time , I compose the summarization of technology flow for what factory and quality control of the whole factory and prospects of the design project for graduation etc ;The 1ast step of the design is the layout of the whole plant .In the design , some new technologies and techniques are introduced such as vertical spindle moll and high efficiency classifiers and acts .In this design, adopt some new technology, for example: efficiency vertical polishing and efficient classifier, etc.Especially the TDF type of decomposing furnace smoke for spray type decomposition furnace, simple and neat appearance, easy to design layout, DD type for improved by tianjin cement design institute transformation, the domestic manufacturing of a new generation of decomposing furnace.This design has also used the use of hot gas preheating and end of the raw material in the kiln head end of the waste heat boiler to waste heat power set the effective method to reduce the heat consumption system.KEY WORDS:ratio of raw materials ，slection ，preheater, calciner，Burn into kiln tail目录前言(7)第1章工艺设计的指导思想与原则(8)1.1 总体设计(8)1.1.1指导思想(2)1.1.2设计原则(9)1.1.3厂址选择(5)第二章配料计算(7)2.1毕业设计原始资料(7)2.2设计内容(8)2.3配料计算(8)2.3.1熟料率值的确定(8)2.3.2熟料热耗的确定(8)2.3.3用EXCEL计算干生料的配合比(8)2.3.4将干料配比折算成湿料配比(11)第三章物料平衡(13)3.1烧成车间生产能力和工厂能力的计算(13) 3.1.1窑型和规格的选取(13)3.1.2窑的台时产量标定(13)3.2原、燃材料消耗定额的计算(14)3.2.1生料消耗定额(15)3.2.2干石膏消耗定额(16)3.2.3干混合材消耗定额(16)3.2.4干煤的消耗定额(17)3.2.5设计水泥产量(17)第4章主机平衡(19)主机设备及工作制度(20)第五章储库平衡(24)5.1储库的设计(24)5.2生产工艺流程及特点(24)5.2.1生产质量控制网(25)5.2.2工艺流程描述(26)5.2.3物料储存方式、储存量及储存期(30)第六章烧成窑尾工艺计算(32)6.1理论料耗(32)6.1.1生料料耗(33)6.1.2预热器飞灰量(33)6.1.3收尘器收入飞灰量(33)6.1.4出收尘器的飞灰量(33)6.1.5实际料耗(33)6.1.6预热器喂料量(33)6.2预热器及分解炉工艺计算(33)6.2.1准备计算(33)6.2.2 C5废气量(35)6.2.3 C4废气量(35)6.2.4 C3废气量(36)6.2.5 C2废气量(36)6.2.6 C1废气量(36)第七章烧成窑尾设备选型(38)7.1烧成窑尾系统的热工设备简介(38)7.1.1预热器(39)7.1.2 TDF型分解炉(39)7.1.3回转窑(40)7.2三次风管直径的确定(40)7.3分解炉规格的确定(40)7.4预热器规格的确定(42)7.4.1 五级预热器规格的确定(42)7.4.2 四级预热器规格的确定(42)7.4.3 三级预热器规格的确定(43)日产5000吨熟料水泥生产线工艺设计参数_毕业论文设计说明书1第2页7.4.4 二级预热器规格的确定(43)7.4.5 一级预热器规格的确定(43)结论(45)谢辞(46)参考文献(47)前言毕业设计是学生完成所有理论课和实验实习课程后的一个教学环节，它在教师的指导下，由学生综合运用学过的专业基础理论和实践生产知识，查阅工具书和各种技术资料以达到计算绘图编写说明书等来解决实际技术问题的教学环节，也是从事技术工作的一次技术演习，与先前教学过程相比，具有较强的综合性、实践性和探索性，是学生在校学习的最高阶段。
水泥厂纯低温余热发电——毕业设计
水泥厂纯低温余热发电——毕业设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：毕业论文水泥厂纯低温余热发电作者姓名：刘国胜专业、班级：发电厂及电力系统1002 学号：2010110821校内指导教师：李杰校外指导教师：刘振锋完成日期：2013年5月29日黄河水利职业技术学院自动化工程系摘要纯低温余热发电由于是不用燃料的余热利用，所以更符合节能环保的要求，也是政府重点鼓励的对象。
而水泥企业充分利用余热发电，既可以最大限度满足企业终身的用电需求，减少外购电量，又可以降低水泥制造成本，提高经济效益，是世界水泥工业发展的趋势。
我国作为世界最大的水泥生产和消费大国，也是能源紧缺国家，充分利用水泥窑外分解系统余热发电势在必行。
关键词：纯低温;余热发电技术目录摘要 (I)绪论 01背景 01.1 背景 01.2 意义 (2)2水泥窑纯低温余热发电 (3)2.1 水泥窑纯低温余热发电简介 (3)2.2 余热发电系统的原理 (3)3 水泥余热发电生产工艺及控制 (4)3.1 余热发电窑 (4)3.2 预分解窑及预热器窑 (4)3.3 发电模式 (4)3.4 生产工艺 (4)3.5 控制方案 (5)3.5.1 窑头余热炉 (5)3.5.2 窑尾余热炉 (5)3.5.3 汽机汽水 (5)4 主机设备工作原理 (5)4.1 余热锅炉 (6)4.2 汽轮机 (7)4.3 发电机 (8)4.4 闪蒸器 (8)4.5 冷却水系统 (8)4.6 化学水处理系统 (9)5热力系统 (9)5.1 常用的余热发电热力系统 (9)5.2 余热发电热力系统的比较 (10)5.3 SP(卧式)锅炉结构特点 (10)5.4 窑尾卧式与立式的比较 (10)5.5 ASH过热器在系统中的作用 (11)5.6 ASH过热器AQC锅炉在系统中的作用 (11)5.7 SP锅炉在系统中的作用 (11)5.8 窑头余热锅炉设计要点 (11)5.9 AQC锅炉结构特点 (12)6 余热发电运行中的电气问题 (15)6.1 阀门的控制问题 (15)6.2 高温风机的频繁跳闸问题 (15)6.3 凝结水泵和给水泵的变频控制 (15)6.4 Woodward505调速器的使用 (16)6.5 粉尘输送系统的改进 (16)参考文献 (18)致谢 (19)绪论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。
5000t_d干法水泥线余热发电热工参数的计算分析(1)
收稿日期:2007-12-12; 修订日期:2008-03-27基金项目:国家863计划基金资助项目(2007AA05Z251);国家重点基础研究发展计划(973)基金资助项目(2005CB221206);十一五国家科技支撑计划基金资助项目(2006BAK02B03)作者简介:董 陈(1981-),男,湖北丹江口人,西安交通大学博士研究生热力工程文章编号:1001-2060(2009)02-0182-065000t/d 干法水泥线余热发电热工参数的计算分析董 陈,赵钦新,周屈兰,徐通模(西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049)摘 要:针对某5000t/d 新型干法水泥窑系统设计了纯低温余热双压发电系统,对系统各个参数进行了理论计算分析,得到了双压系统中主蒸汽温度和压力、给水温度、高压节点温差和接近点温差、低压蒸汽温度和压力、低压节点温差和接近点温差、系统给水温度对系统发电功率的影响规律。
计算结果表明:影响水泥窑余热系统发电功率的因素较多,在进行余热发电系统设计时,应对系统发电功率和经济性进行综合考虑,以选取优化参数。
在计算的各工况中,当窑尾余热锅炉主蒸汽温度为300 、主蒸汽绝对压力为1.6MPa 、给水温度为170 、高压低压节点温差为15 、高压低压接近点温差为11 ;窑头余热锅炉低压蒸汽温度为180 、低压蒸汽绝对压力为0.25MPa 、系统给水温度为50 ,汽轮机背压为8kPa 时,系统发电功率是最大的,达到13791.878kW 。
关键词:水泥线;余热发电系统;热工参数;计算分析中图分类号:TM617 文献标识码:A引 言水泥工业是一个高能耗和高电耗的产业,随着我国经济建设的蓬勃发展以及国家对基础设施建设的投入不断加大,我国水泥工业的建设规模和技术水平有了长足的进步。
但是我国目前最先进的水泥生产工艺仍然有大量的400 以下的低温余热不能被充分利用,其浪费的热量约占总输入热量的1/3左右[1]。
日产5000吨水泥生产线纯低温余热发电项目设计方案-
日产5000吨水泥生产线纯低温余热发电项目设计方案-5000t/d水泥生产线纯低温余热发电项目基本设计方案××××年×月×日目录一、项目概况 (1)二、余热条件 (1)三、发电系统主参数的确定 (1)四、余热发电工艺流程简述 (2)五、余热锅炉与水泥生产工艺系统的衔接 (3)六、工程条件 (4)七、主要技术指标 (6)八、项目定员 (7)九、工程进度计划 (7)一、项目概况××公司现有一条5000t/d新型干法水泥熟料生产线，为充分回收利用水泥生产线窑头、窑尾的余热资源，缓解日益紧张的电力供求矛盾，本工程拟对水泥熟料生产线建设一套装机容量均为10MW的纯低温余热发电系统，力求做到充分利用工艺生产余热，达到节约能源，降低能耗，提高企业经济效益的目的。
二、余热条件依据以往的工程经验，对生产线的烟气参数进行了整理。
单条5000t/d水泥熟料生产线余热条件如下：1）窑尾余热锅炉窑尾预热器出口废气量：330,000Nm3/h进锅炉废气温度：340℃余热锅炉出口温度：220℃（进原料磨烘干原料）含尘浓度（进口）：80g/Nm32）窑头余热锅炉熟料冷却机抽气口废气量：220,000Nm3/h进锅炉废气温度：380℃余热锅炉出口温度：85℃含尘浓度（进口）：≤8g/Nm3（设置预除尘装置）三、发电系统主参数的确定根据目前纯低温余热发电技术及装备现状，结合水泥窑生产线余热资源情况，本工程装机采用纯低温余热发电双进汽技术。
采用双进汽系统的主要目的是为了提高系统循环效率。
使低品位的热源充分利用，获得最大限度的发电功率，降低窑头(AQC)双蒸汽余热锅炉的排气温度；其次，双进汽系统的二级蒸汽经过过热，保证汽轮机内的蒸汽最大湿度控制在14％的以下，使汽轮机末级叶片工作在安全范围内，提高机组的效率；再次，双进汽系统的低压蒸汽可用于供热、洗浴等方面，在烟气余热变化较大时，可不进行补汽，提高了系统运行灵活性。
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。
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5000t/d水泥生产线纯低温余热发电项目基本设计方案××××年×月×日目录一、项目概况 (1)二、余热条件 (1)三、发电系统主参数的确定 (1)四、余热发电工艺流程简述 (2)五、余热锅炉与水泥生产工艺系统的衔接 (3)六、工程条件 (4)七、主要技术指标 (6)八、项目定员 (7)九、工程进度计划 (7)一、项目概况××公司现有一条5000t/d新型干法水泥熟料生产线，为充分回收利用水泥生产线窑头、窑尾的余热资源，缓解日益紧张的电力供求矛盾，本工程拟对水泥熟料生产线建设一套装机容量均为10MW的纯低温余热发电系统，力求做到充分利用工艺生产余热，达到节约能源，降低能耗，提高企业经济效益的目的。
二、余热条件依据以往的工程经验，对生产线的烟气参数进行了整理。
单条5000t/d水泥熟料生产线余热条件如下：1）窑尾余热锅炉窑尾预热器出口废气量：330,000Nm3/h进锅炉废气温度：340℃余热锅炉出口温度：220℃（进原料磨烘干原料）含尘浓度（进口）：80g/Nm32）窑头余热锅炉熟料冷却机抽气口废气量：220,000Nm3/h进锅炉废气温度：380℃余热锅炉出口温度：85℃含尘浓度（进口）：≤8g/Nm3（设置预除尘装置）三、发电系统主参数的确定根据目前纯低温余热发电技术及装备现状，结合水泥窑生产线余热资源情况，本工程装机采用纯低温余热发电双进汽技术。
采用双进汽系统的主要目的是为了提高系统循环效率。
使低品位的热源充分利用，获得最大限度的发电功率，降低窑头(AQC)双蒸汽余热锅炉的排气温度；其次，双进汽系统的二级蒸汽经过过热，保证汽轮机内的蒸汽最大湿度控制在14％的以下，使汽轮机末级叶片工作在安全范围内，提高机组的效率；再次，双进汽系统的低压蒸汽可用于供热、洗浴等方面，在烟气余热变化较大时，可不进行补汽，提高了系统运行灵活性。
5000t/d生产线10MW余热发电系统：SP炉：主蒸汽压力1.7MPa，主蒸汽温度320±10℃，产汽量为23.9t/h；AQC炉：主蒸汽压力1.7MPa，主蒸汽温度350±10℃，产汽量为19.7t/h；低压正气压力0.45MPa，主蒸汽温度190℃，产汽量为4.4t/h。
汽轮机：补汽凝汽式，额定功率10MW,进汽压力1.6MPa，进汽温度330℃，补汽压力0.35MPa，进汽温度180℃。
发电机：额定功率12MW，额定电压10500V，额定转速3000r/min。
四、余热发电工艺流程简述①烟气流程出窑尾一级筒的高温烟气经SP炉换热后温度降至220℃左右，经窑尾高温风机送至原料磨烘干原料后，经除尘器净化后达标排放。
取自窑头篦冷机高温空气经沉降室沉降后进入AQC炉，热交换后进入收尘器净化达标后由引风机经烟囱排入大气。
②水、汽流程为了满足电站锅炉的用水水质标准，本工程化学水处理方式拟采用“一级除盐”系统。
原水（可由厂区自来水管网供给）分别经过机械过滤、阴阳离子交换等工艺，成为除盐水，进入除盐水箱，再作为补水经由除盐水泵送入汽机房的除氧器内。
为控制锅炉给水的含氧量，减少溶解氧对热力系统设备的腐蚀，经真空除氧后，含氧量≤0.05mg/L。
给水由除氧器通过给水泵分为低压和高压两路，分别进入各SP炉和AQC炉的高压或低压省煤器，经炉内预热、蒸发、过热后产生过热蒸汽，经蒸汽管网送入汽轮机作功并带动发电机发电。
经汽轮机作功后的乏汽进入凝汽器冷凝成凝结水后，由凝结水泵送回至除氧器。
③炉内水处理余热锅炉在长期运行过程中会出现结垢现象，使锅炉的换热效率降低，严重时会出现爆管现象，因此需在各汽包内设置炉内加药系统，根据炉水的化验结果，不定时地向炉内加入适量磷酸三钠溶液，达到去垢防腐的目的。
④排灰流程SP炉的排灰为窑灰，可回到水泥生产工艺流程中，设计时拟与窑尾除尘器收下的窑灰一起用输送装置送到生料均化库。
AQC炉产生的粉尘将和窑头收尘器收下的粉尘一起回入工艺系统。
⑤污水处理系统本工程凝汽器冷却水循环使用，不会对环境造成影响；化水系统设置酸碱中和池，系统排放的酸碱废液经中和后外排。
生活污水将排入厂区生活污水处理系统处理后达标排放。
⑥系统控制本工程系统控制采用较先进的DCS系统。
⑦循环冷却水系统循环冷却水系统主要由循环冷却水池、循环水泵、玻璃钢冷却塔和用水装置组成，余热发电系统内的主要冷却用水装置有凝汽器、冷油器、空气冷却器等。
五、余热锅炉与水泥生产工艺系统的衔接(1) AQC炉（Air Quenching Cooler Boiler）因熟料冷却机的废气中含有对锅炉换热面磨琢性较强的熟料微粒，一般浓度约为20g/Nm3,为保证AQC锅炉的使用寿命，提高余热利用率，将在进入AQC锅炉的管路上设置重力沉降室作为预收尘装置，使进入AQC炉的废气含尘浓度降至8g/Nm3左右。
进入AQC炉的烟气量可通过阀门调节，以完成窑头的压力平衡和风量分配。
(2) SP炉(Suspension Preheater Boiler)SP炉设置在窑尾预热器与窑尾高温风机之间，用烟气管道与余热锅炉连续，SP 炉的烟气进出口顺着预热器出口管道上进下出。
SP炉烟气侧阻力≤1000Pa，通过对高温风机操作参数的调整，可使系统完全正常工作。
为保证余热锅炉的启停不影响水泥生产及电站的稳定运行，在SP炉烟气连接管道设有旁通烟道可使SP炉在出现故障时或水泥生产不正常时解列SP炉，既满足了水泥生产的稳定运行又保证了SP炉的安全。
通过旁通烟道的调节作用还可使水泥生产及余热锅炉的运行均达到理想的运行工况。
(3) 余热锅炉受热面型式及清灰装置的确定窑尾余热锅炉的换热面将根据通过的烟气含尘浓度较高的特点，采用光管式，以减少烟尘附着在换热面上；窑头余热锅炉主要考虑减少水泥熟料颗粒对换热管束的磨损和增加换热面积，因此采用鳍片式管束，同时，炉内烟气要求采用低流速，以减轻废气粉尘对锅炉管束的磨损。
余热锅炉的清灰在余热利用系统中相当重要,附着在换热面上的粉尘不仅能降低锅炉的热效率，而且使烟气的通过面积减少、气流速度增大、对锅炉的冲刷磨损加大，从而降低锅炉的寿命。
根据窑尾粉尘浓度高、颗粒细、比电阻高、硬度低等特点，窑尾余热锅炉采用机械振打除灰装置；窑头余热锅炉因采用了预除尘措施，进锅炉的粉尘浓度小于8g/Nm3，所以附着在换热面上的粉尘较少，基本能随气流带走，可不设清灰装置。
六、工程条件1）建筑用地依据系统主要参数，主要建筑物和构筑物建筑面积分别如下，新增道路面积须待总图布置确定后另行计算。
主要建筑用地面积：SP锅炉：15m×10mAQC锅炉：18m×6m汽机房：32.5m×15m化水车间：6m×15m循环冷却塔：24m×8m循环水泵房：15m×6m其中，各SP锅炉和各AQC锅炉分别就近布置于生产线窑尾和窑头，SP锅炉优先考虑布置于高温风机之上或旁边的空地上。
其他建筑物和构筑物位置可视现场情况灵活调整，力求在合理规划的同时，做到于厂区原有建筑风格统一。
2）设备选择（1）主机选择生产线5000t/dAQC窑头锅炉入口废气量：220，000 Nm3/h 入口废气温度：380℃出口废气温度：～95 ℃含尘浓度：30g/Nm3高压蒸汽温度：350℃高压蒸汽压力：1.7MPa高压蒸汽量：19.7t/h低压蒸汽温度：190℃低压蒸汽压力：0.45MPa低压蒸汽量： 4.4t/h给水温度：42 ℃锅炉总漏风：≤1% 布置方式：露天SP窑尾锅炉入口废气量：330，000 Nm3/h 入口废气温度：340℃出口废气温度：220 ℃含尘浓度：80g/Nm3 蒸汽压力： 1.7 Mpa 蒸汽温度：320℃蒸汽量：23.9 t/h给水温度：～135℃锅炉总漏风：≤2% 布置方式：露天补汽凝汽式汽轮机型号：BN10-1.6/0.35额定功率：10000kW 额定转速：3000r/min 进汽压力：1.6±0.2MPa 进汽温度：～330℃主进汽量：43.6t/h 补汽量： 4.4t/h补汽压力：0.35MPa 补汽温度：180℃排汽压力：0.007Mpa 排汽温度：～39℃汽轮发电机型号：QF-12-2 额定功率：12000KW 额定电压：10.5kV 额定转速：3000r/min（2）主要辅助设备选择名称5000t/d高压锅炉给水泵数量2台流量78m3/h 扬程315m 功率110kW低压锅炉给水泵数量2台流量6m3/h 扬程123m 功率11kW除氧器出力50t/h 数量1台工作温度40~45℃除氧水箱25m3循环水泵流量2228m3/h 扬程21.5m 功率185kW 数量3台凝结水泵流量60m3/h 扬程36.2m 功率15kW疏水泵流量25m3/h 扬程20m 功率3kW 疏水箱20m32）给排水能力给水主要包括化水补水、辅助生产用水、生活用水、循环冷却水补水和消防用水，其中化水补水、辅助生产用水和生活用水优先考虑由厂区自来水管网供给，循环冷却水根据厂区条件可由地表水供给，消防用水可依靠厂区原有消防系统，不增加用水量。
排水主要包括热力系统排污、循环冷却水排污、化水排污和生活排污。
本工程的污水为生产污水和生活污水，生产污水主要来自锅炉及冷却塔排污。
生产过程中产生的污、废水不含有毒物质，就近排入厂区现有排水系统。
根据余热发电系统的主要参数，对厂区给排水能力的要求如下：项目参数单位给水：化水补水 3.9 t/h 辅助生产用水 3.0 t/h 生活用水 2.0 t/h 循环冷却补水65.2 t/h 合计74.1 t/h 排水：热力系统排污0.7 t/h 循环冷却水污14.5 t/h 化水排污 1.8 t/h 生活排污 2.0 t/h 合计：19 t/h七、主要技术指标序号技术名称单位双进汽备注1 装机容量MW 102 计算发电功率MW 9.23 平均发电功率MW 94 年运转小时h 79205 年发电量104kwh 71286 年自用电量104kwh 4997 年供电量104kwh 66298 电站自用电率% 79 吨熟料余热发电量kwh/t·cl ≥3810 省煤量万吨 2.3 按380g/kw.h八、项目定员本工程是利用水泥生产线工艺废气余热建设的一座10MW余热电站，电站作为一个车间，纳入厂内统一管理，本电站只设办公室、电站岗位工。
定员设置如下表：工作地点及工作名称每班人数合计备注ⅠⅡⅢⅣ1.办公室 3站长 1 1动力工程师 1 1热工工程师 1 12.电站岗位工 4 3 4 3 14机炉电运行工 2 2 2 2 8设备维护人员 1 1 1 1 4化水人员 1 1 2合计17九、工程进度计划按初步设计、主机设备采购、施工图设计、土建施工、安装施工、调试及启动、。