【正文】 變更后余熱發(fā)電的設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下： （ 1）汽輪機(jī)裝機(jī)容量（ kW）： 8000 （ 2）發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量（ kW）： 9000 （ 3）平均發(fā)電功率（ kW）： 7730 （ 4）年運(yùn)行時(shí)間（ h）： 7000 （ 5）年發(fā)電量（ 104 kWh）： 5411 （ 6）自用電率（ %）： ～ 9 （ 7）年供電量（ 104 kWh）： 4924 （ 8）小時(shí)熟料產(chǎn)量 (t)： （ 5500 t/d） （ 9） 噸熟料發(fā)電量 (kWh/ t 熟料 )： （設(shè)計(jì)值） （ 10）噸熟料發(fā)電量 (kWh/ t 熟料 )： ≥ 32177。 2（保證值） 采用提高余熱發(fā)電參數(shù)指標(biāo)的措施 窯頭中部抽風(fēng)并且采用窯頭除塵器出口余（熱）風(fēng)再循環(huán)進(jìn)入篦冷機(jī) 9 號(hào)冷卻鼓風(fēng)機(jī)，再保證設(shè)計(jì)抽風(fēng)量的情況下使窯頭熱風(fēng)達(dá)到 380℃； 窯尾自 C1 出口至鍋爐出口加強(qiáng)管道和鍋爐保溫與密封，減少散熱和漏風(fēng)損失，以提高SP 鍋爐的產(chǎn)汽量； （ 3） 選用汽耗低的高效率汽輪機(jī)，主要是用特殊末級(jí)葉片提高末級(jí)蒸氣的含濕量來(lái)提高汽輪機(jī)內(nèi)效率，降低汽耗。本項(xiàng)目的一個(gè)主要目標(biāo)是將設(shè)計(jì)工況下的汽輪機(jī)汽耗降低到 ，同時(shí)汽輪機(jī)輔助系統(tǒng)中采取措施確保較低的排汽壓力，如增大凝汽器換熱面積和增加膠球清洗系統(tǒng)等，來(lái)保證達(dá)到該目標(biāo)。 第二章 項(xiàng)目概論 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 機(jī)電學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程 05 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 項(xiàng)目建設(shè)的必要性 項(xiàng)目的建設(shè)是開(kāi)展資源綜合利用、節(jié)約能源、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的需求。 走進(jìn) 21 世紀(jì)的中國(guó)，隨著 GDP 的快速增長(zhǎng)，能源供應(yīng)緊張的狀態(tài)日趨明顯。 水泥制造業(yè)是一個(gè)高能耗產(chǎn)業(yè)， 不僅每年要消耗大量的煤炭等一次能源，而且還要消耗大量的二次能源 —— 電力 ，雖然隨著水泥煅燒技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)熱效率得到了較大地提高， 1300t/d、2500t/d、 5000t/d 新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)的熟料熱耗已經(jīng)分別達(dá)到 3475kJ/kg（ 830 kcal/kg）、3140kJ/kg（ 750 kcal/kg）、 2970kJ/kg（ 710kcal/kg），但仍有大量的中、低溫廢氣余熱未能被充分利用，造成大量的能源浪費(fèi)， 并產(chǎn)生大量的廢氣，其中 CO2 的排放量占到了我國(guó)CO2 總排放量的 20％ 。 樹(shù)立科學(xué)發(fā)展觀(guān)，建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行體系是我國(guó)的一項(xiàng)長(zhǎng)期的重大技術(shù)政策，合理地綜合利用現(xiàn)有的寶貴資源將是我國(guó)確保經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。 在窯外分解新型干法水泥生產(chǎn)工藝中，窯尾預(yù)熱器和窯頭熟料冷卻機(jī)的廢氣除了部分用于烘干原料、煤以外仍然排掉了大量的 低溫廢氣余熱 ，其熱量約 占水泥熟料燒成系統(tǒng)總熱耗量的 30%左右，進(jìn)一步充分利用這些中、低品位的余熱是節(jié)約能源、減少溫室氣體排放的關(guān)鍵。 純低溫余熱發(fā)電 項(xiàng)目的實(shí)施，一方面可以 綜合利用水泥生產(chǎn)線(xiàn)排放的廢熱資源 ，回收高溫?zé)煔獾臒崃孔儚U為寶， 降低 水泥 生產(chǎn)成本 和 提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益 ， 部分緩解 水泥制造廠(chǎng) 生產(chǎn)用電的緊張形勢(shì) ；另一方面可降低排煙溫度和排塵濃度，減輕熱污染和環(huán)境污染。早在 1996年國(guó)務(wù)院曾以國(guó)發(fā) [1996]36 號(hào)文批轉(zhuǎn)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委等部門(mén)《關(guān)于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)資源綜合利用意見(jiàn)》的通知，《意見(jiàn)》中明確指示，凡利用余熱、余壓、城市垃圾和煤矸石、煤泥等 低熱值燃料及煤層氣生產(chǎn)電力、熱力的企業(yè)，其單機(jī)容量在 500 千瓦以上，符合并網(wǎng)調(diào)度條件的，電力部門(mén)都應(yīng)允許并網(wǎng)??，裝機(jī)容量在 萬(wàn)千瓦以下（含 萬(wàn)千瓦）的綜合利用電廠(chǎng)，不參加電網(wǎng)調(diào)峰??”。 預(yù)計(jì) 2021 年全國(guó)新型干法水泥的生產(chǎn)能力將達(dá)到 45000 萬(wàn) t，如全部采用純低溫預(yù)熱發(fā)電技術(shù)，總裝機(jī)將達(dá)到 1500MW，年供電量約 90 億 kWh，相當(dāng)于年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 345 萬(wàn)t，每年減少 CO2 排放量 萬(wàn) t，大大減少對(duì)環(huán)境的空氣污染和溫室效應(yīng)。 以一個(gè) 5000t/d 規(guī)模的新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)的一般情況為例，可在不影 響水泥生產(chǎn)線(xiàn)正常生產(chǎn)的前提下，投資約 5000 萬(wàn)元人民幣，配套建設(shè) 6MW 裝機(jī)容量的純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，平均發(fā)電功率按 5700kW 計(jì)算，年發(fā)電量達(dá)到 4000104kWh，扣除自用電后年供電量達(dá)到 3600104kWh，經(jīng)濟(jì)效益方面分析， 3～ 4 年便可回收全部投資；環(huán)境效益方面分析，按大型火電廠(chǎng)發(fā)電效率為 標(biāo)準(zhǔn)煤 /kWh 計(jì)算，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 13788t，每年減少 CO2 排放量 34470t。 設(shè)計(jì)范圍 （ 1）主要生產(chǎn)工程： 5000t/d 熟料生產(chǎn)線(xiàn)窯頭、窯尾廢氣旁路系統(tǒng)及飛灰處理系統(tǒng)，純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng) 的 SP 余熱鍋爐、 AQC 余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組、鍋爐水處理設(shè)施、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、 DCS 控制 系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)。 （ 2）本項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)涉及的專(zhuān)業(yè)有：總圖布置、鍋爐、發(fā)電、化水、電氣、自動(dòng)化、給排水、建筑結(jié)構(gòu)、環(huán)保、通風(fēng)與動(dòng)力、職業(yè)安全與衛(wèi)生、工程概算、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等專(zhuān)業(yè)。 主要設(shè)計(jì)原則和指導(dǎo)思想 盡可能做到余熱電站在正常運(yùn)行時(shí)不影響水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)的正常生產(chǎn)，余熱電站建設(shè)時(shí)中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 機(jī)電學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程 05 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 減少對(duì)水泥生產(chǎn)線(xiàn)正常生產(chǎn)的影響，在此前提下余熱電站設(shè)計(jì)遵循“技術(shù)先進(jìn)、生產(chǎn)可靠、節(jié)約投資”的原則，具體指導(dǎo)思想如下： (1) 在不影響水泥生產(chǎn)的 前提下最大限度地利用余熱； (2) 在生產(chǎn)可靠的前提下，提倡技術(shù)先進(jìn)。要盡可能采用先進(jìn)的工藝（熱力系統(tǒng)）技術(shù)方案，以降低操作成本和改造基建的投入； (3) 以生產(chǎn)可靠為前提，采用成熟、可靠的工藝和裝備，克服同類(lèi)型、同規(guī)模項(xiàng)目中暴露出的問(wèn)題； (4) 生產(chǎn)設(shè)備原則上采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備； (5) 余熱電站主、輔機(jī)的過(guò)程控制采用集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)； (6) 貫徹執(zhí)行國(guó)家和地方對(duì)環(huán)保、勞動(dòng)、安全、計(jì)量、消防等方面的有關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，做到“三同時(shí)”。 主要設(shè)備配置 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 數(shù)量 型號(hào) 1 AQC 余熱鍋爐 1 KA200/2 SP 余熱鍋爐 1 KS325/3 凝汽式汽輪機(jī) 1 4 發(fā)電機(jī) 1 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 序號(hào) 指 標(biāo) 名 稱(chēng) 單 位 數(shù) 量 備 注 1 余熱發(fā)電建設(shè)規(guī)模 裝機(jī)容量 kW 19000 規(guī)劃 29000 2 余熱發(fā)電工藝 純低溫余熱發(fā)電 3 主要生產(chǎn)設(shè)備 AQC 爐 臺(tái) 1 SP 爐 臺(tái) 1 汽輪發(fā)電機(jī)組 套 1 4 發(fā)電系統(tǒng)指標(biāo) 額定功率 kW 8000 平均發(fā)電功率 kW 7730 年運(yùn)行時(shí)間 h 7000 年發(fā)電量 ?104 kW h/a 5411 余熱發(fā)電自用電率 % ~9 年供電量 ?104 kW h/a 4924 熟料產(chǎn)量 t/ h （ 5500t/d 熟料） 5 計(jì)算噸熟料發(fā)電量 kW h/ t 6 勞動(dòng)定員 人 18 7 投資總額 (靜態(tài) ) 萬(wàn)元 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 機(jī)電學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程 05 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 序號(hào) 指 標(biāo) 名 稱(chēng) 單 位 數(shù) 量 備 注 建設(shè)投資 萬(wàn)元 建筑工程 萬(wàn)元 設(shè)備購(gòu)置 萬(wàn)元 安裝工程 萬(wàn)元 其他費(fèi)用 萬(wàn)元 建設(shè)期利息 萬(wàn)元 流動(dòng)資金 萬(wàn)元 8 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo) 全投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 % 靜態(tài)投資回收期 a （含建設(shè)期 1 年） 投資利潤(rùn)率 % 投資利稅率 % 全部貸款償還期 a （含建設(shè)期 1 年） 結(jié)論和建議 本項(xiàng)目的建設(shè)，充分利用窯外分解新型干法水泥生產(chǎn)工藝中窯尾預(yù)熱器、窯頭熟料冷卻機(jī)排掉的廢氣，開(kāi)發(fā)利用中低品位的余熱進(jìn)行發(fā)電，在能源供應(yīng)越來(lái)越緊張的現(xiàn)實(shí)情況下，節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益較好，符合國(guó)家關(guān)于節(jié)能和資源綜合利用的政策。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 機(jī)電學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程 05 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第三章 方案實(shí)施條件 1 技術(shù)條件 水泥熟料產(chǎn)量及熱量 水泥熟料煅燒技術(shù)的發(fā)展是隨著水泥工業(yè)節(jié)能技術(shù)進(jìn)步而發(fā)展的，早在二十世紀(jì)初 ,人們就開(kāi)始回收水泥生產(chǎn)過(guò)程中的高溫余熱用來(lái)發(fā)電，通過(guò)余熱回收利用，水泥熟料熱耗降至46006700kJ/kg。由于水泥熟料產(chǎn)量低 ,總的熱量不多 ,余熱回收的發(fā)電機(jī)裝機(jī)大部分只有750~3000kW。二十世紀(jì)七十年代以后 ,新型干法水泥技術(shù)的發(fā)展 ,使水泥窯的單臺(tái)生產(chǎn)線(xiàn)的能力成倍提高 ,最大的已經(jīng)達(dá)到 12021t/d,熟料燒成熱耗一般在 30003600 kJ/kg,而在生產(chǎn)中仍然有大量的中、低溫廢氣余熱不能被利用，由此所造成的能源浪費(fèi)很大 ,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) ,截止 2021 年底 ,全國(guó) 2021~4000t/d水泥生產(chǎn)線(xiàn) 184條 ,4000t/d 以上生產(chǎn)線(xiàn) 67 條 , 估計(jì)到 2021年底 2021t/d 以上的水泥生產(chǎn)線(xiàn)達(dá)到 300 條 。如目前國(guó)內(nèi)技術(shù)水平比較先進(jìn)的窯外分解窯水泥生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)過(guò)程中由窯頭熟料冷卻機(jī)和窯尾預(yù)熱器排掉的 350℃以下的廢氣，其熱量約占水泥熟料燒成系統(tǒng)總熱耗量 30%以上 ,按噸熟料發(fā)電量 28kWh計(jì)算 ,2500t/d的水泥生產(chǎn)線(xiàn)發(fā)電機(jī)裝機(jī)就達(dá) 3000kW,300 條生產(chǎn)線(xiàn)總的裝機(jī)超過(guò) 1500MW。如何進(jìn)一步充分利用這些中、低品位的余熱是目前進(jìn)一步降低水泥生產(chǎn)成本、緩解電力緊張的關(guān)鍵。 資源綜合利用的有關(guān) 政策 隨著我國(guó)人口的增加和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)資源相對(duì)不足的矛盾日益突出。為此，早在 1996年國(guó)務(wù)院曾以國(guó)發(fā) [1996]36 號(hào)文批轉(zhuǎn)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委等部門(mén)《關(guān)于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)資源綜合利用意見(jiàn)》的通知，《意見(jiàn)》中明確指示，凡利用余熱、余壓、城市垃圾和煤矸石、煤泥等低熱值燃料及煤層氣生產(chǎn)電力、熱力的企業(yè)，其單機(jī)容量在 500kW 以上，符合并網(wǎng)調(diào)度條件的，電力部門(mén)都應(yīng)允許并網(wǎng)??，裝機(jī)容量在 萬(wàn) kW 以下（含 萬(wàn) kW）的綜合利用電廠(chǎng)，不參加電網(wǎng)調(diào)峰??”。 近幾年來(lái)隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國(guó)在電力供需矛盾得以緩解，一些小火電 列為關(guān)停之列，為此 1999 年國(guó)務(wù)院辦公廳國(guó)辦發(fā) [1999]44 號(hào)文轉(zhuǎn)發(fā)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委《關(guān)于關(guān)停小火電機(jī)組有關(guān)問(wèn)題意見(jiàn)》中指出“單機(jī)容量 5 萬(wàn)千瓦（含 5 萬(wàn)千瓦）的中壓、低壓常見(jiàn)燃煤（燃油）機(jī)組， 2021 年底前予以關(guān)?！薄? 國(guó)務(wù)院日前發(fā)布了 《促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整暫行規(guī)定》 ，相配套的發(fā)展改革委員會(huì)制訂并經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的 《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》 也同時(shí)發(fā)布。在 2021 年中國(guó)水泥協(xié)會(huì)召開(kāi)的專(zhuān)家權(quán)威人士水泥發(fā)展座談會(huì)上，發(fā)改委官員已透露了水泥在（新）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄中鼓勵(lì)類(lèi)內(nèi)容的變化，其中就有日產(chǎn) 2021 噸及以上熟料新型干法水泥生產(chǎn)余熱發(fā)電新列入政策鼓勵(lì)類(lèi)。 從 1995年寧國(guó)水泥廠(chǎng)日產(chǎn) 4000 噸熟料干法生產(chǎn)線(xiàn)余熱發(fā)電項(xiàng)目啟動(dòng)至今已 10年有余了，從 1998 年 3 月“水泥余熱發(fā)電設(shè)備示范項(xiàng)目”舉行 竣工儀式算，也有近 8個(gè)年頭了。余熱發(fā)電項(xiàng)目的企業(yè)效益與社會(huì)效益也早已被認(rèn)可。按理說(shuō)，老生產(chǎn)線(xiàn)都能進(jìn)行改造，新建水泥生產(chǎn)線(xiàn)更應(yīng)該不在話(huà)下。 國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)的余熱利用電站的概述 為了將中、低品位余熱轉(zhuǎn)換為電能并回收用于水泥生產(chǎn)，從而進(jìn)一步降低水泥生產(chǎn)能耗、節(jié)約能源，國(guó)外對(duì)于中、低溫純余熱發(fā)電技術(shù)從六十年代末期即開(kāi)始研制和使用，到八十年代初期，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到了高潮；無(wú)論是熱力系統(tǒng)還是設(shè)備制造技術(shù)日本都領(lǐng)先于其它國(guó)家。日本不但在本國(guó)二十幾條預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)線(xiàn)上采用了純低溫余熱發(fā)電技術(shù)， 2 而且出口到臺(tái)灣、 韓國(guó)等一些國(guó)家和地區(qū)。日本開(kāi)發(fā)研制的余熱鍋爐及中、低品位蒸汽汽輪機(jī)，技術(shù)成熟可靠并具有很大的靈活性。 1996 年日本新能源產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社向我國(guó)安徽省海螺集團(tuán)寧國(guó)水泥廠(chǎng) 4000t/d 預(yù)分解窯贈(zèng)送了一套 6480kW 的純低溫余熱電站設(shè)備，由中國(guó)安徽海螺集團(tuán)寧國(guó)水泥廠(chǎng)與日本川崎重工株式會(huì)社共同實(shí)施。該項(xiàng)目 1996 年 10 月 18 日動(dòng)工， 1998 年 2 月 8 日并網(wǎng)發(fā)電一次成功。 在海螺集團(tuán)寧國(guó)水泥廠(chǎng) 4000t/d 生產(chǎn)線(xiàn)上，預(yù)熱器（ SP）和冷卻機(jī)（ AQC）出口廢氣風(fēng)量和溫度分別為 258550Nm3/h、 350℃和 165300Nm3/h、 360℃，熱力系統(tǒng)采用減速式兩點(diǎn)混氣式汽輪機(jī)，利用參數(shù)較低的主蒸汽和閃蒸產(chǎn)生的飽和蒸汽發(fā)電；余熱鍋爐壓力為 、溫度為 335℃、蒸發(fā)量為 。項(xiàng)目設(shè)計(jì)指標(biāo)為發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量 6480kW，噸熟料發(fā)電量 ，年發(fā)電量 4087 萬(wàn) kWh。從1998