第一篇 水泥厂余热发电简述

通过对朗肯循环的分析结合水泥窑的特点，得出水泥窑余热电站原则：
A 利用相对高温废气余热尽量生产相对高压、高温的蒸汽减少换热温差、提高 热效率； B 对于中低温余热废气，应先考虑用低温余热废热取代汽轮机的回热汽 当低温余热废气余热量过大时，利用剩余的中温废气余热再生产中低压参数蒸汽， 并按蒸汽压力分别补入汽轮机； 对于余热发电，其循环热效率不可能高于朗肯循环热效率。
（二）余热发电定义
• 是指在新型干法水泥熟料生产线生产过程中，不影响其产量.质量,不增加一次能源 消耗的前提下， 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， 所发电能供水泥生产过程中使用 。
（4）窑尾电收尘：如果窑尾采用电收尘，电站投入运行后对其收尘效果总是有 影响的，只是由于地区不同、配料不同、燃料不同或其它条件不同，对收尘效果 的影响程度不同。但当窑尾采用袋收尘时，电站投入运行对提高收尘效果是有显 著作用的。 （5）窑头电收尘器：电站投入运行后，窑头电收尘器工作温度大为降低，粉尘 负荷也相应降低。 （6）窑系统操作：由于窑系统增加了两台余热锅炉，而余热锅炉废气不但取自 还要送回水泥窑系统，因此势必需要增加窑系统窑头、窑尾、废气处理、生料粉 磨、煤制备系统的操作环节。 对水泥窑生产造成的上述几方面的影响，综合起来为两个方面： 一是增加了水泥窑生产的操作环节（例如：随着电站的投入、运行和解出，水 泥窑需调整窑尾高温风机、增湿塔喷水、生料磨及煤磨、窑头排风机等系统的运 行参数； 二是如果窑尾采用电收尘，电站投入运行后对其收尘效果总是有或大或小的影 响。
T
1
Dg
S
朗肯循环原理图
朗肯循环过程图(T-S图)
汽轮机排汽2（一般为绝对压力0.007-0.01MPa并含有10-5%的水分的39-45℃饱 和蒸汽及水的混合物）经凝汽器凝结成水3后（水温不变）在经凝结水泵升压至锅炉给 水压力（由于泵做功，使水温升高1-2℃），在锅炉内通过吸收热量，使水变成给水压 力下的饱和温度5，继续加热变成饱和蒸汽6，再继续加热为给水压力下的过热蒸汽1， 过热蒸汽进入汽轮机推动汽轮机做功后自汽轮机排汽排出2，完成一个热力循环。 对于余热发电由于余热热源温度的限制，进汽压力、温度不可能无限制提高，制 约了循环热效率的提高，排汽压力受到冷却水的温度的限制，也不能过低。
（1）经济效益：
按一条日产5000t／d干法水泥生产线来计算平均每年发电机输出有功功率为 7470.8万千瓦时，按本地区现行综合电价0．50元／kw计算，创产值3735.4万元。 成为水泥企业的新的利润增长点。
（2）社会效益：
水泥余热发电项目完全利用水泥生产过程中产生的废气余热作为热源，整个 工 艺过程不烧一克煤，对环境不造成污染。 从能源利用率的角度来讲，水泥生产过程中消耗的能源有效利用率仅为60％，其余 40％的能量随废气排放到大气中，余热发电建成后，可将排放掉的38％的废气余 热进行回收，使工厂的能源利用率提高到95％以上，为工厂的可持续发展创造了有 利条件。 从环境保护角度来讲，减少了二氧化碳的排放量。众所周知火力发电是燃煤发电， 在电力生产过程中要产生大量的二氧化碳，按发电机组一年累计发电量7470.8万千 瓦时来计算，共减少二氧化碳的排放量总计为56354吨，这对减少温室效应、保护 生态环境起着积极的促进作用。
水泥窑余热发电简述
山东山水水泥集团 技术中心调试队
杜 强
一wenku.baidu.com余热发电概念
（一）余热发电的发展的背景
1.水泥是一种主要的建筑材料，在水泥的生产过程中要消耗大量 的能量。不仅要消耗大量的煤炭等一次能源，而且还要消耗大量的二 次能源--电能。并且由于有大量的360℃以下的低温废气被排放掉， 浪费惊人，使企业经济效益的进一步提高受到了制约。 同时，水泥 生产中排出的二氧化碳，二氧化硫和粉尘严重危害了环境。 2.节能降耗和环保已成为我国的基本国策。 水泥工业纯低温余热 发电技术，既可以提高能源综合利用率，又可以降低新型干法水泥生 产成本，保护环境。 3.水泥窑纯低温发电由于将废气中的热能转化为电能，较少了能 源消耗，废气通过余热锅炉降低了排放温度，减轻了对环境的污染， 具有显著的环保节能效果，良好的经济效益和社会效益。
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2.热力系统流程图
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3.热力系统流程叙述：
汽轮机凝结水经凝结水泵送入疏水箱，经疏水泵为窑头AQC余热锅炉 热水段、 AQC低压段，AQC余热锅炉热水段生产的100～105℃热水分 两路：一路通至AQC低压段，另一路去除氧器被除氧后，经锅炉给水泵 通过给水管分别为AQC、SP余热锅炉中压段的给水；AQC低压段生产 0.15MPa-150℃的蒸汽汇入分汽缸后，一部分去除氧器用于热力除氧， 另一部分用于汽轮机补汽；AQC蒸汽中压生产的2.45MPa饱和蒸汽与 SP中压生产的2.45MPa饱和蒸汽混合后进入该条窑的AQC-SH余热过热 器过热到380℃，出AQC-SH余热过热器的废气再与冷却机中部（中温 端）抽取的废气混合进入AQC余热锅炉，AQC-SH过热器并被加热成 2.29MPa-380℃的过热蒸汽后进入汽轮机做功；汽轮机做功后的乏汽通 过冷凝器冷凝成水，经凝结水泵送入疏水箱，从而形成完整的热力循环 系统。
二.余热发电的生产工艺
（一）总流程
（二）锅炉的取风流程
ASH 过 ASH 过 热器 热器
中温沉 中温沉 降室 降室 篦 冷 机 篦 冷 机 高温分 高温分 离器 离器
AQC锅炉 AQC锅炉
烟 烟 囱 囱
D
D
D
D
袋收尘 袋收尘
窑头AQC炉烟风系统流程图
D
预 热 器 及 分 解 炉
烟
SP 锅 炉 次 中 压 段
增 湿 塔
SP锅炉 低 压 段 袋 收 尘
囱
D
窑尾SP锅炉烟风系统流程图
（三）热力系统流程
1.朗肯循环
朗肯循环是典型的热工过程，也是理想化的热能（蒸汽）--动力循环， 是各种复杂的蒸汽动力循环的基本循环，是研究复杂循环的理论基础。
1 汽轮机 De 发电机 V燃料 6 5 5 冷凝器 4 给水泵 3 冷却水 4 3 2 2 6
四 应用水泥窑纯低温余热发电技术应遵循的基本原则
不影响水泥生产; 不增加水泥熟料热耗及电耗; 不改变水泥生产用原燃料的烘干热源; 不改变水泥生产的工艺流程及设备;
五 对水泥生产影响的控制
水泥窑配套建设余热电站，原则上要求不影响水泥生产，但由于在一条 完整的熟料生产线窑头、窑尾各串接相应的余热锅炉，因此，余热电站 对水泥生产不产生任何影响是不可能的。根据已投产的余热电站实际生 产运行情况，对于遵循上述原则配套建设的余热电站，投入运行后对水 泥生产的影响主要集中在如下几个方面： （1）窑尾高温风机：在窑尾SP锅炉漏风控制、结构设计、受热面配置、 清灰设计、除灰设计、废气管道设计合适的条件下，电站投入运行后， 窑尾高温风机负荷将有所降低，这种影响是正面的。 （2）增湿塔：将随着电站的投入或解出调整喷水量，直至停止或全开喷 水。 （3）生料磨及煤磨：随着电站的投入或解出，烘干废气温度将产生较大 幅度的变化，需要根据烘干废气温度的变化调整烘干废气量或磨的运行 方式。