【正文】 供電量： 5630104kWh 水泥廠年用電量：約 18000104kWh(占 %)。 建設(shè)的 余熱電站以補充水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的部分用電，從而進(jìn)一步降低水泥生產(chǎn)能耗、節(jié)約能源。以下按國內(nèi)常用的三個壓力等級（ 、 、 ）的水泥廠純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行比較，見下表： 序號 比較內(nèi)容 過熱蒸汽 過熱蒸汽 過熱蒸汽 備注 1 汽包工作壓力 ～ ～ ～ 2 工作壓力飽和溫度 ℃ ℃ ℃ 3 產(chǎn)汽量之差 11t/h 4t/h 0t/h 4 汽輪機汽耗 ～ ～ kg/kWh ～ kg/kWh 5 發(fā)電量之差 ～ 1230 ～ 320 0 從表中可以看出，由于汽包工作壓力下飽和溫度的降低，可供產(chǎn)生蒸汽的熱量大大增加，蒸汽的產(chǎn)生量也大幅度增加，雖然汽輪機的內(nèi)效率 有所降低，但蒸汽絕對量的增加，使 量比 、 9MW的裝機量，當(dāng)然并不是要求一味地降低壓力就有助于發(fā)電量的提高，畢竟窯尾余熱鍋爐出口煙氣還需烘干水泥線的原料，因此在本項目中，采用 。但過熱蒸汽壓力、鍋筒壓力、飽和溫度三者密切相關(guān)。 焦 煤集團(tuán) 千業(yè)水泥公司新型干法水泥 窯 純低溫余熱發(fā)電 項目 可行性研究報告 中材國際工程股份有限公司 17 余熱電站主機設(shè)備表 余熱電站主機設(shè)備表 (1) 余熱利用部分 1) 窯尾預(yù)熱器余熱鍋爐 (SP 爐 ) 1 臺 入口廢氣量： 360,000Nm3/h 入口廢氣溫度： 340℃ 入口廢氣含塵濃度： 80g/ Nm3 出口廢氣溫度： 220℃ (原料磨烘干熱源 ) 鍋爐產(chǎn)汽量： — — t/h(由 鍋爐廠提供 ) 蒸汽壓力： 蒸汽溫度： 310℃ 煙氣側(cè)阻力： ≤850Pa 鍋爐總漏風(fēng)量： ≤2% 清灰方式： 機械振打 給水溫度： 168℃ 2) 窯頭熟料冷卻機余熱鍋爐 (AQC 爐 ) 1 臺 入口廢氣量： 220,000Nm3/h(煤磨不投 ) 入口廢氣溫度： 360℃ 入口廢氣含塵濃度： ≤8g/ Nm3(出預(yù)收塵后 ) 鍋爐出口廢氣溫度： ～ 90℃ 煙氣側(cè)阻力： ≤600Pa 鍋爐總漏風(fēng)量： ≤2% 清灰方式： / 主蒸汽 主蒸汽量： —— t/h(由 鍋爐廠提供 ) 產(chǎn)汽溫度： 330℃ 給水溫度： 170℃ 熱水段 產(chǎn)熱水 量： —— t/h(由 鍋爐廠提供 ) 產(chǎn) 熱水 溫度： 170℃ 焦 煤集團(tuán) 千業(yè)水泥公司新型干法水泥 窯 純低溫余熱發(fā)電 項目 可行性研究報告 中材國際工程股份有限公司 18 給 水溫度： 54℃ 二 汽輪發(fā)電機系統(tǒng) 1) 補汽 凝汽式汽輪機 1 臺 額定功率： 9000kW 額定轉(zhuǎn)速： 3000r/min 主汽門前壓力： 主汽門前溫度： 310℃ 補 汽門前壓力： 補 汽門前溫度： 105℃ 排汽壓力： 2) 發(fā)電機 1 臺 額定功率： 10000kVA 出線電壓： 10500V 額定轉(zhuǎn)速： 3000r/min 3) 凝結(jié)水泵 2 臺 4) 鍋爐給水泵 2 臺 5) 橋式起重機 1 臺 三 化學(xué)水處理系統(tǒng) 包括活性碳過濾器、軟水裝置、 除鹽 箱等 1 套 設(shè)計出力： 15t/h 四 循環(huán)冷卻水 系統(tǒng) 1) 冷卻塔 2 臺 2) 循環(huán)冷卻水泵 3 臺 (二用一 備 ) 五 窯尾輸灰系統(tǒng) 一 套 六 窯頭沉降室及輸灰系統(tǒng) 二 套 七 電氣設(shè)備 一套 八 熱力控制設(shè)備 一套 九 汽水管線 焦 煤集團(tuán) 千業(yè)水泥公司新型干法水泥 窯 純低溫余熱發(fā)電 項目 可行性研究報告 中材國際工程股份有限公司 19 在上表的熱力系統(tǒng)的參數(shù)選擇中，之所以 采用 力系統(tǒng) 是基于以下原因： 水泥廠純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)與正常的火電廠是有本質(zhì)的區(qū)別，火電廠采用 “以電定熱（燃料量） ”，水泥廠純低溫余熱發(fā)電則是在不增加水泥燒成系統(tǒng)熱耗、不影響正常生產(chǎn)的前提下設(shè)置的余熱發(fā)電裝置，是 “以熱定電 ”，并且窯尾預(yù)熱器 與窯頭熟料冷卻機的利用廢氣溫度只有330℃ ～ 360℃ 左右，因此，采用火電廠的中壓、次高壓、高壓的熱力系統(tǒng)是不可能的。 汽輪發(fā)電機 房 設(shè)二層廠房，余熱發(fā)電的主控制室和汽輪機、發(fā)電機主要部分在二樓，汽輪發(fā)電機房的一層為凝汽器和相關(guān)的油泵、水泵。 附著在換熱面上的粉塵對鍋爐的傳熱效率影響很大，因此余熱鍋爐的清灰在余熱利用系統(tǒng)中相當(dāng)重要。通過旁通煙道的調(diào)節(jié)作用還可使水泥生產(chǎn)及余熱鍋爐的運行均達(dá)到理想的運行工況。 SP 爐系統(tǒng)的煙氣側(cè)阻力 ≤1000Pa，通過提高高溫風(fēng)機的風(fēng)壓，可使系統(tǒng)完全正常工作。 焦 煤集團(tuán) 千業(yè)水泥公司新型干法水泥 窯 純低溫余熱發(fā)電 項目 可行性研究報告 中材國際工程股份有限公司 16 出一級筒預(yù)熱器的煙氣溫度為 340℃ ，此時的粉塵主要為生料粉，較為松散，通過 機械振打 ，可以達(dá)到清除積灰的目的。因進(jìn) AQC 爐的廢氣溫度較高，在設(shè)計時已考慮在出現(xiàn)事故發(fā)生干燒的特殊情況。 沉降室和 AQC 爐設(shè)在水泥生產(chǎn)線窯頭冷卻機與收塵器之間的管道上，鍋爐煙氣側(cè)阻力損失 ≤600Pa，窯頭余熱鍋爐整個系統(tǒng) (包括沉降室和管道 )煙氣側(cè)的阻力 ≤1400Pa， 系統(tǒng) 漏風(fēng)系數(shù) ≤2%。 AQC 爐產(chǎn)生的粉塵將和窯頭收塵器收下的粉塵一起回入工藝系統(tǒng)。進(jìn)入 AQC 爐的給水經(jīng)爐內(nèi)低溫段與煙氣進(jìn)行熱交換 ， 生產(chǎn) 170℃ 左右熱水 ； 170℃ 左右熱水按一定比例分別進(jìn)入 AQC 爐 、 SP 爐 的 汽包 及發(fā)電機廠 房內(nèi)的閃蒸器，熱水在 AQC 爐、SP 爐中經(jīng)過 蒸發(fā)段、過熱段 被加熱 后， AQC 爐產(chǎn) 、 330℃ 的過熱焦 煤集團(tuán) 千業(yè)水泥公司新型干法水泥 窯 純低溫余熱發(fā)電 項目 可行性研究報告 中材國際工程股份有限公司 15 蒸汽， SP 爐得到 、 310℃ 的過熱蒸汽，經(jīng)集汽缸混合主蒸汽溫度在 306℃ 左右進(jìn)入汽輪機主進(jìn)汽口，供汽輪機做功發(fā)電； 進(jìn)入閃蒸器的熱水，經(jīng)過閃蒸作用，產(chǎn)生 、 105℃ 的低壓飽和蒸汽和熱水，閃蒸熱水流至低壓給水母管，閃蒸飽和蒸汽則通過汽輪機的補汽口進(jìn)入汽輪機進(jìn)行膨脹做功發(fā)電， 經(jīng)汽輪機作功后的乏汽進(jìn)入凝汽器冷凝成凝結(jié)水后，由凝結(jié)水泵 送出至低壓給水母管 ，再由鍋爐給水泵將除氧后的冷凝水和補充水 直接送至 AQC 爐，完成一個汽水循環(huán)。 (2) 水、汽流程 原水經(jīng)機械過濾器、活性碳過濾器預(yù)處理后進(jìn)入 化學(xué) 水裝置，達(dá)標(biāo)后的 除鹽水 作為發(fā)電系統(tǒng)的補充水補入除氧器。 (1) 煙氣流程 出窯尾一級筒的廢氣 (約 340℃ )經(jīng) SP 爐換熱后溫度降至 220℃ 左右，經(jīng)窯尾高溫風(fēng)機送至原料磨烘 干原料后， 通過 除塵器凈化后達(dá)標(biāo)排放。 電站控制采用 DCS 集中控制方式； 水泥線建成時的供電和電站的自用電，在電站啟動時的啟動電源為電網(wǎng)供電，電站正常運行后，電站用電由發(fā)電機通過總降直接供電。 焦 煤集團(tuán) 千業(yè)水泥公司新型干法水泥 窯 純低溫余熱發(fā)電 項目 可行性研究報告 中材國際工程股份有限公司 14 余熱電站的初步方案論述 擬建的新型干法水泥熟料生產(chǎn)線的余熱電站，是為了充分利用水泥窯余熱，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益， 本項目 擬在水泥生產(chǎn)線窯頭、窯尾分別設(shè)置余熱鍋爐，即 AQC 爐和 SP 爐，力求做到充分利用工藝生產(chǎn)余熱，達(dá)到節(jié)約能源降低能耗的目的。 (6) 電廠主、輔機的過程控制采用集散型計算機控制系統(tǒng)。 (4) 采用國內(nèi)可靠、成熟的設(shè)備。具體指導(dǎo)思想如下： (1) 在不影響水泥生產(chǎn)的前提下最大限度地利用余熱 ； (2) 在技術(shù)方案 實施 上統(tǒng)一考慮回收利用 5000t/d 窯頭、窯尾廢氣中的余熱 ； (3) 在生產(chǎn)可靠的前提下，提倡技術(shù)先進(jìn)。焦 煤集團(tuán) 千業(yè)水泥公司新型干法水泥 窯 純低溫余熱發(fā)電 項目 可行性研究報告 中材國際工程股份有限公司 13 形成 9MW 的 發(fā)電 能力 ， AQC 爐、 SP 爐和 純凝補汽式 汽輪 發(fā)電機組 采用國產(chǎn)設(shè)備 。 (3) 挖方場地表層腐植土先挖出集中堆放，以作綠化或復(fù)土造田之用。 (2) 妥善處理工廠建設(shè)與發(fā)展的關(guān)系，不早占或多占用土地。 總圖主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 總圖主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 序號 指標(biāo)名稱 單位 數(shù)量 備注 1 廠區(qū)占地面積 平方米 3700 均為老廠用地 2 建構(gòu)筑物占地面積 平方米 1300 3 建筑系數(shù) % 4 道路及廣場占地面積 平方米 400 5 綠化面積 平方米 550 6 綠化系數(shù) % 土地綜合利用 (1) 本項目用地嚴(yán)格貫徹執(zhí)行珍惜和合理利用土地的方針，因地制宜，合理布置，節(jié)約用地，提高土地利用率。 綠化規(guī)劃 廠區(qū)內(nèi)未布置建構(gòu)筑物及鋪砌地面的地段，均可進(jìn)行綠化，以種植常綠灌木和鋪設(shè)草坪為主。 廠區(qū)雨水通過場地坡度直接排入現(xiàn)有排水系統(tǒng)。 豎向設(shè)計 豎向設(shè)計采用緩坡式，設(shè)計標(biāo)高與周圍場地保持一致。汽輪發(fā)電機房及冷卻塔布置在窯尾北側(cè)，緊靠生產(chǎn)線布置， 降低熱損耗，縮小熱力管道地輸送距離。 總平面布置 該項目為純低溫余熱發(fā)電裝置，新建車間主要包括一臺 SP 爐、一臺AQC 爐及沉降室。 總平面布置及豎向設(shè)計 布置原則 (1) 重點考慮環(huán)保、水土保持要求； (2) 合理利用土地，因地制宜，布置緊湊、節(jié)約用地、提高土地利 用率； (3) 工廠的整體布局要美觀，布置中留出綠化用地。 建設(shè)場地為老廠預(yù)留建設(shè)用地，已經(jīng)進(jìn)行了場地平整。 自然條件 氣象條件 河南焦作地區(qū)部分氣象資料如下： 通風(fēng)計算溫度： 夏季： ℃ 冬季： 0℃ 夏季空調(diào)計算溫度： ℃ （干球） 夏季空調(diào)計算溫度： ℃ （濕球） 全年主導(dǎo)風(fēng)向及頻率： C NE 15% 12％ 室外平均風(fēng)速： 冬季： 夏季： 大氣壓： 冬季： 夏季： 最大積雪深度： 160mm 最大凍土深度： 500mm 地震烈度 根據(jù)國家地震局和建設(shè)部頒發(fā)的《中國地震烈度區(qū)劃圖（ 1991）》本項目所在區(qū)域為 7 度 ，工程建構(gòu)筑物按 7 度抗震設(shè)防 。 水源 焦作千業(yè)水泥有限責(zé)任公司目前采用廠區(qū)周圍地下水作為水源。 電源 焦作千業(yè)水泥有限責(zé)任公司已建 35kV 戶內(nèi)式總降壓變電站一座 ， 站內(nèi)設(shè) 有 2 臺 16000kVA， 35/ 有載調(diào)壓變壓器 。 焦 煤集團(tuán) 千業(yè)水泥公司新型干法水泥 窯 純低溫余熱發(fā)電 項目 可行性研究報告 中材國際工程股份有限公司 9 2 主要建設(shè)條件 余熱條件 根據(jù) 已 運行 的 焦作千業(yè)水泥有限責(zé)任公司 一條 5000t/d熟料生產(chǎn)線的設(shè)計、生產(chǎn)、運行情況，熱力系統(tǒng)及裝機方案應(yīng)考慮下述前提條件： 水泥窯廢氣余熱條件 項 目 SP 余熱鍋爐 AQC 余熱鍋爐 廢氣管道數(shù)量 流量 (濕性氣體 ) 104Nm3/h 鍋爐入口溫度 ℃ 鍋爐出口溫度 ℃ 含塵量 g/Nm3 (依據(jù)干性氣體 ) 廢氣成份 Vol% N2 O2 H2O CO2 1 36 340 ~220 80 1 22 360 ~90 ≤ 8g/Nm3 (設(shè)置 沉降室 ) 注： 以上 水泥窯廢氣余熱條件 以 （現(xiàn)場實際） 標(biāo)定結(jié)果為準(zhǔn)。不確定性分析結(jié)果表明，本項目具有較強的抗風(fēng)險能力。 本項目符合國家的產(chǎn)業(yè)政策，對優(yōu) 化水泥生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，緩解電力供應(yīng)壓力，充分利用二次能源，改善生產(chǎn)