水泥有限责任公司余热发电项目可行性实施报告

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某某水泥有限责任公司余热发电项目

技术方案

目录

1．概述

2．热力系统及装机方案

3．冷却水系统

4．化学水处理系统

5．给排水系统

6．电力系统

7．电气

8．热工自动化

9．电气设施防火要求

10．建筑及结构

11．附图

1概述

1.1项目建设范围

本工程项目范围包括：

汽轮发电机房；

窑头余热锅炉；

窑尾余热锅炉；

化学水处理；

循环水泵站及冷却塔；

室外汽水管线；

电站内的供配电、控制、通讯、照明等；

电站内的给排水、消防系统等；

1.2设计界限：

窑尾：C1出口到锅炉的管道（含阀门）到发电系统（含开口）；

窑头：篦冷机出风口到锅炉的管道（含阀门）到发电系统(含开口及筑炉)。

系统：余热锅炉系统；凝汽式汽轮发电机系统；给水系统；除氧器系统；凝结水系统；疏水系统；补给水系统；抽真空系统；锅炉

排污系统；循环水系统；工业水系统；电气系统；化学水处理

系统；锅炉水处理系统；循环冷却水处理系统；热工控制系统

（含DCS系统）。

其他：含电气保护装置（接入系统除外）、电控设备、电缆、防雷接地。

水源：主水管由甲方负责引到用水点30米范围之内(超出30米增加的费用甲方承担）。阀门井由乙方负责。

电气系统分界线：总降联络柜开关的下端口为电气分界线。到总降的电缆由乙方负责提供。

2热力系统及装机方案

2.1余热条件及生活用热需求

根据水泥生产线工艺流程，水泥熟料生产线的废气余热主要来源于窑头熟料冷却机和窑尾预热器两个部分。可利用余热资源如下：

窑头余热锅炉进口废气： 67,600Nm3/h－400℃；

窑尾C1出口废气： 164,600Nm3/h－320℃；

因此，本技术方案基于如上余热条件及范围，其中窑头锅炉从冷却机中部取风，窑尾烘干废气温度为200℃，因此SP锅炉废气出口温度按200℃设计。

2.2装机方案的确定

由于水泥熟料生产线的废气余热量是随熟料产量、煤质、原料、能耗等条件运行工况而变化的。当水泥窑废气温度波动时，相应的余热锅炉产汽量也随之发生变化。发电系统装备的选择应能够适应废气参数波动，装机方案也应该适应这种波动。

针对窑系统的废气参数，发电功率计算如下：

以上计算结果是基于窑尾锅炉排出的废气温度不小于200℃（考虑到窑尾废气还要用于生料烘干，窑尾锅炉排出的废气温度不小于200℃），汽轮机排汽压力为0.0075MPa，汽轮机效率为≤82％，发电机效率≤97.5％的条件得到的。本表中发电功率为理论计算植。

锅炉主汽参数：1.35MPa－300～385℃；汽机进汽参数：1.25Pa－320±10℃，具体如下：

1）1#AQC余热锅炉

根据废气参数计算，窑头余热锅炉产汽量如下：主蒸汽1.35MPa－6.87t/h－385℃；

2）1#SP余热锅炉

根据废气参数计算，窑尾余热锅炉产汽量如下：主蒸汽1.35MPa－11.63t/h－300℃过热蒸汽；

3）2#AQC余热锅炉

根据废气参数计算，窑头余热锅炉产汽量如下：主蒸汽1.35MPa－

6.87t/h－385℃；

4）2#SP余热锅炉

根据废气参数计算，窑尾余热锅炉产汽量如下：主蒸汽1.35MPa－11.63t/h－300℃过热蒸汽；

3）汽轮机组

四台余热锅炉产生的过热蒸汽并入汽轮机房的主蒸汽母管，由于管线的压力、温度损失，混合为37.0t/h－1.25MPa－320℃过热蒸汽，作为汽轮机主进汽。

经计算上述蒸汽共具有约7154kW的发电能力。考虑到汽轮机的稳定工作范围为额定功率的40％～110％，且厂内的符合基本变化不大，故选择一台额定发电功率为7500 kW的汽轮机，并配套一台9000kW发电机。

综上所述，本工程确定装机方案如下：

1台7.5MW凝汽式汽轮机＋1台9MW发电机＋2台2500t/d窑头余热锅炉＋2台2500t/d窑尾余热锅炉

2.3热力系统及设备选型

2.3.1 热力系统方案

根据上述装机方案，为满足生产运行需要并达到节能、回收余热的目的，结合水泥生产工艺条件，热力系统方案确定如下：

窑头余热锅炉I段生产参数为1.35MPa—385℃的过热蒸汽。窑头余热锅炉热水段生产150℃左右的热水，其中一部分热水提供给窑头余热锅炉蒸汽段，一部分热水作为窑尾余热锅炉给水。窑尾余热锅炉生产

1.35MPa—300℃过热蒸汽。

水泥生产线窑头、窑尾锅炉产生的过热蒸汽作为汽轮机的主蒸汽，共同推动汽轮机做功，做功后的乏汽通过冷凝器冷凝成水，凝结水经凝结水泵送入除氧器除氧，再经给水泵为窑头余热锅炉热水段提供给水，从而形成完整的热力循环系统。

上述方案的特点为：

①窑头余热锅炉采用II段受热面，降低了锅炉排烟温度，最大限度

的利用了窑头熟料冷却机的废气余热。

②为了保证电站事故不影响水泥窑生产，余热锅炉设有旁通废气管道，一旦电站部分发生事故时，可以将余热锅炉从水泥生产系统中快速解列，不影响水泥生产的正常运行。

③余热锅炉采用立式结构，减少了余热锅炉的漏风、磨损、堵灰等问题，并减少了占地面积。

④除氧器采用真空除氧方式，有效的保证了除氧效果。

⑤由于窑头废气粉尘粒度较大，在余热锅炉废气入口前设置废气分离器，使废气中较大颗粒沉降下来，以减轻熟料颗粒对窑头余热锅炉的冲刷磨损。

以上各项措施已经在众多工程中应用，并取得了较好的效果，因此该技术是成熟、可靠的。

2.3.2 设备选型