【正文】 中部抽風(fēng)口高溫?zé)犸L(fēng)送 AQC 鍋爐，原余風(fēng)口低溫風(fēng)與 AQC 鍋爐出風(fēng)混合后經(jīng)除塵器和余風(fēng)風(fēng)機排入大氣，實際運行時通過各抽風(fēng)口調(diào)節(jié)風(fēng)門來調(diào)節(jié)。若發(fā)電系統(tǒng)停用，則廢氣經(jīng)原系統(tǒng)增濕塔進入高溫風(fēng)機。 （ 6） 循環(huán)水系統(tǒng) 凝汽器、冷油器以及發(fā)電機的空氣冷卻器必須不斷地通過冷卻水，以保證機組的正常工作，冷卻水管道、循環(huán)水泵、補充用的工業(yè)水管道及冷卻循環(huán)水的冷卻設(shè)備總稱為循環(huán)水系統(tǒng)。 汽輪機啟動時，凝汽器內(nèi)無水，這時應(yīng)由專設(shè)的除鹽水管向凝汽器注水。 （ 4） 凝結(jié)水系統(tǒng) 凝汽器熱井中的凝結(jié)水，由凝結(jié)水泵經(jīng)汽封加熱器送至除氧器。 （ 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(jié)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(shè)備和管道發(fā)生故障。 均壓箱所需新蒸汽的管道，連接在主蒸汽電動閥前。 汽輪機熱力系統(tǒng) 本汽輪機熱力系統(tǒng)主要由主蒸汽系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)、疏水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)等組成。循環(huán)冷卻水泵將水池中冷卻水打入凝汽器后，再排往冷卻塔進行冷卻，經(jīng)過冷卻的水最后回到水池循環(huán)利用。 系統(tǒng)概述 項目申請報告 27 余熱鍋爐過熱器產(chǎn)生的過熱蒸汽，經(jīng)隔離閥、主汽閥、調(diào)節(jié) 閥進入汽輪機膨脹做功后，排至凝汽器。振打清灰雖對鍋爐設(shè)備本身有一定影響，但效果比較明顯，國內(nèi)國外廠家均廣泛使用。 SP爐煙氣側(cè)阻力損失≤ 80mmH2O，漏風(fēng)系數(shù)≤ 2%， SP 爐排煙溫度 210℃。受熱面管束均采用鍋爐鋼管，由水平前后方向彎制成的上下蛇形管束組成 ，采用逆流順列布置形式。鍋爐本體由省煤器、蒸發(fā)器和過熱器組成。 AQC 爐煙氣側(cè)阻力損失≤ 80mmH2O，漏風(fēng)系數(shù)≤ 1%， AQC爐排煙溫度 約 97℃。 4) 由于窯頭阻力減少，對于窯頭風(fēng)機的運行、廠用電耗有益； 5) 煙氣從下往上走，對余熱鍋爐的防磨有極大好處；從煙氣熟料磨損機理來說，鍋爐受熱面磨損程度遠遠低于煙氣從上往下行走。本余熱鍋爐有以下特點： 1) 余熱鍋爐與飛灰分離裝置一體化，取消外置式沉降室，簡化了煙氣管道，減少了占地面積，節(jié) 省了投資； 2) 減少了設(shè)備、煙風(fēng)管道的散熱，提高了余熱利用效率，約提高 12％左右； 3) 目前投產(chǎn)的余熱發(fā)電，由于布置了外置式沉降室，系統(tǒng)阻力比以前增加了1200Pa 左右，部分窯頭引風(fēng)機和電機進行了改造或更換。受熱面均采用逆流 錯 列的布置結(jié)構(gòu)形式。鍋爐本體由省煤器、蒸發(fā)器、過熱器和汽包組成。 ? AQC 鍋爐采用自然通風(fēng)清灰，煙氣下進上出， 鍋爐 底 部 自帶 沉降裝置 ，一體化設(shè)計 。 ? 窯頭、窯尾鍋爐均采用立式自然循環(huán) ， 占地面積小， 安全可靠 ； ? 熟料生產(chǎn)線所配兩臺余熱鍋爐 公 用一段省煤器， AQC 鍋爐采用中部抽風(fēng)，保證最經(jīng)濟熱利用。 窯頭余熱鍋爐 產(chǎn)生的低壓過熱蒸汽補入汽輪機低壓通流部分。產(chǎn)生的飽和蒸汽進入各自的過熱器。給水經(jīng)窯頭余熱鍋爐 低溫省煤器 加熱后分為 三 路，分別進入窯頭余熱鍋爐 低壓 汽包 、 高溫 省煤器 和窯尾余熱鍋爐省煤器。 為了提高傳熱效率，合理布局鍋爐受熱面，本方案 2 2400t/d 生產(chǎn)線窯頭窯尾余熱鍋爐共用一個省煤器 (低溫省煤器 )，并放在窯頭以將窯頭風(fēng)溫降至盡可能低。比喻日本三菱就有 61 臺中低溫立式自然循環(huán)余熱鍋爐在投入運行。 在中低溫余熱發(fā)電領(lǐng)域，燃氣輪機余熱發(fā)電的鍋爐及其熱力系統(tǒng)的技術(shù)相當成熟，許多設(shè)計思想可以應(yīng)用到水泥余熱發(fā)電領(lǐng)域。 自然循環(huán)的優(yōu)點：①系統(tǒng)可靠性高；②系統(tǒng)水容積增大，（在波動熱源情況下）穩(wěn)定性好；③運行費用低。 強制循環(huán)鍋爐的優(yōu)點 : ①工質(zhì)在受熱面中是強制流動，因而受熱面的布置方式靈活；②汽水流速高，換熱效率高；③起、停爐快；④循環(huán)倍率 8～ 20（自然循環(huán)的循環(huán)倍率一般為 5～ 10）或更高，蒸發(fā)受熱面可使用小管徑，相對汽包容積減小 ，節(jié)省鋼材。由于上升管中的水在爐內(nèi)受熱產(chǎn)生了蒸汽，汽水混合物的比 重 /密度小，而下降管在爐外不受熱，管中是水，其比重 /密度大，兩者比重 /密度差就產(chǎn)生壓力差，壓力差形成水流推動力，水沿下降管向下流動，而汽水混合物則沿上升管向上流動，這樣就形成水的自然循環(huán)流動。借助水泵壓頭使工質(zhì)產(chǎn)生的循環(huán)流動稱為強制循環(huán)。 占地面積小，對于已投產(chǎn)的水泥廠往往不容易布置鍋爐，立式鍋爐通過占用空間而少占用面積的方式非常有效解決了這一問題，同時也可以大大的縮短廢氣管道長度使阻力減少即進一步減少窯尾系統(tǒng)阻力。 爐自 1991 年從高溫余熱鍋爐開始研究由臥式改為立式，其主要目的是為了解決傳熱問題（即解決蒸汽產(chǎn)量、鍋爐出口廢氣溫度偏高、廢氣參數(shù)變化影響蒸汽參數(shù)、降低廢氣流速也即降低鍋爐廢氣阻力）。水泥窯立式余熱鍋 項目申請報告 21 后 部容易堵灰。 清灰 鍋爐受熱面管道是單根垂直布置，管壁附著的粉塵下落方向與受熱面管道不產(chǎn)生交叉，這樣表面上看容易保證清灰效果，但實際上：由于鍋爐廢氣流速高，鍋爐前部清下來的灰容易被廢氣帶入后部，鍋爐結(jié)構(gòu)不合 理 時，因為廢氣的流向與鍋爐受熱面管道自上而下垂直，使上一層管道沉積的灰被清除下來后會沉積在下一層，從表面上看是不利于清灰的。提高廢氣流速后，其鋼耗將小于立式鍋爐。 由于鍋爐高度可以滿足汽水自然循環(huán)要求，因此立式鍋爐采用自然循環(huán)，使鍋爐故障點減少，同 時可以減少耗電量，也因此可以減少維修量并保證鍋爐可以與窯達到同步運轉(zhuǎn)率。因為灰斗處于鍋爐廢氣出口廢氣溫度較 低且結(jié)合面較小，雖然鍋爐運行時間不斷延長及啟停爐次數(shù)的增加，但爐墻、灰斗、爐墻與灰斗結(jié)合面、排灰口與灰斗結(jié)合面幾乎不會變形，鍋爐漏風(fēng)不會隨鍋爐運行時間的延長而增加。 漏風(fēng) 鍋爐灰斗一般為下部通長灰斗，與爐墻結(jié)合面太長，同時排灰點太多或太長，這樣，在設(shè)計尤其是在安裝過程中密封困難且隨著鍋爐運行時間的延長及啟停爐次數(shù)的增加，由于爐墻、灰斗、爐墻與灰斗結(jié)合面、排灰口與灰斗結(jié)合面的變形，鍋爐漏風(fēng)會隨鍋爐運行時間的延長而增加。 廢氣阻力 為解決上述問題，只有提高廢氣流速（一般為 11～ 13m/s），提高廢氣流速的結(jié)果是增大了鍋爐廢氣阻力（鍋爐設(shè)計一般為 800～ 1000Pa，實際運行一般要達到 1000～ 1100Pa），也即增加窯尾系統(tǒng)阻力。 廢氣氣流自上而下垂直于受熱面流動，在同一個斷面上廢氣溫度分布均勻，溫度場實際分布與設(shè)計相符，換熱好，受熱面利用效率高。當廢氣條件變化時，鍋爐產(chǎn)汽量下降嚴重相應(yīng)的鍋爐出口廢氣溫度大幅升高。 立式與臥式布置優(yōu)缺點 大型余熱鍋爐的布置主要有立式和臥式兩種方式。且閃蒸出來的飽和蒸汽濕度較大，縮短汽輪機的使用壽命。 （ 4） 閃蒸系統(tǒng)：采用補汽式汽輪機， AQC鍋爐產(chǎn)生主蒸汽的同時產(chǎn)生高溫?zé)崴邷責(zé)崴?再降壓蒸發(fā)出二次蒸氣，二次蒸汽補入汽輪機，但是由于閃蒸器出來的熱水未能轉(zhuǎn)換為電能，進入窯頭鍋爐省煤器的水溫較高，降低了系統(tǒng)的發(fā)電能力，發(fā)電能力介與單壓和雙壓之間。對于水泥余熱的兩個甚至多個熱源而言，采用雙壓、閃蒸還是單壓系統(tǒng)要進行熱力系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計、具體分析。 雙壓系統(tǒng)相對于閃蒸系統(tǒng)來說，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。 單壓和雙壓、閃蒸方案的選擇 項目申請報告 19 對于廢氣余熱發(fā)電，為了提高熱力循環(huán)系統(tǒng)效率，一般應(yīng)盡量提高主蒸汽參數(shù)；為了更有效地利用煙氣熱量，一般應(yīng)盡量采用雙壓或閃蒸系統(tǒng)?？壳暗母邷爻轱L(fēng)口熱風(fēng)送 AQC 鍋爐，后面的低溫抽風(fēng)與 AQC 鍋爐出風(fēng)混合 后經(jīng)除塵器和余風(fēng)風(fēng)機排入大氣，實際運行時通過各抽風(fēng)口進出口調(diào)節(jié)風(fēng)門來調(diào)節(jié)。 AQC 鍋爐布置在窯頭篦冷機和余風(fēng)風(fēng)機之間，為立式結(jié)構(gòu) ， 取風(fēng)方式如下圖所示 ： 中部抽 風(fēng) 在 AQC 鍋爐 底部 設(shè) 置 飛灰分離器，要求將余風(fēng)中的固體顆粒含量降低 70%左右，以減輕對 AQC鍋爐的磨損。 項目申請報告 18 生產(chǎn)工藝 余熱發(fā)電系統(tǒng)方案 本余熱發(fā)電方案是在窯尾一級旋風(fēng)筒出口同高溫風(fēng)機之間裝一旁路余熱鍋爐（ SP爐），窯尾廢氣經(jīng)余熱鍋爐吸熱降溫至 210℃左右，由高溫風(fēng)機送至原 系統(tǒng)的生料磨烘干生料和窯尾除塵器。 項目申請報告 16 工程設(shè)計原則 （ 1）本工程為 2 2400t/d 熟料生產(chǎn)線配套余熱發(fā)電工程，裝機容量 為 9000KW，設(shè)備原則上采用國產(chǎn)設(shè)備； （ 2）鍋爐島按照 2 條熟料生產(chǎn)線考慮，布置 2 臺 AQC 爐和 2臺 SP 爐，汽輪發(fā)電機島按照一臺機考慮； （ 3）蓖冷機 中部 設(shè)置 一個 抽風(fēng)口，窯頭余熱鍋爐底部設(shè)沉降裝置； （ 4）配置一臺真空除氧器，除氧工藝采用真空除氧器除氧； （ 5）鍋爐補給水根據(jù)原水水質(zhì)采用除鹽水， 反滲透 +混床 工藝 ； （ 7）設(shè)備冷卻水采用循環(huán)水，循環(huán)水采用機力通風(fēng)冷卻塔進行冷卻； （ 8）轉(zhuǎn)動設(shè)備冷卻水、循環(huán)水補水采用工業(yè)水，與廠區(qū)內(nèi)原有工業(yè)水系統(tǒng)連接； （ 9）余熱電站發(fā)電機并網(wǎng)運行，以并網(wǎng)不上網(wǎng)為原則，所發(fā)電量 全部回用于熟料生產(chǎn)線的生產(chǎn)，廠用電部分僅考慮本余熱發(fā)電新增負荷； （ 10）熱工控制部分采用 DCS 分散控制系統(tǒng)； （ 11）繼電保護裝置采用微機型，本工程設(shè)立獨立的直流電源，容量只考慮本工程直流容量。 近年來，原來受行業(yè)分割的中國國內(nèi)水泥行業(yè)科研設(shè)計公司、發(fā)電設(shè)備制造公司、電力行業(yè)科 研設(shè)計公司等通過聯(lián)合研究攻關(guān)，成功開發(fā)、設(shè)計、制造、應(yīng)用了國內(nèi)低參數(shù)、單壓或補汽式汽輪機，解決了中、低品位的混壓進汽問題，填補了國內(nèi)汽輪機制造業(yè)的空白，技術(shù)上與進口的混壓進汽式汽輪機相當；同時適合低溫、含塵特點的余熱鍋爐也成功開發(fā)、制造和應(yīng)用，為純低溫余熱發(fā)電在我國水泥工業(yè)的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 我國水泥工業(yè)純低溫余熱發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀 純低溫余熱發(fā)電技術(shù)的特點主要包括： （ 1） 完全利用余熱發(fā)電； （ 2） 廢氣余熱的品位比較低，廢氣溫度一般在 200～ 350℃； （ 3） 廢氣余熱源在一個以上； （ 4） 余熱發(fā)電配置的熱力系統(tǒng)較為復(fù)雜； （ 5） 蒸汽參數(shù)較低，對發(fā)電設(shè)備要求較高； （ 6） 單位發(fā)電設(shè)備體積和重量相對較大。該技術(shù)從上世紀 60 年代末開始研制， 70年代中 項目申請報告 15 期進入實用階段， 80 年代初期達到高潮，尤其是日本應(yīng)用最 為廣泛。該階段余熱發(fā)電的主要技術(shù)特征是利用 150℃至 450℃的廢氣余熱建設(shè)帶補燃鍋爐的中低溫余熱發(fā)電技術(shù)，同時將以煤粉為燃料的補燃鍋爐升級為以煤矸石等劣質(zhì)燃料為燃料的流化床補燃鍋爐，燃用發(fā)熱量小于 3000kcal/kg 以下的劣質(zhì)煤（煤矸石） 進行發(fā)電或熱電聯(lián)供，流化床補燃鍋爐所產(chǎn)生灰渣全部回用于水泥生產(chǎn)，使我國水泥窯余熱利用上了一個新水平。在解決了余熱鍋爐所存在的許多重大技術(shù)問題和難題后，噸熟料余熱發(fā)電量大于 170kWh，標志著我國中空窯余熱發(fā)電技術(shù)達到了一個新的水平。 第一階段：在 20世紀 20～ 30 年代由于電力 緊張，我國建設(shè)了一批干法中空窯余熱發(fā)電水泥廠，其中水泥窯廢氣 溫度為 800℃～ 900℃、熟料熱耗為 6700kJ～8400kJ/kg，所配套的高溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力為每噸熟料 100kWh～ 130kWh，盡管該技術(shù)落后，但滿足了當時水泥生產(chǎn)用電的需要。 以上回收熱量經(jīng)發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的平均電量為 7928kW。 項目申請報告 13 （ 2） 窯尾設(shè)置 SP余熱鍋爐回收窯尾預(yù)熱器 175000Nm3/h(標況 )， 300℃ 廢氣余熱，生產(chǎn) ℃過熱蒸汽 ， 廢氣溫度由 300℃降至 約 210℃。 2 2400t/d熟料線廢氣余熱條件為： （ 1） 在窯頭設(shè)置 AQC余熱鍋爐回收窯頭冷卻機 105000Nm3/h(標況 )， 380℃ 廢氣余熱， 過熱器 生產(chǎn) ℃過熱蒸汽 ，同時產(chǎn)生 ℃低壓 蒸汽 ， 經(jīng)過鍋爐后的 廢氣溫度降至 約 97℃ 。純低溫余熱發(fā)電項目的實施，一方面可以綜合利用水泥生產(chǎn)線排放的廢熱資源，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)濟效益，部分緩解水泥制造廠生產(chǎn)用電的緊張形勢；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。 樹立科學(xué)發(fā)展觀，建立循環(huán)經(jīng)濟運行體系是我國的一項長期的重大技術(shù)政策，合理地綜合利用現(xiàn)有的寶貴資源將是我國確保經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。 項目申請報告 12 節(jié)約能源是我國發(fā)展國民經(jīng)濟的長期基本國策，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， 2500t/d、4500t/d 新型干法水泥生產(chǎn)線的熟料熱耗已經(jīng)分別達到 3140kJ/kg（ 750 kcal/kg）、2970kJ/kg（ 710kca