余热发电工艺流程、主机设备工作原理简介(详细)

发电工艺流程、主机设备简介

纯低温水泥窑余热发电技术是直接利用窑头窑尾排放的中低温废气进行余热回收发电，无需消耗燃料，发电过程不产生任何污染，是一种经济效益可观、清洁环保、符合国家清洁节能产业政策的绿色发电技术，具有十分广阔的发展空间与前景。

一九九五年八月，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）与中国国家计委、国家建材局签订了水泥余热发电设备示范事业基本协定书，由日方提供一套先进且成熟可靠的低温余热发电技术和设备用于中国现有水泥厂，通过科学论证和国内外专家的实地考察，日方提供的这套设备安装在宁国水泥厂4000t/d水泥生产线上，发电机装机容量为6480kW，设计年发电量为4087×104kWh，吨熟料发电能力为33. 88kWh/t。

工艺流程: 凝汽器)热水井内的凝结水经凝结水泵(150A/B)泵入闪蒸器出水集箱，与出水汇合,然后通过锅炉给水泵(230A/B)升压泵入AQC锅炉省煤器进行加热,经省煤器加热后的水(167℃)分三路分别送到AQC炉汽包,PH炉汽包和闪蒸器内。进入两炉汽包内的水在锅炉内循环受热,最终产生一定压力下的过热蒸汽作为主蒸汽送入汽轮机做功.进入闪蒸器内的高温水通过闪蒸技术产生一定压力下的饱和蒸汽送入汽轮机第八级后做功，做过功后的乏汽经过凝汽器冷凝后形成凝结水重新参与热力循环。生产过程中消耗掉的水由纯水装置制取出的纯水经补给水泵打入热水井(凝汽器140)。

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我厂主机设备性能特点：

一、余热锅炉: AQC炉和PH炉

AQC锅炉的设计特点如下: 锅炉型式为立式,锅炉由二组省煤器、六组蒸发器、一组过热器、汽包及热力管道等构成。锅炉前设置一预除尘器（沉降室），降低入炉粉尘。废气流动方向为自上而下,换热管采用螺旋翅片管,以增大换热面积、减少粉尘磨损的作用。锅炉内不易积灰，由烟气带走，故未设置除灰装置，工质循环方式为自然循环方式。主要工艺参数为:最高使用压力:1.2MPa，额定蒸汽压力0.789额定蒸汽温度:345/344℃，额定蒸发量:18t/h，设计废气流量:193100/227600Nm³/h，设计入口废气温度360℃，设计出口废气温度:84.21℃。

过热器作用：将饱和蒸汽变成过热蒸汽的加热设备，通过对蒸汽的再加热，提高其过热度（温度之差），提高其单位工质的做功能力。

蒸发器作用：通过与烟气的热交换，产生饱和蒸汽。

省煤器作用：设置这样一组受热面，对锅炉给水进行预热，提高给水温度，避免给水进入汽包，冷热温差过大，产生过大热应力对汽包安全形成威胁，同时也避免汽包水位波动过大，造成自动控制困难。一方面最大限度地利用余热，降低排烟温度，另一方面，给水预热后形成高温高压水，作为闪蒸器产生饱和蒸汽的热源。

沉降室作用：利用重力除尘的原理将烟气中的大颗粒熟料粉尘收集，避免粉尘对锅炉受热面的冲刷、磨损。

PH 锅炉的设计特点如下: 锅炉型式为卧式,锅炉由四组蒸发器、

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一组过热器、汽包及热力管道构成，废气流动方向为水平流动,换热管采用蛇形光管,以防止积灰。因生料具有粘附性，故锅炉设置振打装置进行除灰,工质循环为采用循环泵进行强制循环方式。主要工艺参数为: 最高使用压力:1.2MPa，额定蒸汽压力0.789MPa，额定蒸汽温度:315/311℃，额定蒸发量:34.65/34.1t/h，设计废气流量:375000/380000Nm³/h，设计入口废气温度:340/335℃，出口废气温度:200℃。

锅炉用钢

二、汽轮机

针对水泥余热资源品位低、流量大的特点,在满足水泥工艺要求前提下,为充分利用余热热能，我厂采用多级冲动补汽凝汽式汽轮机。本机组由锅炉的新蒸汽经电动隔离阀进入汽缸前部的主汽联合汽门，从主汽联合汽门出来的新蒸汽经过主蒸汽管路，通过汽缸的下部分两路同时进入与高压内缸铸成一体的高压蒸汽室，经第一级至第七级做功后，与闪蒸器来的补气混合，经第八级至10级压力级做功后排入凝汽器凝结成水，由凝结水泵打出经过汽封加热器与闪蒸器出水汇合经电动给水泵加压后进入锅炉。汽轮机额定功率18000kW,排气压力-95.6kPa, 转速3000rpm，级数10级。

工作状态下额定蒸汽参数:

入口蒸汽压力主蒸汽混汽

0.689Mpa 0.13Mpa

入口蒸汽温度 319℃ 107

入口蒸汽流量 105.65t/h 2.39t/h 3

汽轮机的调节系统采用电、液（压）调节方式，感应机构为电磁式，执行机构为液压传动式。调节系统稳定可靠，保证了汽轮机在设计范围内的任何工况下稳定运行。

为保障汽轮机安全运行,我厂汽轮机设置保护有:1、汽轮机超速，2、轴向位移大3、润滑油压低保护；4、轴瓦温度高保护；5、回油温度高保护；6凝汽器真空低保护；7、仪表用气压力低保护；8、发变组故障保护；9主蒸汽截止电动阀保护；10、推力瓦温度高保护11、推力瓦回油温度高保护；12冷却水泵保护。

汽轮机油系统组成有:油箱、油雾排气扇、油净化器、油冷却器、润滑油过滤器、调节油过滤器、主油泵、高压电动油泵、交流润滑油泵、紧急油泵、润滑油压调节阀及相应的管道等。润滑油主要作用是为保证各轴承部位的润滑、冷却、清洗及防止氧化等，另外,汽轮机的调节、保护系统均采用油作为工质。我厂汽轮机使用的是L-TSA46汽轮机油。

主油泵作用：是汽轮机正常运行时，向汽轮机发电系统供油。为离心式泵，转速3000rpm，能力3000L/min。

辅助油泵作用：汽轮机组启动与停止时向汽轮机系统供油。为电机驱动离心泵，能力86m3/h，电机额定功率55kW。

紧急油泵作用：当辅助油泵无法启动时，该泵启动向系统供油。为直流电机驱动离心泵，能力24m3/h，电机功率5.5kW。

盘车装置：在机组升温启动与机组停车降温时带动转子，使汽机转子均匀受热。型式：手动啮合电机驱动自动分离式。

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凝汽设备是凝汽式汽轮机设备的一个重要组成部分，其工作的好坏直接影响整个设备运行的经济性和可靠性。凝汽设备一般由凝汽器、冷却水泵、真空泵和凝结水泵等主要部件以及它们之间的连接管道和附件组成。主要作用是，汽轮机的排汽进入凝汽器，冷却水泵不断地把冷却水送入凝汽器，吸收蒸汽凝结放出的热量，蒸汽被冷却并凝结成水，凝结水被凝结水泵从凝汽器底部抽出，通过锅炉给水泵送往锅炉作为锅炉给水。

由此可知，凝汽设备作用有两个：1、在汽轮机排气口建立并维持一定的真空；2、回收洁净的凝结水作为锅炉给水的一部分。

真空泵作用：将凝汽器内的不凝结气体抽出以保持较高的真空度，使做过功的蒸汽能充分冷凝，设计真空-95.6kPa。

汽封蒸汽凝汽器：使汽封部蒸汽凝结成水重新参加系统循环，并回收蒸汽所携带热能。冷却水为凝结水，热交换加热。

凝结水泵：将凝汽器内的冷凝水重新泵送至系统内循环再利用；真空泵：将凝汽器内漏入的空气及不凝结气体抽出以使其内部保持较高的真空度，使做过攻的蒸汽能充分冷却。

锅炉给水泵：向锅炉连续不断的供水，维持锅炉的正常运转；

强制循环泵：对PH锅炉蒸发器内的锅炉水增加压头进行强制流动；

补给水泵：向热力系统中补充除盐水，维持凝结器正常水位；

冷却水泵将冷却水送至设备需冷却的部位维持冷却水闭路循环。

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