【正文】 補(bǔ)汽系統(tǒng)指余熱鍋爐生產(chǎn)較高壓力和較低壓力的蒸汽，分別進(jìn)入汽輪機(jī)的高、低壓進(jìn)汽口。 水泥廠純低溫余熱發(fā)電 12 5 熱力系統(tǒng) 常用的有單壓不補(bǔ)汽、閃蒸（單壓補(bǔ)汽）、雙壓補(bǔ)汽余熱發(fā)電三種方式； ⑴ 單壓不補(bǔ)汽系統(tǒng)指窯頭余熱鍋爐和窯尾余熱鍋爐產(chǎn)生相近參數(shù)的主蒸汽，混合后進(jìn)入汽輪機(jī)；窯頭余熱鍋爐生產(chǎn)的熱水供窯頭余熱鍋爐蒸汽段和窯尾余熱鍋爐。 ⑶ 冷卻水處理 冷卻水加藥裝置所加藥品為 HEDP（有機(jī)化合物）和二氧化氯。通過加藥泵向鍋爐內(nèi)加磷酸三鈉 Na3PO4 藥品 ,使進(jìn)入爐水中的鈣離子、鎂離子等 形成不粘附的水渣 ,通過連續(xù)、定期排污排掉 .給水加藥裝置所加藥品為嗎啉和聯(lián)氨。運(yùn)行中失效的陽離子樹脂和陰離子樹脂分別通過鹽酸 HCL 和燒堿 NaOH 作為再生劑進(jìn)行再生，以恢復(fù)樹脂交換能力。 分離器：防止散水嘴噴射出的水滴因強(qiáng)制通風(fēng)造成飛沫損失，從而降低循環(huán)冷卻水損失。散水嘴與散水管：將循環(huán)冷卻水呈水滴狀均勻地灑向填料層。 組成主要有冷卻水泵、冷卻風(fēng)扇、集水槽、散水嘴、散水管、填料、分離器和相應(yīng)的連接管道等。包括兩臺(tái)冷卻水泵和一套強(qiáng)制通風(fēng)冷卻塔及相應(yīng)的冷卻水管道等。為了充分利用余熱熱能 ,本廠裝備兩臺(tái)閃蒸器 ,它的作用是使鍋爐給水保持一定溫度 ,并回收熱水所附帶的熱量產(chǎn)生蒸汽做功；其次 ,它還起到閃蒸除氧作用。 閃蒸器 所謂閃蒸，是指高溫高壓水經(jīng)節(jié)流突然進(jìn)入一個(gè)壓力較低的空間，由于該壓力低于該熱水溫度相對(duì)應(yīng)的飽和壓 力，部分熱水迅速汽化，因?yàn)槠磻?yīng)幾乎是在瞬間完成，形象地稱之為“閃蒸”。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。 按蒸汽初蒸汽分類： ① 低壓汽輪機(jī)：新汽壓力為 ～ ； ② 中壓汽輪機(jī)：新汽壓力為 ～ ； ③ 次高壓汽輪機(jī)：新汽壓力為 ～ ； ④ 高壓汽輪機(jī)：新汽壓力為 ～ ；還有超高壓、亞臨界壓力、超臨 界壓力汽輪機(jī)等等。 ⑶ 調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)：將部分做過功的蒸汽以某種壓力下抽出，供工業(yè)用或采暖用。 汽輪機(jī)分類按熱力過程可分為： ⑴ 凝汽式汽輪機(jī)：進(jìn)入汽輪機(jī)做功的蒸汽，除少量漏汽外，全部或大部分排入凝汽器，形成凝結(jié)水。 熱能→動(dòng)能→機(jī)械能，這樣一個(gè)能量轉(zhuǎn)換的過程，便構(gòu)成了汽輪機(jī)做功的基本單元，通常稱這個(gè)做功單元為汽輪機(jī)的級(jí)，它是由一列噴嘴葉柵和其后緊鄰的一列動(dòng)葉柵所構(gòu)成。 ⑵ 反動(dòng)式：動(dòng)葉片出、入口側(cè)的橫截面不對(duì)稱，葉型入口較肥大，而出口側(cè)較薄，汽流通道從入口到出口呈漸縮狀。即蒸汽不僅在噴嘴中進(jìn)行膨脹，產(chǎn)生壓力降，而且在葉片中也進(jìn)行膨脹，產(chǎn)生壓力 降。即蒸汽僅在噴嘴中產(chǎn)生壓力降，而在葉片中不產(chǎn)生壓力降。兩種型式汽輪機(jī)各具特點(diǎn)，各有其發(fā)展的空間。 汽輪機(jī) 汽輪機(jī)是用具有一定溫度和壓力的蒸汽來做功的回轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)。 PH 鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下 :鍋爐型式為臥式 ,鍋爐由蒸發(fā)器、過熱器、汽包及熱力管道構(gòu)成，廢氣流動(dòng)方向?yàn)樗搅鲃?dòng) ,換熱管采用蛇形光管 ,以防止積灰。一方面最大限度地利用余熱，降低 排煙溫度，另一方面，給水預(yù)熱后形成高溫高壓水，作為閃蒸器產(chǎn)生飽和蒸汽的熱源。蒸發(fā)器作用：通過與煙氣的熱交換，產(chǎn)生飽和蒸汽。鍋爐內(nèi)不易積灰，由煙氣帶走，故未設(shè)置除灰裝置，工質(zhì)循環(huán)方式為自然循環(huán)方式。鍋爐前設(shè)置一預(yù)除塵器（沉降室），降低入爐粉塵。 ⑹ 循環(huán)冷卻設(shè)備。 ⑷ 發(fā)電機(jī)，國(guó)內(nèi)采用空冷式發(fā)電機(jī)；國(guó)外也是。 PH 鍋爐換熱端差約為 10℃，而 SP 鍋爐的換熱端差接近 30℃。 ⑵ 窯尾采用余熱鍋爐（或熱交換器），國(guó)內(nèi)大多采用的是立式，簡(jiǎn)稱 SP 鍋爐，安徽海螺川崎工程有限公司采用的是臥式，簡(jiǎn)稱 PH 鍋爐；國(guó)外為臥式。電動(dòng)油泵與主油泵出口油壓間的聯(lián)鎖 。發(fā)電機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度報(bào)警。凝汽器壓力報(bào)警。汽機(jī)、發(fā)電機(jī)前后軸承回油溫度檢測(cè)。汽機(jī)軸向位移報(bào)警、汽機(jī)轉(zhuǎn)速報(bào)警、汽機(jī)潤(rùn)滑油壓報(bào)警、汽機(jī)前后軸承溫度報(bào)警。主氣門開關(guān)報(bào)警。熱井水位控制（單回路 PID）。凝結(jié)水泵、給水泵、循環(huán)水泵各兩臺(tái)，分別是一用一備的關(guān)系，當(dāng)聯(lián)鎖投上 ,工作泵出現(xiàn)故障跳閘時(shí)，備用泵自動(dòng)啟動(dòng)。在三參數(shù)液位調(diào)節(jié)時(shí)，如果產(chǎn)汽量或給水量發(fā)生變化，在液位未變化前就調(diào)整給水量，以保證汽包液位穩(wěn)定， 特別是能克服產(chǎn)氣量突然增加造成汽包假液位現(xiàn)象 ,汽包水位報(bào)警。 窯尾余熱爐 主蒸汽溫度、壓力及汽包壓力的檢測(cè)。在三參數(shù)液位調(diào)節(jié)時(shí)，如果產(chǎn)汽量或給水量發(fā)生變化，在液位未變化前就調(diào)整給水量，以保 證汽包液位穩(wěn)定，特別是能克服產(chǎn)氣量突然增加造成汽包假液位現(xiàn)象。 控制方案 窯頭余熱爐 主蒸汽溫度、壓力及汽包壓力的檢測(cè)。 SP 鍋爐汽包進(jìn)水由 AQC 省煤器供給，當(dāng) AQC 鍋爐未投用時(shí)也可由鍋爐給水泵直接供給而獨(dú)立運(yùn)行。 AQC 省煤器出水分兩路：一 路進(jìn)入 AQC 汽包，黃河水院自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 7 另一路進(jìn) SP 鍋爐省煤器。一般主機(jī)為兩臺(tái)余熱鍋爐 (窯頭 AQC 鍋爐和窯尾 SP 鍋爐 )和一套汽輪發(fā)電機(jī)組。 余熱電站一般采用 （不等）汽機(jī)裝機(jī)容量，所涉及到的控制系統(tǒng)主要是 MCS（模擬量控制）和 SCS（順序控制），在控制方案中，邏輯（順 序）控制占多數(shù)，主要是各電器設(shè)備的邏輯啟停；模擬量控制回量以常規(guī) PID 為主，水位控制以減溫水控制回路以串級(jí)控制算法為主。 預(yù)分解窯及預(yù)熱器窯 為了克服帶補(bǔ)燃鍋爐的中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)，采用補(bǔ)汽式汽輪機(jī)組，充分回收 200℃以下的廢氣余熱，同時(shí)補(bǔ)燃鍋爐應(yīng)當(dāng)以煤矸石等劣質(zhì)煤或垃圾為燃料，除節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤外，還可為水泥生產(chǎn)提供原料，降低發(fā)電成本，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益。立式余熱鍋爐徹底解決了臥式余熱鍋爐漏風(fēng)及爐內(nèi)溫度場(chǎng)實(shí)際分布與鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)所 假想的溫度完全不相同的問題，可以大大提高鍋爐蒸汽產(chǎn)量；篦冷機(jī)或立式余熱鍋爐排出的 200℃左右廢氣余熱可以充分回收并用以發(fā)電。 水泥廠純低溫余熱發(fā)電 6 3 水泥余熱發(fā)電生產(chǎn)工藝及控制 余熱發(fā)電窯 水泥余熱發(fā)電，隨著熟料生產(chǎn)工藝線的不同，一般有兩種窯型，三種發(fā)電模式。 黃河水院自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 5 2 水泥窯純低溫余熱發(fā)電 水泥窯純低溫余熱發(fā)電簡(jiǎn)介 即在新型干法生產(chǎn)線生產(chǎn)過程中，通過余熱回收裝置 —— 余熱鍋爐將水泥窯窯頭、窯尾排出大量低品位的廢氣余熱進(jìn)行回收換熱產(chǎn)生過熱蒸氣和飽或蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)熱能 —— 機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能，并供給水泥生產(chǎn)過程中的用電負(fù)荷。 根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行產(chǎn)業(yè)政策和“八部委”文件要求，截止 2021 年國(guó)內(nèi)新型干法水泥生產(chǎn)線配套建設(shè)純低溫余熱電站的比例將達(dá)到 40%，即到 2021 年底以前還將有約 400 多座純低溫余熱電站建成并投入運(yùn)行。 截至 2021 年，全國(guó)新型干法熟料生產(chǎn)線為 934 條 ,熟料產(chǎn)能 億噸 , 預(yù)計(jì)到 2021年全國(guó)新型干法熟料生產(chǎn)線為 1080 條左右，熟料生產(chǎn)能力為 億噸左右。此外，為了 提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大產(chǎn)品的盈利空間，國(guó)內(nèi)的許多水泥生產(chǎn)企業(yè)在建設(shè)熟料生產(chǎn)線的同時(shí)，也紛紛規(guī)劃實(shí)施余熱發(fā)電項(xiàng)目。而目前國(guó)內(nèi)運(yùn)行的新型干法水泥熟料生產(chǎn)線采用余熱發(fā)電技術(shù)來節(jié)能降耗的企業(yè)極少，再者，國(guó)內(nèi)由于經(jīng)濟(jì)潛力增長(zhǎng)加劇了電力短缺的矛盾，刺激了煤電項(xiàng)目的增長(zhǎng)，一方面煤電的發(fā)展會(huì)加速煤炭這種有限資源的開采、消耗，另一方面煤電生產(chǎn)產(chǎn)生大量的 CO2 等溫室氣體，加劇了對(duì)大氣的環(huán)境污染。 我國(guó)是世界水泥生產(chǎn)和消費(fèi)的大國(guó)，近年來新型干法水泥生產(chǎn)發(fā)展迅速，技術(shù)、設(shè)備、管理等方面日漸成熟。 新型干法水泥熟料生產(chǎn)企業(yè)中由窯頭熟料冷卻機(jī)和窯尾預(yù)熱器排出的 350℃左右廢黃河水院自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 3 氣，其熱能大約為水泥熟料燒成系統(tǒng)熱耗量的 35%，低溫余熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，可將排放到大氣中占熟料燒成系統(tǒng)熱耗 35%的廢氣余熱進(jìn)行回收，使水泥企業(yè)能源利用率提高到 95%以上。余熱發(fā)電市場(chǎng)已覆蓋到全國(guó) 21 個(gè)省、市。 到 2021 年 5 月，安徽海螺川崎工程有限公司還向其他國(guó)內(nèi)外 20 家水泥企業(yè)集團(tuán)進(jìn)行了推廣應(yīng)用，共 97 套機(jī)組，涉及 156 條水泥熟料生產(chǎn)線，裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 兆瓦，上述項(xiàng)目全部建成后預(yù)計(jì)年發(fā)電量 億度，將減排 880 萬噸，節(jié)約標(biāo)煤 萬噸，環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。 2021 年 8 月，首條自主設(shè)計(jì)、自行成套的日產(chǎn) 5000 噸水泥熟料余熱發(fā)電項(xiàng)目在寧國(guó)水泥廠建成投運(yùn)；到 09 年上半年，海螺集團(tuán)內(nèi)已建成投運(yùn) 28 套余熱發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 兆瓦，在建機(jī)余熱發(fā)電組 15 套，裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 162 兆瓦。 海螺集團(tuán)水泥純低溫余熱發(fā)電裝機(jī)容量居全球水泥企業(yè)之首。所開發(fā)的純低溫水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)余熱回收效率高、發(fā)電過程中無需補(bǔ)充燃料，不產(chǎn)生任何污染，已處于國(guó)際領(lǐng)先地位。 水泥廠純低溫余熱發(fā)電 2 1 背景 背景 1998 年 3 月，日本政府贈(zèng)送的中國(guó)首套水泥純低溫余熱發(fā)電機(jī)組在海螺建成投運(yùn)，十年來，該項(xiàng)目取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，起到了很好的示范作用。 截至 2021 年，全國(guó)新型干法熟料生產(chǎn)線為 934 條 ,熟料產(chǎn)能 億噸 , 預(yù)計(jì)到 2021年全國(guó)新型干法熟料生產(chǎn)線為 1080 條左右，熟料生產(chǎn)能力為 億噸左右。此外，為了提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大產(chǎn)品的盈利空間，國(guó) 內(nèi)的許多水泥生產(chǎn)企業(yè)在建設(shè)熟料生產(chǎn)線的同時(shí)，也紛紛規(guī)劃實(shí)施余熱發(fā)電項(xiàng)目。而目前國(guó)內(nèi)運(yùn)行的新型干法水泥熟料生產(chǎn)線采用余熱發(fā)電技術(shù)來節(jié)能降耗的企業(yè)極少，再者，國(guó)內(nèi)由于經(jīng)濟(jì)潛力增長(zhǎng)加劇了電力短缺的矛盾，刺激了煤電項(xiàng)目的增長(zhǎng)，一方面煤電的發(fā)展會(huì)加速煤炭這種有限資源的開采、消耗，另一方面煤電生產(chǎn)產(chǎn)生大量的 CO2 等溫室氣體，加劇了對(duì)大氣的環(huán)境污染。 我國(guó)是世界水泥生產(chǎn)和消費(fèi)的大國(guó)，近年來新型干法水泥生產(chǎn)發(fā)展迅速，技術(shù)、設(shè)備、管理等方面日漸成熟。 新型干法水泥熟料生產(chǎn)企業(yè)中由窯頭熟料冷卻機(jī)和窯尾預(yù)熱器排出的 350℃左右廢氣，其熱能大約為水泥熟料燒成系統(tǒng)熱耗量的 35%，低溫余熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，可將排放到大氣中占熟料燒成系統(tǒng)熱耗 35%的廢氣余熱進(jìn)行回收，使水泥企業(yè)能源利用率提高到 95%以上。余熱發(fā)電技術(shù)黃河水院自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 I 目 錄 摘 要 ..................................................................................................................................... I 緒 論 .................................................................................................................................... 1 1 背景 ...........