水泥窑纯低温余热发电概况

饱和温度 ℃
120.23 133.54 143.62 151.85 179.88 187.96 201.73
222.9
247.51
1.2主蒸汽压力与余热锅炉废气出口温度的关系
P=1.0MPa时 T=179.9℃+Δtmin P=1.27MPa时 T=191.6℃+Δtmin P=2.45MPa时 T=216.7℃+Δtmin P=0.1MPa时 T=100℃+Δtmin P=0.075MPa时 T=89.2℃+Δtmin Δtmin由锅炉设计确定
80年代水泥生产发展新型干法窑为主，由于水泥窑增加了预热器 及分解炉，窑尾烟气温度大幅度降低，对余热发电系统提出了一 个难题，1995年带补燃锅炉余热发电系统在鲁南投入生产， 1997年日本赠送了全套的纯中低温余热发电系统，中国进入了纯 低温余热发电系统时代。
1水及水蒸汽的基本知识
水在某一恒定压力下进行加热，在此过程中一般来讲 有如下三个过程： ➢ 第一个过程，水在常温下被逐步加热至某一温度tb,在此温 度下水开始逐渐产生蒸汽，其蒸汽温度与水温相同为tb； ➢ 第二个过程，水继续被加热时水温tb将不再变化，而产生 的温度为tb的蒸汽将不断增加至水全部变为蒸汽； ➢ 第三个过程，水全部变为蒸汽后继续加热，则水蒸气的温 度将不断升高至tz。
P=1.0MPa时,水加热至Tb=179.9℃才形成蒸汽 P=1.27MPa时,水加热至Tb=191.6℃才形成蒸汽 P=2.45MPa时,水加热至Tb=216.7℃才形成蒸汽 P=0.1MPa时,水加热至Tb=100℃才形成蒸汽 P=0.007MPa时,水加热至Tb=39.2℃才形成蒸汽
2蒸汽参数与发电能力的关系
2.1热的质即热量转换为电量的能力 1Kg/h－1000℃的热水,其含有的热量为1000Kcal/h(是热量的量)，
这个热量理论上转化为电量的最大能力为N=[1-273/(1000＋ 273)]×1000×4.1868/3600=0.9135kW(热量的质)，理论转换效 率为0.9135×860/1000=78.56%。 10Kg/h－100℃的热水,其含有的热量同样为1000Kcal/h，但这 个热量理论上转化为电量的最大能力为N=[1-273/(100＋ 273)]×1000×4.1868/3600=0.3118kW，理论转换效率为 0.3118×860/1000=26.8%。
高温废气进入(tfj)
t
蒸汽流出(t z) 压力为P
tfj
tz
废气
｛tmin
tb 水及水蒸汽 tb
常温水流入(tg ) 压力为P
低温废气流出(tfc)
tfc tg
L
水及水蒸汽的变化过程示意图
在上述三个变化过程中，水变为蒸汽的温度称为饱 和温度（tb），其对应的水称为饱和水、蒸汽为饱和 蒸汽；第三个过程结束后产生的蒸汽为过热蒸汽，过 热蒸汽温度tz与饱和温度tb之差（tz-tb）称为水蒸气 过热度。对于不同的压力P，饱和温度tb是不同的。在 水及水蒸气被热源（废气）加热过程中，热源与水及 水蒸气间必将存在换热温差，并且热源温度必须高于 水及水蒸气温度，同时在此换热过程中的某一位置存 在最小温差点，此点称为换热温差窄点△tmim.
国内目前的高压火电厂(单机为25～100MW的中型火电厂)，发电用蒸汽参 数一般为9.81MPa—550℃，其发电标准煤耗为380～420g/Kwh，转换效 率约为29～33%(反映在汽轮机汽耗率上为：每KWh发电量消耗蒸汽为 4.3Kg—汽机叶片为老红旗叶片)；
国内目前的超高压、亚临界火电厂(单机为200～600MW的大型火电厂)， 发电用蒸汽参数一般为16～18MPa—555～575℃，其发电标准煤耗为 300～330g/Kwh，转换效率约为37～41%(反映在汽轮机汽耗率上为：每 KWh发电量消耗蒸汽为3.45Kg—汽机叶片为老红旗叶片)；
2.2火力发电厂的标准煤耗及汽耗率
前述的转换效率用于火力发电厂时,则反应为：发电用蒸汽参数不同,发电煤耗 也不同,即转换效率不同，例如：
国内目前的中压火电厂(单机为3～25MW的小型火电厂)，发电用蒸汽参数 一般为3.43MPa—435℃，其发电标准煤耗为540～580g/Kwh，转换效率 约为21～23%(反映在汽轮机汽耗率上为：每KWh发电量消耗蒸汽为 4.73Kg—汽机叶片为老红旗叶片)；
低压 1.5 355
100000 1000
2791.97 851.74 210.04
1873.21 100
150.29 2356.78 4440.03
锅炉
主蒸汽压力 主蒸汽温度 锅炉入口废气量 锅炉入口废气温度 饱和蒸汽焓 饱和水焓 过热器传热面积 蒸发器传热面积 省煤器段给水温度 省煤器出口废气温度 省煤器传热面积 总面积
汽轮机
进汽压力 进汽温度 高压缸效率 排汽压力 排汽温度 实际排汽焓 排汽干度 发电量 汽轮机汽耗 标准煤耗
MPa ℃ Nm3/h ℃ kJ/kg kJ/kg m2 m2 ℃ ℃ m2 m2
水泥生产余热发电概况
大连易世达能源工程有限公司
水泥余热发电的发展历程
在20世纪20-30年代，回转窑废气温度为800-900℃，熟料热耗为 7400kJ/kg KJ/kg，发电能力110kWh左右，装机容量小于 3000kW，技术落后。
20世纪80年代，采用了带有回热的朗肯循环系统，运行参数提高 到2.5MPa左右，单机容量达到了3000kW，发电指标达到了熟料 热耗6700-7400kJ/kg，吨熟料发电量100-130kWh，国产第一代 水泥窑余热发电专用锅炉和国产的1500、3000kW汽轮发电机也 满足了水泥余热发电系统的需要。
水及水蒸气压力与饱和温度关系表
绝对压力 MPa
0.001
0.005
0.来自百度文库07
0.009
0.01
0.02
0.05
0.1
0.16
饱和温度 ℃
6.982
32.9
39.02 43.79 45.83 60.09 81.35 99.63 113.32
绝对压力 MPa
0.2
0.3
0.4
0.5
1
1.2
1.6 2.45 3.82