【文章內容簡介】 外在余熱鍋爐設計時，換熱管束之間間距可以布置的相對大一些，從而減少鍋爐內部的積灰；窯頭余熱鍋爐因采用了預除塵措施，進鍋爐的粉塵濃度＜8g/Nm3，所以附著在換熱面上的粉塵較少，粘結性小，基本能隨氣流帶走，所以不設清灰裝置。熱力系統(tǒng)的確定⑴方案一(單壓鍋爐系統(tǒng))根據熱工標定的窯頭、窯尾廢氣量和廢氣溫度，6000t/h水泥生產線窯頭余熱鍋爐由二級省煤器、蒸發(fā)器和過熱器組成。窯尾余熱鍋爐由省煤器、五級蒸發(fā)器和過熱器組成，給水經窯頭AQC爐高溫省煤器、汽包、蒸發(fā)器、過熱器，另一路則進入窯尾SP鍋爐高溫省煤器、汽包、蒸發(fā)器、過熱器。然后通過汽輪機進汽管，進入汽輪機做功發(fā)電；由于蒸發(fā)器受熱面布置不同，6000t/。該系統(tǒng)設計主要特點：①最大限度地利用了窯頭低熱資源，AQC爐省煤器不僅向AQC爐供熱水，同時也向SP爐供應熱水。②6000t/h水泥生產線窯頭過熱蒸汽溫度設計355℃，而窯尾過熱蒸汽溫度設計為295℃，；它們在分汽缸混合后溫度334℃，保證最經XX熱利用。③單壓系統(tǒng)鍋爐結構簡單，自然循環(huán)。④汽輪機為單壓進汽，設備制造簡單，可靠性高，投資費用少。⑵方案二（閃蒸型）本方案汽輪機為補汽式，利用熱水閃蒸技術，設置一臺閃蒸器和補汽裝置，閃蒸器出的飽和蒸汽混入汽輪機做功。窯頭AQC余熱鍋爐由省煤器、蒸發(fā)器和過熱器組成，而窯尾余熱鍋爐由省煤器、蒸發(fā)器和過熱器組成。給水分為二路：一路經電動調節(jié)閥直接進入窯頭AQC爐省煤器，另一路經電動閥調節(jié)后進入窯尾SP爐省煤器。兩臺省煤器出來的熱水分別進入各自的汽包和公用的閃蒸器。進入窯頭AQC爐和窯尾SP爐汽包的欠飽和水經各自蒸發(fā)器、過熱器加熱成過熱蒸汽后一同進入汽輪機做功發(fā)電。進入閃蒸系統(tǒng)的熱水先進閃蒸器，閃蒸產生的飽和蒸汽通過補汽裝置進入汽輪機發(fā)電。閃蒸器的出水又重新泵入窯頭窯尾鍋爐省煤器作為給水。該系統(tǒng)設計特點：①用閃蒸技術，熱利用效率較高（和單壓系統(tǒng)相比，大約提高35%）；②系統(tǒng)運行穩(wěn)定；③系統(tǒng)較復雜，除正常設置外，另加設閃蒸器；汽輪機增加補汽調節(jié)裝置；④由于閃蒸汽有一定的濕度，對汽機的轉子要求較高，目前國內生產此類汽輪機較少，須重新設計補汽式汽輪機，汽機制造周期長，價格高。⑶方案三（雙壓鍋爐型）該方案最顯著的特點是余熱鍋爐采用高、低壓兩種蒸汽參數向汽機供汽。窯頭、窯尾余熱鍋爐均由省煤器、低壓蒸發(fā)器、低壓汽包和高壓汽包、低壓汽包和高壓汽包、高壓蒸發(fā)器、高壓過熱器組成。給水分為兩路，一路經省煤器進入窯頭、窯尾低壓汽包，經低溫蒸發(fā)器加熱成飽和蒸汽進入汽輪機發(fā)電。一路經省煤器進入窯頭、窯尾高壓汽包，經窯頭和窯尾高壓蒸發(fā)器、高壓過熱器加熱成過熱蒸汽進入汽輪機發(fā)電。該系統(tǒng)設計特點：①利用效率較高（和單壓系統(tǒng)相比，余熱利用提高大約35%）；②窯頭和窯尾余熱鍋爐熱力系統(tǒng)設計較為復雜，運行維修都不方便；③收低溫煙氣余熱，余熱鍋爐造價大為提高；④由于是雙壓系統(tǒng)，同樣對汽輪機要求較高，目前國內生產此類汽輪機較少，須重新設計補汽式汽輪機，汽機制造周期長，價格高；⑤系統(tǒng)運行要求高。綜上所述，單壓系統(tǒng)由于其系統(tǒng)簡單，設備運行可靠，投資省，而得到方泛采用，其國內使用業(yè)績表明，技術成熟可靠。而雙壓或閃蒸系統(tǒng)由于受到國產汽輪產品的限制，最終發(fā)電效果并不明顯高于單壓系統(tǒng)，其關鍵原因是，大部分汽輪機制造廠并沒有根據水泥行業(yè)余熱發(fā)電的具體情況，開發(fā)設計新供水泥行業(yè)純低溫余熱發(fā)電用的汽輪機，造成雙壓補汽式汽輪機內效率略低于單壓式汽輪機。因此，本項目推薦的熱力系統(tǒng)為單壓系統(tǒng)。余熱煙氣性質以及熱力計算⑴煙氣中的成分（設計值）煙氣中含O2：%煙氣中含CO2：25%煙氣中含N2：66%煙氣中含H2O：%煙氣中含灰分：%⑵熱力計算設計工況水泥產量:6000t/dAQCSP煙（風）流量（Nm3/h）280000426000煙（風）溫度（℃）380320過熱蒸汽溫度（℃）355295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）汽輪機進汽溫度（℃）334汽輪機進汽壓力（Mpa）汽輪發(fā)電機汽耗（kg/kWh）（）*汽輪發(fā)電機功率（KW）7730（8020）*注：帶*的（）內值為汽輪機實際運行的最低汽耗和最大輸出功率。主機型式及其主要設計規(guī)范⑴余熱鍋爐余熱鍋爐形式：立式（塔式）、自然循環(huán)、單壓、無補燃、室外露天布置最大工況窯產量:6300t/dAQCSP參數煙（風）流量（Nm3/h）250000357000煙（風）溫度（℃）380320過熱蒸汽溫度（℃）360295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）汽輪機進汽溫度（℃）330汽輪機進汽壓力（Mpa）汽輪發(fā)電機汽耗（kg/kWh）（）*汽輪發(fā)電機功率（KW）9018（9350）*余熱鍋爐各工況下性能參數（每臺）序號內容單位額定工況性能SP爐AQC爐1主蒸氣壓力Mpa2主蒸氣溫度℃2953553最大連續(xù)蒸發(fā)量T/h4給水溫度℃150405余熱鍋爐進煙量Nm3/h3220002000006余熱鍋爐進煙溫度℃3203807余熱鍋爐排煙溫度℃206122⑵汽輪發(fā)電機組①汽輪機序號內容1汽輪機1型號2銘牌功率（KW）90003型式低壓、單缸、單軸、沖動、凝汽式汽輪機4額定轉數（r/min）30005旋轉方向順汽流方向為順時針6汽輪機回熱級數無7制造廠家國內汽輪機制造廠②汽輪機各工況下的性能參數（每臺）：序號內容單位額定工況性能汽輪機1發(fā)電機功率MW92汽輪機主汽門前壓力Mpa177。3汽輪機主汽門前溫度℃334177。54汽輪機排汽壓力KPa65汽輪機汽耗率kg/KWH③發(fā)電機序號內容單位額定工況性能發(fā)電機1型號QF922額定功率MW93額定電壓KV4功率因數5額定轉數r/min30006額定頻率HZ507效率97%8冷卻方式空冷熱力系統(tǒng)設計特點及說明⑴熱力系統(tǒng)概述水泥余熱發(fā)電的熱力系統(tǒng)主要由余熱鍋爐和汽輪機汽水系統(tǒng)組成，鍋爐本體的熱力系統(tǒng)隨設備整體采購。⑵汽水循環(huán)系統(tǒng)1)汽水循環(huán)系統(tǒng)概述汽水循環(huán)系統(tǒng)主要由余熱鍋爐（汽水系統(tǒng)）和汽輪機以及輔助設備和管道組成。鍋爐主蒸汽進入汽缸，然后由汽缸進入汽輪機。因考慮余熱鍋爐煙氣利用汽輪機不設置回熱系統(tǒng)，采用真空除氧器。汽輪機配一臺射水抽氣器式真空除氧器。2)主蒸汽和旁路系統(tǒng)主蒸汽管道為母管制，由余熱鍋爐的過熱器出口聯(lián)箱引出，經鍋爐主汽電動門、流量測量孔板、主蒸汽隔離門后進入主廠房汽缸，由汽缸接至汽輪機的隔離門、流量測量孔板、電動主汽門、自動主汽門、調節(jié)汽門，進入汽輪機作功后，排至凝汽器，蒸汽在凝汽器中凝結成水，匯入熱水井。供汽輪機前后軸封新蒸汽的管道接至主汽門前。3)疏水系統(tǒng)在汽輪機啟動、停機或低負荷運行時，要把主蒸汽管道及其分支管道、閥門等部件中集聚的凝結水迅速地排走，否則進入汽輪機通流部分，將會引起水擊，另外會引起其它用汽設備和管道發(fā)生故障。①汽機電動主汽門前疏水、自動主汽閥后疏水、汽缸疏水接至疏水膨脹箱，通過熱疏水母管至疏水箱；②前后汽封疏水直接排地溝；③自動主汽閥桿疏水直接排地溝；④汽輪機汽動油泵供汽管、軸封供汽管疏水，引至疏水膨脹箱，通過熱疏水母管至疏水箱；⑤鍋爐主蒸汽隔離汽門前疏水通過熱疏水母管至疏水箱；⑥鍋爐本體疏水全部排地溝。4)給水系統(tǒng)除氧器出水至低壓給水母管ф2196，給水泵將除氧器水箱中的給水升壓至高壓給水母管ф133，從母管接一ф1084給水管道送至6000t/d水泥生產線AQC鍋爐一級省煤器入口集箱，經AQC鍋爐低溫省煤器后分為兩路，一路至AQC鍋爐高溫省煤器、汽包、蒸發(fā)器、過熱器，最后由過熱器出口集箱至分汽缸，另一種到SP鍋爐高溫省煤器、汽包、蒸發(fā)器、過熱器最后由過熱器出口集箱至汽缸。設置兩臺100%容量的電動給水泵，一用一備。5)凝結水系統(tǒng)凝結水系統(tǒng)設有兩臺100%容量的臥式凝結水泵。凝結水由凝結水泵升壓，將凝汽器熱水井中的凝結水經軸封加熱器打入除氧器。并且設置凝汽器熱水井再循環(huán)水門、凝結水排污門。本工程采用除鹽水補水，機組啟動或負荷低時，除鹽水直接補充至凝汽器熱水井中，機組正常運行時，除鹽水補至除氧器。6）主廠房循環(huán)冷卻水及工業(yè)水系統(tǒng)①循環(huán)冷卻水系統(tǒng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為凝汽器提供冷卻水，采用機力通風冷卻塔循環(huán)系統(tǒng)，其補充水來自廠區(qū)工業(yè)水。循環(huán)冷卻水為汽輪機冷油器、發(fā)電機空氣冷卻器提供冷卻水，供水管自凝汽器循環(huán)水進口蝶閥前的管道上接出，直接輸送至各冷卻設備，冷卻水回水接至循環(huán)冷卻水回水管。冷油器當機組停運時用工業(yè)水。其他設備冷卻水用循環(huán)水或工業(yè)水，部分回收到冷卻塔。循環(huán)水還提供給射水泵工業(yè)水箱，通過射水泵維持凝汽器真空。②工業(yè)水系統(tǒng)工業(yè)水由總廠DN250管道過來，做為冷卻塔補充水、工業(yè)設備冷卻水以及除鹽水用水。主要輔助設備⑴凝汽器選擇原則及主要技術參數①選擇原則凝汽器通常由汽輪機廠家配套供貨。②主要設計參數序號內容凝汽器1供貨廠家汽輪機廠配套2型號N12503型式雙流程二道制表面式4冷卻面積（m2）10005額定排汽壓力（Kpa）66額定排汽流量（t/h）7冷卻水量（t/h）28008凝結水溫度（℃）389冷卻水溫度（℃）≤33℃10管束材質Hsn701A11臺數1⑵給水泵選型原則及主要技術參數①選型原則給水泵容量和揚程的選擇應滿足《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程》中對給水泵選型的要求。容量大于鍋爐額定給水量并考慮一定的裕量，揚程取除氧器給水箱出口到省煤器進口介質流動總阻力、鍋爐正常水位與除氧器給水箱正常水位間的水柱靜壓差、鍋爐達到最大連續(xù)蒸發(fā)量時的省煤器入口給水壓力以及除氧器額定工作壓力之向量和。②主要技術參數型號：DG4650X6；流量：；揚程：300mH2O；水泵軸功率：75KW；轉速：2950r/min；電動機功率：75KW；電動機電壓：380V；頻率：50HZ；臺數：兩臺（一用一備）。⑶凝結水泵主要技術參數①選型原則選擇凝結水泵容量時應考慮使凝結水泵正常工作點在最佳狀態(tài)。凝結水泵的揚程選擇遵循《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)定》。②主要技術規(guī)范型號：4N6；流量：60t/h；揚程：57H2O；轉速：2950r/min；電動機功率：22KW；電動機電壓：380V；頻率：50HZ；臺數：2。附：熱力系統(tǒng)圖二、化學水處理系統(tǒng)概述⑴化水專業(yè)設計主要內容和范圍主要設計內容和范圍包括：鍋爐補給水處理系統(tǒng)、循環(huán)水處理系統(tǒng)、水汽取樣系統(tǒng)、爐內加藥系統(tǒng)、化學實驗室等。⑵水源及水質本項目余熱鍋爐補給水源為地下水，水質資料見下表。原水水質資料序號監(jiān)測項目計量單位監(jiān)測結果1總硬度mg/L4342濁度NTU13PH值4鐵mg/L5色度mg/L56氯化物mg/L7硫化物mg/L未檢出8總磷mg/L9鉀mg/L10鈉mg/L11錳mg/L12堿度mg/L13電導率u S/cm760⑶水汽質量標準①汽包給水的質量控制標準（GB15762001）如下：序號項目計量單位控制標準1懸浮物mg/l≤52PH值（25℃）無量綱≥73總硬度mmol/L≤4溶解氧mg/l≤5含油量mg/l≤26含鐵量mg/l≤②汽包爐水的質量控制標準（GB15762001）如下：序號項目計量單位控制標準1總堿度mmol/L≤142PH（25℃）無量綱10123溶解固形物mg/l＜30004PO43mg/l10305SO32mg/l10306相對堿度無量綱＜鍋爐補給水處理系統(tǒng)⑴系統(tǒng)的選擇及出力的確定1)電廠的各項水汽損失電廠的各項水汽損失表 （t/h）序號水汽損失類別及所需水處理容量1廠內水汽循環(huán)損失(5%)2鍋爐排汽損失(2%)3其他(3%)4正常損失5事故或啟動而增加的水處理設備出力（t/h）6所需水量（正常）所需水量（最大）2)水處理方式選擇根據余熱鍋爐給水質量、給水水質標準和環(huán)保要求，真空除氧器前的補給水處理系統(tǒng)可選擇鈉離子交換法、反滲透+混床或全膜法處理系統(tǒng)，現就這三種方案進行比較。①鈉離子交換工藝鈉離子交換工藝簡易流程如下：鍋爐補給水來水→機械過濾器→鈉離子交換器→鍋爐補給水此工藝主要設備為鈉離子交換器。當含有硬度離子的原水通過軟水器內樹脂層時，水中的鈣、鎂離子被樹脂交換吸附，同時等物質量釋放出鈉離子。從軟水器內