【正文】 、凝結(jié)水泵、疏水泵等，汽輪機(jī)、發(fā) 電機(jī)、中控室、高。 為了降低土建造價(jià)及加快汽輪機(jī)安裝速度，除除氧器布置在化學(xué)水處理廠房的上方平面外，汽輪發(fā)電機(jī)房一般為單層廠房。 其他：極數(shù)通常為 4P，功率因數(shù)一般 80%，勵(lì)磁方式一般為旋轉(zhuǎn)整流器式無刷勵(lì)磁方式，絕緣等級(jí) F級(jí)。 額定電壓與建設(shè)單位實(shí)際使用情況有關(guān)，通常為 。采用通風(fēng)冷卻，全封閉水冷熱交換器型，通過安裝在轉(zhuǎn)子的冷卻風(fēng)機(jī) ,采用空氣冷卻方式，潤滑方式一般為強(qiáng)制潤滑。根據(jù)汽輪機(jī)組的性能參數(shù)，確定余熱鍋爐生產(chǎn) ℃ 的過熱蒸汽、窯頭 AQC余熱鍋爐同時(shí)生 產(chǎn) － 160℃ 過熱蒸汽做為汽輪機(jī)的補(bǔ)汽。根據(jù)汽輪機(jī)組的性能參數(shù)，確定余熱鍋爐生產(chǎn) ℃ 的過熱蒸汽、窯頭 AQC余熱鍋爐同時(shí)生產(chǎn)的熱水做為窯尾 SP 余熱鍋爐及窯頭 AQC余熱鍋爐蒸汽段的給水。 汽輪機(jī)，國內(nèi)采用補(bǔ)汽 或不補(bǔ)汽 凝汽式汽輪機(jī) ， 國外為混壓式汽輪機(jī)。 ASH 余熱過熱器將來自窯尾 SP余熱鍋爐和 AQC余熱鍋爐的 ～ ～ ℃ 的過熱蒸汽，出 ASH余熱過熱器的廢氣再與自冷卻機(jī)中部（中溫端）抽取的廢 氣混合后進(jìn)入 AQC余熱鍋爐。 AQC余熱鍋爐設(shè)置蒸汽 Ⅰ 段、蒸汽 Ⅱ 段和熱水段運(yùn)行：鍋爐蒸汽 Ⅰ 段生產(chǎn)的 ～ ASH 余熱過熱器過熱； AQC爐蒸汽 Ⅱ 段生產(chǎn)的 ℃ 的過熱蒸汽，一部分去除氧器用于熱力除氧，另一部分用于汽輪機(jī)補(bǔ)汽； AQC爐熱 水段生產(chǎn)的 110℃ 熱水通至除氧器除氧后，經(jīng)鍋爐給水泵作為 SP、 AQC余熱鍋爐蒸汽 Ⅰ 段的給水，出AQC鍋爐廢氣溫度降至 80～ 100℃ 后再由原來的窯頭收塵系統(tǒng)排入大氣。 （ 4） 窯頭余熱鍋爐 — AQC余熱鍋爐 窯頭余熱鍋爐國內(nèi)都為立式 ， 國外也是。 （ 3） 窯尾余熱鍋爐 — SP余熱鍋爐 窯尾余熱鍋爐國內(nèi)都為立式，國外為臥式。余熱鍋爐設(shè)置 為 三段，熱水段生產(chǎn)85140℃ 熱水作為本爐蒸汽段與窯尾 SP余熱鍋爐的給水，二段蒸汽段產(chǎn)生1~~180℃ 的 蒸汽 ， 三段蒸汽段產(chǎn)生 ～ ~340℃ 的 過熱蒸汽。 窯頭余熱鍋爐 AQC爐與窯尾余熱鍋爐 SP爐的蒸汽匯合后進(jìn)汽輪機(jī)主汽口 ，窯頭 經(jīng)閃蒸器產(chǎn)生的蒸汽進(jìn) 汽輪機(jī) 副進(jìn) 汽口 ，由主副進(jìn)氣口蒸汽共同 推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，汽輪機(jī)的乏汽經(jīng)凝氣器凝成凝結(jié)水，凝結(jié)水經(jīng)除氧后由給水泵給窯 頭余熱鍋爐上水，從而形成完整的汽水熱力循環(huán)系統(tǒng)。 復(fù)合閃蒸補(bǔ)氣式 熱力循環(huán)系統(tǒng)利用冷卻機(jī)中部抽取 的廢氣（中溫端： 300～400℃ ），在窯頭設(shè)置 AQC余熱鍋爐 及閃蒸器各一臺(tái)。熱水段生產(chǎn) 85200℃ 熱水作為本爐蒸汽段與窯尾 SP余熱鍋爐的給水，蒸汽段產(chǎn)生 ～ ~340℃ 過熱蒸汽。 （ 2） 窯頭余熱鍋爐 — AQC余熱鍋爐 單壓式不補(bǔ)氣熱力循環(huán)系統(tǒng)利用冷卻機(jī)中部抽取的廢氣（中溫端： 300～400℃ ），在窯頭設(shè)置一臺(tái) AQC余熱鍋爐。 4． 熱力系統(tǒng)參數(shù)選擇 熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)是整個(gè)余熱發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵，也是余熱發(fā)電技術(shù)的核心，它包括熱力系統(tǒng)余熱鍋爐的設(shè)置及選型，汽輪機(jī)的選型幾部分。 （ 4）沉降室由于除塵效率低，斷面風(fēng)速最好小于 。 （ 2）沉降室進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口應(yīng)錯(cuò)位布置，進(jìn)口處最好加氣流分布板內(nèi)部上、下加折流板，下部加灰斗及鎖風(fēng)器。 H m 沉降室長度 L=V247。 表 95 沉降室尺寸計(jì)算表 項(xiàng)目 公式 單位 公式符號(hào)說明 沉降室截面積 A=Q247。 自窯尾預(yù)熱器、蓖冷機(jī)中部抽出的廢氣應(yīng)直接進(jìn)入沉降室凈化，為提高沉降室除塵效率，其斷面風(fēng)速不應(yīng)大于 。窯頭冷卻機(jī)排出的廢氣含塵量約為 10g/Nm179。 在管道設(shè)計(jì)時(shí)除必要的連接和閥門外，為控制調(diào)節(jié)風(fēng)量應(yīng)在下列各處設(shè)置電動(dòng)碟閥：（按照所處位置溫度要求選型） （ 1）進(jìn)入 SP 鍋爐前熱風(fēng)管道處； （ 2）預(yù)熱器 出口 至高溫風(fēng)機(jī)間廢氣管道處； （ 3）篦冷機(jī)中部抽出熱風(fēng)應(yīng)分別設(shè)置冷風(fēng)閥及熱風(fēng)閥； （ 4） AQC 鍋爐出口至電收塵器之間熱風(fēng)管道處； （ 5）窯頭窯尾旁路熱風(fēng)管道處 。 表 94 流體最大流速 流體 最大流速 （ m/s） 蒸汽 ～ 水 ～ 工藝蒸汽 ～ 泥漿 ～ 管道的設(shè)計(jì)必須按照 ASME鍋爐和壓力容器委員會(huì) 以及 動(dòng)力管道 B31委員會(huì)的規(guī)程和要求設(shè)計(jì)。 2g確定 ， 式中 f— 達(dá)西摩擦系數(shù)； L— 管道長度； D— 管道直徑； V—平均流速 。 D V178。 管道的設(shè)計(jì)工作主要根據(jù)余熱發(fā)電的要求及運(yùn)行條件確定管道的直徑、尺寸以及管道的連接、安裝、防護(hù)保溫等措施。 2． 管道的設(shè)計(jì) 余熱發(fā)電工程的管道設(shè)計(jì)主要指鍋爐的外部管道，鍋爐的本體管道實(shí)際是鍋爐的一部分，已由制造廠家考慮設(shè)計(jì)制造 。 1． 取氣位置的選擇 基于水泥廠的可利用余熱分布的特點(diǎn)， 余熱發(fā)電取氣及抽風(fēng)口位置不論采用哪 種余熱發(fā)電方案，其取氣位置 都 比較統(tǒng)一，窯尾 SP余熱鍋爐取氣位置設(shè)于預(yù)熱器一級(jí)旋風(fēng)筒廢氣出口之后；窯頭 AQC余熱鍋爐的取氣位置， 單壓、閃蒸、雙壓系統(tǒng) 純低溫余熱發(fā)電技術(shù)取氣口從發(fā)電量上應(yīng)向熱端靠近比較有利，通常布置在煤磨抽風(fēng)口的位置或靠近煤磨抽風(fēng)口的位置 ；復(fù)合系統(tǒng) 純低溫余熱發(fā)電技術(shù)由于增加過熱器，其取氣位置分為兩部分，一在篦冷機(jī)高溫段抽取 500℃ 左右的高 溫 廢氣，二在在篦冷機(jī)中部抽取 280～ 380℃ 的廢氣入 AQC余 熱鍋爐 ； 常規(guī)的冷端抽風(fēng)口只作為余熱發(fā)電系統(tǒng)篦冷機(jī)的排風(fēng)口或余熱發(fā)電系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)的排氣通道。 （ 2）根據(jù)混合 熱效率 估算余熱發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量： 3600QS if????裝 （ 92） 式中： S 裝 — 余熱發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量，單位 kW； η — 混合 熱效率 ；取 13%~22%（實(shí)際經(jīng)驗(yàn)值） ∑ Qif — 可用于發(fā)電的總余熱量∑ Qif , 單位 kJ/h； 根據(jù)已建投入運(yùn)行的電站 及實(shí)際發(fā)電量 來看 配套裝機(jī)容量如表 93。因此 ，在 余熱發(fā)電系統(tǒng) 初步設(shè)計(jì)時(shí)可排除上述復(fù)雜因數(shù)，消除熟料熱耗、熟料形成熱、原燃料烘干所需廢氣參數(shù)、電站熱力系統(tǒng)構(gòu)成方式及蒸汽參數(shù)、廢氣取熱方式 ,即忽略水泥廠廢氣中飛灰顯熱及不考慮余熱鍋爐各復(fù)雜參數(shù)等及汽輪機(jī)損耗等復(fù)雜因數(shù)，而簡單的根據(jù)熟料實(shí)際產(chǎn)量和規(guī)模、 噸熟料發(fā)電量 、混合 熱效率初步估算余熱發(fā)電系統(tǒng)的裝機(jī)容量?？傮w而言復(fù)合式純低溫余熱發(fā)電技術(shù)的熱力循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)參數(shù)及廢氣取熱方式使我國純中低溫 余熱發(fā)電 技術(shù)達(dá)到一個(gè)新的水平，從而使我國水泥窯純中低溫 余熱發(fā)電能力提高 %～ %以上，是我國水泥窯純中低溫 余熱發(fā)電 技術(shù)及裝備的發(fā)展方向。 復(fù)合式純低溫余熱發(fā)電 系統(tǒng) 也還同時(shí)具有如下兩個(gè)或兩個(gè)以上的特征： ① 冷卻機(jī)采用多級(jí)取廢氣方式，為電站采用相對(duì)高溫高壓主蒸汽參數(shù)及實(shí)現(xiàn)按廢氣溫度將廢氣熱量進(jìn)行梯級(jí)利用的原理創(chuàng)造條件； ② 設(shè)置獨(dú)立的熟料冷卻機(jī)廢氣余熱蒸汽過熱器，為調(diào)整控制蒸汽參數(shù)（溫度、壓力）創(chuàng)造條件； ③ 電站熱力系統(tǒng)采用 ～ — 340～ 435℃相對(duì)高溫高壓主蒸汽參數(shù)，為提高余熱發(fā)電能力提供保證； ④ 汽輪機(jī)采用多級(jí)混壓進(jìn)汽 (即補(bǔ)汽式 )汽輪機(jī)， AQC 余熱鍋爐采用 ～ 相對(duì)高壓蒸汽段、 ～ 低壓蒸汽段、 100～ 120℃熱水段布置受熱面，為將 190℃以下廢氣余熱生產(chǎn)的 ～ 低壓低溫蒸汽熱水轉(zhuǎn)換為電能及 145℃以下廢氣余熱生產(chǎn)的 100～ 120℃熱水用于鍋爐給水除氧提供手段； ⑤ 窯頭 AQC 余熱鍋爐、窯尾 SP 余熱鍋爐給水系統(tǒng)各自獨(dú)立，為兩臺(tái)鍋爐的運(yùn)行互不影響創(chuàng)造條件； ⑥ 鍋爐給水除氧系統(tǒng)采用 145℃以下低溫廢氣余熱，不再額外消耗化學(xué)藥品或電能； ⑦ 窯尾余熱鍋爐設(shè)置鍋爐出口廢氣溫度可調(diào)整裝置，為滿足水泥生產(chǎn)所需原燃材料烘干所需溫度的變化使余熱最大限度地轉(zhuǎn)化為電能提供手段。 復(fù)合式純低溫余熱發(fā)電 系統(tǒng) 利用水泥窯窯尾預(yù)熱器排出的廢氣設(shè)置一臺(tái)窯尾預(yù)熱器 SP 余熱鍋爐 ， 將窯頭熟料冷卻機(jī)排出的總廢氣通過改變廢氣排放方式分為 三個(gè)部分自冷卻機(jī)中抽出，其中：利用熟料冷卻機(jī)排出的少量的 500℃ 以下廢氣設(shè)置一臺(tái)獨(dú)立的熟料冷卻機(jī)廢氣余熱蒸汽過熱器（簡稱 ASH 過熱器）；利用熟料冷卻機(jī)排出的部分 360℃ 以下廢氣設(shè)置一臺(tái)冷卻機(jī) AQC 余熱鍋爐；在冷卻機(jī)尾部設(shè)一個(gè)抽廢氣口，抽出 120℃ 以下廢氣，這部分廢氣直接排放。 （ 2） 復(fù)合式純低溫余熱發(fā)電 熱力循環(huán)系統(tǒng) 復(fù)合式純低溫余熱發(fā)電 技術(shù)是在單壓、閃蒸、雙壓系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，是在不影響水泥熟料產(chǎn)量、質(zhì)量，不降低水泥窯運(yùn)轉(zhuǎn)率，不改變水泥生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備，不增加熟料電耗和熱耗的前提下 最大限度 合理的開發(fā)利用水泥廠的廢氣余熱 的 發(fā)電 技術(shù) 。究其建設(shè)地理位置而言如前文所述，第一種模式（單壓系統(tǒng)）不受汽輪機(jī)房與冷卻機(jī)相對(duì)位置的影響 ； 第二種模式 （ 復(fù)合閃蒸補(bǔ)汽式 ） 適用于汽輪機(jī)房與冷卻 機(jī)距離較遠(yuǎn)的情況 ； 第三種模式適用于 （ 雙壓補(bǔ)汽式 ） 汽輪機(jī)房與冷卻機(jī)距離較近的情況。 ， 余熱發(fā)電系統(tǒng)汽輪機(jī) 發(fā)電主蒸汽參數(shù)均采用 ～～ 340℃ ，是傳統(tǒng)意義上的 純低溫余熱發(fā)電 . 它們的不同與 區(qū)別僅在于： ～ ～ 340℃ 低壓低溫蒸汽的同時(shí)或同時(shí)再生產(chǎn) ～ ～ 160℃ 低壓低溫蒸汽、或同時(shí)再生產(chǎn) 105～180℃ 的熱水； ； ， 如果以第一種模式 純低溫 余熱發(fā)電 系統(tǒng) 發(fā)電能力為 100%， 則第二種模式大約為 ～ 102%，而第三種模式大 約為 102～ 103%； （ 單壓 不補(bǔ)汽式 ） 不受汽輪機(jī)房與冷卻機(jī)相對(duì)位置的影響，第二種模式 （ 復(fù)合閃蒸補(bǔ)汽式 ） 適用于汽輪機(jī)房與冷卻機(jī)距離較遠(yuǎn)的情況，第三種模式適用于 （ 雙壓補(bǔ)汽式 ） 汽輪機(jī)房與冷卻機(jī)距離較近的情況。 SP 余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽， SP 余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽與 AQC 余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽及熱水合并后通過汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電力。 ① 單壓、閃蒸、雙壓 純低溫 余熱發(fā)電 熱力循環(huán)系統(tǒng) 分析與比較 單壓、閃蒸、雙壓 純低溫 余熱發(fā)電 系統(tǒng)具有 如下兩個(gè)或兩個(gè)以上的特征： a． 冷卻機(jī)僅設(shè)一個(gè)用于發(fā)電的抽廢氣口； b． 汽輪機(jī)主蒸汽溫度不可調(diào)整，隨水泥窯廢氣溫度的變化而變化； c． 窯頭余熱鍋爐、窯尾余熱鍋爐給水系統(tǒng)為串聯(lián)系統(tǒng)； d． 采用額外消耗化學(xué)藥品或電能的鍋爐給水除氧系統(tǒng)。余熱發(fā)電方案 的選擇首先又是余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)的選擇。 根據(jù)現(xiàn)階段 國家 余熱發(fā)電技術(shù)支持及發(fā)展，水泥廠 水泥窯純低溫余熱發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括 如下幾部分 ：窯頭熟料冷卻機(jī)廢氣余熱鍋爐、 窯尾預(yù)熱器廢氣余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、電站循環(huán)水系統(tǒng)、電站自動(dòng)控制系統(tǒng)、電站用電系統(tǒng)、電站室外汽水系統(tǒng)、電站相配套的通訊以及給排水等系統(tǒng)。余熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)即為綜合考慮在水泥窯窯尾預(yù)熱器排出的 350℃ 以下廢氣設(shè)置一臺(tái)窯尾預(yù)熱器余熱鍋爐（簡稱 SP 鍋爐）； 在水泥窯窯頭熟料冷卻機(jī)排出的 350650℃ 的 以下廢氣設(shè)置一臺(tái)熟料冷卻機(jī)廢氣余熱鍋爐（簡稱 AQC 爐），余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽及熱水合并后通過汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電力的整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。當(dāng)余熱電站除利用余熱外又補(bǔ)充燃料時(shí)，稱為補(bǔ)燃余熱電站 ，并根據(jù)利用的余熱品位，與純余熱電站一樣分為： “ 補(bǔ)燃高溫余熱電站 ” 、 “ 補(bǔ)燃中溫余熱電站 ” 、“ 補(bǔ)燃低溫余熱電站 ” 。 圖 96 5000t/d 新型干法水泥生產(chǎn)線窯頭冷卻機(jī)廢氣余熱分布 圖 純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選型 高、中、低溫余熱電站的界定 根據(jù)余熱電站利用的廢氣余熱品位及余熱電站是否除利用余熱外 再另補(bǔ)充燃料的情況，余熱電站分為純余熱電站及補(bǔ)燃余熱電站兩種。表 91為新型干法水泥生產(chǎn)線可利用廢氣余熱及溫度的統(tǒng)計(jì)，可 供 設(shè)計(jì)初期參考： 表 91 新型干法水泥生產(chǎn)線排放 廢氣工藝估算指標(biāo) 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 單位 估算指標(biāo) 計(jì)算依據(jù) 備注 一 預(yù)熱器 出口 廢氣量 Nm3/ ～ 預(yù)熱器 出口 廢氣溫度 ℃ 320～ 350 320～350 可利用低 溫余熱 二 生料烘干用風(fēng)量 Nm3/ ～ 生料烘干用溫度 ℃ 170～ 220 210 三 篦冷機(jī) 1 篦冷機(jī)廢氣量 Nm3/ ～ （三代） ～ （ 四 代） 篦冷機(jī)廢氣溫度 ℃ 20～ 50 50 2 入窯二次風(fēng)量 Nm3/ ～ 入窯二次風(fēng)溫度 ℃ 1000～ 1100 1050 3 入爐三次風(fēng)量 Nm3/ ～ 入爐三次風(fēng)溫度 ℃ 800～ 920 850 4 煤磨烘干用風(fēng)量 Nm3/kg. cl ～ 煤磨烘干用溫度 ℃ 210～ 300 250 5 余風(fēng)廢氣量 Nm3/ ～ 扣除后計(jì) 算 余風(fēng)廢氣溫度 ℃ 220～ 260 可利用低溫余 熱 表 92為不同規(guī)模水泥廠風(fēng)量及溫度的統(tǒng)計(jì)參考（本表數(shù)據(jù)由實(shí)際測量取得） 。 根據(jù)汽輪機(jī)進(jìn)氣參數(shù)，考慮利用廢氣余熱生產(chǎn)水蒸氣所需傳熱溫差的要求，水泥窯余熱品位應(yīng)當(dāng)確定為： 高溫廢氣余熱：廢氣溫度大于 650℃ 中溫廢氣余熱：廢氣溫度 為 350～ 650℃ 低溫廢氣余熱：廢氣溫度小于 350℃ 新型 干法水泥生產(chǎn)線可利用余熱估算參數(shù)及熱源分布 余熱發(fā)電在新型干法水泥生產(chǎn)線中 的 利用就是在不影響水泥熟料產(chǎn)量、質(zhì)量，不降低水