【正文】 萬 kW 以下（含 萬 kW）的綜合利用電廠，不參加電網(wǎng)調(diào)峰??”。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，克服同類型、同規(guī)模項(xiàng)目中暴露出的問題； (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)”。 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。 5000t/d 窯設(shè)計(jì)參數(shù)及變更后主要設(shè)備配置 窯尾、窯頭廢氣系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣條件 熱工標(biāo)定，期間，入窯生料投料量為 365t/h，熟料產(chǎn)量約為 5407t/d，其中窯頭、窯尾風(fēng)量、溫度、含塵量等測(cè)定數(shù)據(jù)如下： 項(xiàng) 目 單位 窯頭廢氣 預(yù)熱器出口廢氣 氣體靜壓 Pa 450 5151 氣體溫度 ℃ 290 322 氣體流量 Nm3/h 249100 322200 氣體含塵量 g/Nm3 氣體含濕量 ％ / 干氣體成分： O2 ％ 21 CO ppm / 117 CO2 ％ / N2 ％ 79 5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯頭﹑窯尾可利用的廢氣參數(shù)如下（核定水泥熟料產(chǎn)量 5500t/d）： 窯頭熟料冷卻機(jī)（中部抽風(fēng)改造后） 廢氣量： 202100Nm3/h 廢氣溫度： 360~380℃ 余熱鍋爐出口溫度： ~120℃ 含塵濃度： 20g/Nm3 窯尾預(yù)熱器出口 廢氣量： 322021Nm3/h 廢氣溫度： 330℃ 余熱鍋爐出口溫度： 200℃ (進(jìn)立磨烘干原料 ) 含塵濃度： 70g/Nm3 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) 熟料產(chǎn)量 5500 t/d AQC 參數(shù) SP 參數(shù) 煙 (風(fēng) )流量 (Nm3/h) 202100 322021 煙 (風(fēng) )溫度 (℃ ) 380 320 過熱蒸汽溫度 (℃ ) 355 295 過熱蒸汽流量 (t/h) 過熱蒸汽壓力 (MPa) 汽機(jī)進(jìn)汽流量 (t/h) 汽機(jī)進(jìn)汽溫度 (℃ ) 315 汽機(jī)進(jìn)汽壓力 (MPa) － 汽輪發(fā)電機(jī)汽耗 (kg/kWh) ≤ 發(fā)電機(jī)輸出功率 (kW) 7730 變更后主設(shè)備配置 序 號(hào) 主 設(shè) 備 配 置 型 號(hào) 數(shù) 量 備 注 1 SP 余熱鍋爐 KS322/ 1 臺(tái) 單壓、立式自然循環(huán) 自清灰 2 AQC 余熱鍋爐 KA200/ 1 臺(tái) 單壓、立式自然循環(huán) 振打清灰 3 汽輪機(jī) 進(jìn)汽壓力 ， 溫 度310/320℃，流量 ，排汽壓力 MPa 1 套 純凝機(jī)組，雙層布置，末級(jí)葉片專利設(shè)計(jì)， 適應(yīng)低參數(shù)，汽耗低。根據(jù)這些情況，調(diào)整窯頭余風(fēng)設(shè)計(jì)流量，以進(jìn)一步充分發(fā)揮窯頭余熱資源。通過進(jìn)一步的調(diào)研，目前已建成 的 5000t/d 余熱發(fā)電普遍存在裝機(jī)容量偏小的問題，原因就是選擇熟料產(chǎn)量 5000t/d作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；而擬建的 5000t/d 余熱發(fā)電項(xiàng)目均采用 9000kW 裝機(jī)配套。該工藝較第一代系統(tǒng)提高余熱發(fā)電量 810%左右。 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。 設(shè)計(jì)范圍 （ 1）主要生產(chǎn)工程： 5000t/d 熟料生產(chǎn)線窯頭、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)。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)線發(fā)電機(jī)裝機(jī)就達(dá) 3000kW,300 條生產(chǎn)線總的裝機(jī)超過 1500MW。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。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 kWh。據(jù)報(bào)道，不少省市，不少水泥企業(yè)都已作出 實(shí)施計(jì)劃，有的正在前期工作，有的已開工建設(shè)。 （ 5） 設(shè)備選擇與系統(tǒng)確定，要充分結(jié)合水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)，體現(xiàn)技術(shù)成熟可靠，經(jīng)濟(jì)合理。 立式鍋爐主要優(yōu)點(diǎn)：鍋爐本體采用鋼護(hù)板結(jié)構(gòu)，鍋爐自上而下布置過熱器、蒸發(fā)器和省煤器，由于鍋爐投影面積小，粉塵落點(diǎn)集中，回灰采用灰斗式，漏風(fēng)點(diǎn)少、國(guó)產(chǎn)立式鍋爐較臥式鍋爐熱效率高；由于鍋爐的換熱面增加是向上發(fā)展，因此占地面積較小，比較容易布 置（可順著窯尾風(fēng)管平行布置）。 為保證余熱鍋爐的啟停不影響水泥生產(chǎn)及電站的穩(wěn)定運(yùn)行，在 SP 余熱鍋爐煙氣連接管道設(shè)有旁通煙道可使 SP 爐在出現(xiàn)故障時(shí)或水泥生產(chǎn)不正常 時(shí)解列 SP 爐，即滿足了水泥生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行又保證了 SP 爐的安全。窯尾余熱鍋爐的清灰采用機(jī)械振打的措施來清除附著在換熱面上的煙塵，通過機(jī)械振打，使粉塵進(jìn)入灰斗最后排除；另外在余熱鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，換熱管束之間間距可以布置的相對(duì)大一些，從而減少鍋爐 內(nèi)部的積灰；窯頭余熱鍋爐因采用了預(yù)除塵措施，進(jìn)鍋爐的粉塵濃度 8g/Nm3，所以附著在換熱面上的粉塵較少，粘結(jié)性小，基本能隨氣流帶走，所以不設(shè)清灰裝置。 方案二（閃蒸型） 本方案汽輪機(jī)為補(bǔ)汽式 ,利用熱水閃蒸技術(shù)，設(shè)置一臺(tái)閃蒸器，閃蒸器出的飽和蒸汽混入汽輪機(jī)做功。 方案三（雙壓鍋爐型） 該方案最顯著的特點(diǎn)是余熱鍋爐采用高、低壓兩種蒸汽參數(shù)向汽機(jī)供汽。 余熱煙氣性質(zhì)以及熱力計(jì)算 （ 1）煙氣中的成分（設(shè)計(jì)值） 煙氣中含 O2： ％ 煙氣中含 CO2： 25％ 煙氣中含 N2： 66％ 煙氣中含 H2O： ％ 煙氣中含灰份： ％ （ 2） 熱力計(jì)算 設(shè) 計(jì) 工 況 窯產(chǎn)量 :5500 t/d AQC 參數(shù) SP 參數(shù) 煙 (風(fēng) )流量 (Nm3/h) 202100 322021 煙 (風(fēng) )溫度 (℃ ) 380 320 過熱蒸汽溫度 (℃ ) 355 295 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) 6 過熱蒸汽流量 (t/h) 過熱蒸汽壓力 (MPa) 混合蒸汽流量 (t/h) 混合蒸汽溫度 (℃ ) 混合蒸汽壓力 (MPa) 汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度 (℃ ) 315 汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力（ MPa） 汽輪發(fā)電機(jī)汽耗 (kg/kWh) （ ） * 汽輪發(fā)電機(jī)功率 (kW) 7730 (8020) * 最 大 工 況 窯產(chǎn)量 :5800 t/d AQC 參數(shù) SP 參數(shù) 煙 (風(fēng) )流量 (Nm3/h) 250000 357000 煙 (風(fēng) )溫度 (℃ ) 380 320 過熱蒸汽溫度 (℃ ) 360 295 過熱蒸汽流量 (t/h) 過熱蒸汽壓力 (MPa) 混合蒸汽流量 (t/h) 混合蒸汽溫度 (℃ ) 混合蒸汽壓力 (MPa) 汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度 (℃ ) 320 汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力（ MPa） 汽輪發(fā)電機(jī)汽耗 (kg/kWh) ()* 汽輪發(fā)電機(jī)輸出功率 (kW) 8850 (9350)* 注：帶 *的（）內(nèi)值為汽輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行的最低汽耗和最大輸出功率 主機(jī)型式及其主要設(shè)計(jì)規(guī)范 余熱鍋爐 余熱鍋爐形式 : 立式（塔式）、自然循環(huán)、單壓、無補(bǔ)燃、室外露天布置 余熱鍋爐各工況下性能參數(shù)（每臺(tái)） 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) 7 序號(hào) 內(nèi)容 單位 額定工況性能 SP 爐 AQC 爐 1 主蒸氣壓力 MPa 2 主蒸氣溫度 ℃ 295 355 3 最大連續(xù)蒸發(fā)量 t/h 4 給水溫度 ℃ 150 40 5 余熱鍋爐進(jìn)煙量 Nm3/h 322021 202100 6 余熱鍋爐進(jìn)煙溫度 ℃ 320 380 7 余熱鍋爐排煙溫度 ℃ 206 122 汽輪發(fā)電機(jī)組 （ 1）汽輪機(jī) 型式： 低壓、單缸、單軸、沖動(dòng)、凝汽式汽輪機(jī) 型號(hào)： 銘牌功率： 8000 kW 額定轉(zhuǎn)數(shù)： 3000 r/min 旋轉(zhuǎn)方向： 順汽流方向?yàn)轫槙r(shí)針 汽輪機(jī)回?zé)峒?jí)數(shù)：無 汽輪機(jī)各工況下的性能參數(shù)（每臺(tái)）： 序號(hào) 內(nèi)容 單位 額定工況性能 1 汽輪機(jī)主汽門前壓力 MPa 177。 為滿足機(jī)組的啟停要求，設(shè)置鍋爐主汽門、鍋爐隔離汽門、汽機(jī)隔離汽門、汽機(jī)主汽電動(dòng)門旁路裝置。凝結(jié)水由凝結(jié)水泵升壓，將凝汽器熱水井中的凝結(jié)水經(jīng)軸封加熱器打入除氧器。 ② 工業(yè)水系統(tǒng) 工業(yè)水由總廠 DN250 管道過來，做為 冷卻塔補(bǔ)充水、工業(yè)設(shè)備冷卻水以及除鹽水用水。 電廠用水取自總廠給水管網(wǎng)，其中部分工業(yè)設(shè)備冷卻水回收至循環(huán)水。 循環(huán)水系統(tǒng)選擇及布置 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)選擇 余熱發(fā)電系統(tǒng)需冷卻設(shè)備有汽輪發(fā)電機(jī)的凝汽器、冷油器、空冷器以及部分轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備等。因此，根據(jù)本工程的建設(shè)規(guī)模，以及當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件、循環(huán)水的補(bǔ)水來源、場(chǎng)地等多方面的條件，本余熱電站循環(huán)水冷卻構(gòu)筑物采取冷卻塔方案。 循環(huán)水泵房?jī)?nèi)設(shè)置循環(huán)水泵 4 臺(tái)。 ④為了防止凝汽器銅管表面污臟 ,設(shè)置了凝汽器膠球清洗裝置 。 本項(xiàng)目配套建設(shè) 9MW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 7730kW 計(jì)算，年發(fā)電量達(dá)到 5411104kWh，扣除自用電后年供電量達(dá)到 4924104 kWh，按大型火電廠發(fā)電效率為 標(biāo)準(zhǔn)煤 /kWh 計(jì)算，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 18859t，每年減少 CO2 排放量47148t。 l水泥窯佘熱發(fā)電站的建設(shè)特點(diǎn) 水泥窯余熱發(fā)電站的建設(shè)一方面必須嚴(yán)格按照電力行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范執(zhí)行，一方面又和常規(guī)電站的建設(shè)有不同之處。 (2)sP,l~： 鍋爐人口煙氣量 216250NmTh 鍋爐人口煙氣溫度 320℃ 鍋爐人口煙塵濃度 100g／ Nm3 鍋爐出口煙氣溫度 ~217℃ 鍋爐煙氣總阻力 ~800Pa 鍋爐總漏風(fēng) ≤ 5％ 名義蒸發(fā)量 13． 8 咖 額定蒸汽壓力 1． 25MPa 額定蒸汽溫度 310℃ 給水溫度 165℃ 。因此體現(xiàn)在水泥窯余熱發(fā)電站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)時(shí)機(jī)、運(yùn)行模式等方面和常規(guī)電站又略有不同，在某種程度上都受制于主生產(chǎn)線。水泥窯佘熱發(fā)電站的建設(shè)在某種程度上受制于水泥熟料燒成系統(tǒng)，該項(xiàng)目的熱力系統(tǒng)根據(jù) CDc 燒成系統(tǒng)的特點(diǎn)選擇了單壓系統(tǒng)。 第六章 資源利用和能源耗用分析 概述 節(jié)約能源是我國(guó)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期基本國(guó)策，作為單位產(chǎn)品能源消耗較大的水泥制造業(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)線的熟料熱耗已經(jīng)分別達(dá)到 3475kJ/kg（ 830 kcal/kg）、 3140 kJ/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％ ，合理利用能源與節(jié)省消耗的意義更為重大。為了加強(qiáng)循環(huán)水質(zhì)控制，水池邊設(shè)置兩臺(tái)自吸式排污泵 ZW10010015，流量 100m3/h，揚(yáng)程 15mH2O。 雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔與機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的特性比較 雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔 機(jī)械通風(fēng)冷卻塔 維護(hù)簡(jiǎn)單 無風(fēng)機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)械的維護(hù)問題，運(yùn)行費(fèi)用低 冷效高而熱穩(wěn)定，受自然風(fēng)影響小 基建投資低，施工簡(jiǎn)單，施工周期短 冷卻水溫差大 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 回流和水霧影響少 冷卻效果穩(wěn)定 冷幅小（ t2t）小 淋水密度大 布置緊湊，降低造價(jià) 造價(jià)高，施工技術(shù)要求高，施工周期長(zhǎng) 冷卻水溫差小 冷幅高（ t2t）大 冬季維護(hù)復(fù)雜 淋水密度小，占地面積大 高溫、高濕、低壓地區(qū)及工藝要求水溫差△t 較小時(shí)不宜采用 耗電多 電機(jī)及風(fēng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜 易受塔排汽濕熱回流影響而降低冷卻效果