烧结冷却机余热发电系统及其关键技术
李冬庆
(北京佰能电气技术有限公司)
摘要：根据烧结冷却机的工艺特点，分析了冷却烟气余热的特性及其影响因素，提出了建立烧结冷却机烟气余热发电系统的原则以及对系统的评价问题。同时，还就烧结余热发电系统的几个关键技术，如烟气参数选择、热力系统参数选择、冷却机密封改造、系统的运行控制等提出了作者的观点和建议。
关键词：烧结冷却机烟气余热发电系统
经济的发展伴随着能源消耗的快速增长。大量化石燃料的使用对环境带来了一系列重大影响。节能、减排和降耗已经成为一个全球性的焦点问题。研究开发新技术，充分利用现在工业过程中的废气、废热，提高余热资源利用效率和品质已经成为一个重要课题。钢铁、有色冶金、建材等高耗能行业消耗了大量的能源，同时因工艺的需要也产生了大量的中低温余热烟气资源，由于工艺过程及技术等原因，这部分余热没有得到充分利用，被白白地排放到了环境中[1]。冶金烧结工艺就属于其中最为典型的一例。
在钢铁企业中，烧结工序的能耗仅次于炼铁，占总能耗的10％～20％，其中约有30％的能量是通过烧结冷却机以热烟气的形式排入大气，没有得到合理利用[2~3]。结合当前低参数余热发电技术，本文在分析烧结冷却机烟气特性及其主要影响因素的基础上，提出建立烧结冷却机烟气余热发电系统，产生高效清洁的电能，实现对这部分资源的高效利用。
2冷却机烟气特性及影响因素
2．1烟气余热特性
烧结机正常生产时，经过烧结的热矿从烧结机的尾部落下，经单辊破碎机破碎后，通过热振筛进行筛分，再经溜槽落到冷却机台车上。烧结工艺需要高达1200℃的温度，在溜槽处的热烧结矿温度可达800℃左右，主要以辐射形式向外散热，自溜槽落到冷却机上的料温通常在600℃以上。一般烧结冷却机根据大小在其下方布置有数台(3～5台)冷却风机，对烧结矿料层强制鼓风冷却。经与冷却一段、二段矿料换热后，在风罩内聚集的冷却风温度提高到300~500℃[2~5]。
烧结生产的工艺特点决定了冷却机的高温烟气具有波动性，含尘量也具有不确定性，且处于一个相对稳定的动态过程。由式(1)可知，烧结矿在冷却机上放热，矿料温度逐渐降低，烧结矿的平均比热随之降低[6]。因此，烧结及其矿料冷却工艺决定了冷却烟气具有波动性、不稳定性的特征。在冷却风的作用下，冷却矿料层中的微小颗粒随风带出，成为烟尘。由于烧结矿破碎及筛分过程的不确定性，烟气的含尘量受到冷却风速及烟尘粒径的影响，也具有不确定性。
C p=[0．115+0．257×10﹣3(T－373)－0．0125×10﹣5(T－373)2]×4．1868 (1)
式中：C p—烧结矿的平均比热，kJ／(kg·℃)
T—烧结矿的绝对温度，K
2．2影响烟气品质的主要因素
烧结冷却机产生的烟气温度和余热总量是评价余热资源品质的重要指标，这与烧结矿的温度密切相关。冷却机烟气温度受到烧结料层厚度、烧结终点控制、冷却风温、冷却风速、冷却料层厚度、边缘效应及冷却机密封状况等生产条件的影响。主要有以下几方面：
(1)烧结料层厚度：厚料层烧结能改善燃烧条件，强化氧化放热反应，增强自动蓄热能力。有资料表明[6]：在烧结料层厚度为180～220mm时，料层蓄热量只占燃烧带入总热量的35％～45％，当料层厚度为400mm时则蓄热量可达55％～60％。因此，提高烧结料层厚度能增强料层的蓄热能力，减少烧结过程中的热损失，使破碎筛分后进入冷却机的矿料保持较高的温度，从而有效提高冷却烟气的温度和余热总量。当前，大型烧结机的料层厚度已达到
700mm[7]，对采用余热系统发电非常有利。
(2)烧结终点控制：烧结终点的控制对烧结矿温度会产生影响，进而影响破碎后落到冷却机上的矿温，最终将对冷却烟气温度产生影响。日本有关研究表明，在保证烧结矿质量和成品率的前提下，同时满足余热回收的烧结终点位置控制在烧结机最后一个风箱的前半部最合适。烧结过程中的过烧或欠烧也会影响冷却机出口的烟气温度和余热资源量。当烧结矿严重过烧时，在烧结机尾部烧结矿的冷却过程就已经开始了，导致进入冷却机的矿料温度偏低。当发生欠烧时，烧结混合料中的碳未能得到充分燃烧，烧结饼所含的热量低于正常水平，也导致烟气温度偏低；若欠烧的烧结饼在未烧透的情况下进入冷却机后发生二次烧结，放出热量，则导致冷却烟气的温度偏高，可达500~600℃[2]。
(3)冷却风温：提高冷却空气的初始温度能提高余热回收的效率和品质，也能控制并稳定余热回收的总量。有研究表明：当冷却介质初始温度为50℃时，换热后终温比常温能提高15℃；当介质初始温度为120℃时，介质终温比常温时高45℃[8]。因此，提高进入冷却机的气体温度，能有效提高气体通过料层后的烟气温度，同时也能有效降低烟气温度波动的幅度，提高余热资源的稳定性。
(4)冷却风速[6]：冷却风速与风量、冷却矿料层厚度、冷却料层空隙率等因素密切相关，对烧结矿的冷却时间也产生影响，冷却风速与烧结矿平均最大矿块热传导速度密切相关。如图1所示，无论烧结矿粒度大小，当风速达到一定值以后，增加风速都不能有效提高换热系数，改善冷却效果。当冷却风速在0~2m／s的区间时，提高风速(增大风量)能有效加强烧结矿的冷却；当冷却风速大于2m／s时，提高风速不但不能提高冷却效果，相反，由于风速提高使冷却风量增加，将导致冷却机出口烟气温度降低。
(5)冷却料层厚度：冷却料层厚度是影响烧结矿冷却速度和冷却介质终温的主要因素之一。有资料表明[9]：冷却机料层厚度每提高0．1m，冷却烟气温度提高约10℃。而且料层越厚，冷却越趋于均匀，温度波动幅度越小。因此，在相同条件下增加冷却机的料层厚度，能提高冷却烟气的温度和余热资源总量。目前国内360m2以上的烧结机，其冷却机的料层厚
度基本上达到了1300～1500mm。
(6)边缘效应[10]：由于台车和风箱之间是相对运动的，再加上烧结矿在冷却机台车上布料不均匀，边缘效应在所难免，且直接影响冷却烟气的温度和流量。减轻和抑制边缘效应，有助于提高烟气品质。
(7)密封条件：由于冷却机台车是按一定速度运动的，其台车下方风箱和上方集气罩与台车之间存在着一定的间隙，需采取相应的措施进行密封。若密封效果较差，任何漏风都会造成集气罩烟气品质和余热资源的下降。
(8)其他因素：除上述几个影响因素外，烧结矿温度和冷却烟气温度还受到诸如原料种类、配料结构、燃料消耗水平、冷却机台车速度等参数的影响，因此，它们也对冷却机烟气余热品质产生影响。
3烧结冷却机余热发电系统
3．1系统设计原则与目标
余热发电系统作为主工艺流程的一个附属工艺过程，决定了它与常规发电系统有很大的区别。发电系统的建设和运行须以不影响主工艺的正常工作为首要原则；在此前提下发电系统的首要目标是安全、可靠与稳定；其次才是如何最大限度地利用余热资源，提高余热利用的品质与效率。对余热发电系统而言，关键就是在主工艺生产条件下保证余热资源的连续与稳定，再遵循能源梯级利用原理，将烧结冷却机的烟气余热用于发电，建立双压余热发电系统，使余热资源得到充分利用。
3．2烟风系统
如图2所示，经破碎筛分的烧结矿料通过溜槽落到冷却机台车上，随台车转动，炽热的矿料依次通过冷却机I段和Ⅱ段；冷却风在风机的作用下分别进入冷却机I段和Ⅱ段的下部风箱，然后通过I段和Ⅱ段矿料层，高温的烟气分别在I段和Ⅱ段的集气罩内聚集。工段集气罩内的烟气通过烟道进入余热锅炉用于加热锅炉的中压过热器和部分中压蒸发器，在烟气温度降到与Ⅱ段烟气温度一致时在余热锅炉内与来自Ⅱ段的烟气混合，然后再通过锅炉剩余的受热面；经过锅炉后的烟气温度降到140℃左右，在循环风机的作用下被再次分别送入冷却机工段和Ⅱ段下部的冷却风箱，用于冷却矿料。在I段烟气管道上设有重力除尘器，将烟气中携带的矿尘沉降下来，减少对锅炉受热面的冲刷和磨损。为了充分利用余热资源，余热锅炉分别产生两种不同压力和温度的蒸汽，即中压蒸汽和低压蒸汽。系统正常运行时，循环风机工作，原冷却机工段和Ⅱ段鼓风机停止运行。当余热锅炉系统故障时，可打开原冷却机工段和Ⅱ段鼓风机，关闭循环风机，此时余热烟气直接从冷却机工段和Ⅱ段烟囱直接排放，不影响主工艺的运行；同时，在工段和Ⅱ段风箱末端均设有隔离风门，将此段风箱与其他部分隔离，形成独立的风箱，避免系统漏风。另外，上述烟风系统还能实现烟气闭式循环和开式运行两种模式的切换，具有更大的可操作性和适应性。
3．3发电系统
如图3所示，余热锅炉产生的中压蒸汽作为主汽进入汽轮机，低压蒸汽作为补汽进入汽轮机补汽级，中压和低压蒸汽在汽轮机内膨胀作功，推动发电机发电。作完功的乏汽在凝汽器内冷凝成水，然后与系统补水一起通过凝结水泵送入锅炉，凝结水在锅炉内通过低压预热器加热后再进入低压汽包。低压汽包中的水一部分在中压给水泵的作用下送入中压预热器，经加热后进入中压汽包，然后再通过中压蒸发器和中压过热器产生中压蒸汽；另一部分水则通过低压蒸发器和低压过热器产生低压蒸汽；在此过程中低压汽包还兼有除氧器的功能，实现锅炉系统自除氧。循环冷却水在循环水泵的作用下在凝汽器和冷却塔内循环流动，冷却汽轮机所排乏汽，保证排汽压力。
3．4系统评价指标
在实际工程中，为了评价烧结冷却机余热资源的利用情况和烧结冷却机余热发电系统的效率，采用了相应的技术参数来对系统进行评价。具体如下：
(1)烧结冷却机余热资源可用率η1：指冷却机系统中可用烟气余热总量Q1占系统全部烟气余热总量Q0的百分数，即
η1= Q1／Q0×100％(2)
(2)烧结冷却机可用余热资源利用率η2：指余热资源利用总量Q2占可用烟气余热总量Q1的百分数，它表示余热利用系统对可用余热资源利用的程度，即
η2= Q2／Q1×100％(3)
(3)余热锅炉热效率η3：指蒸汽吸热量Q3占余热资源利用总量Q2的百分数，它是表示余热锅炉性能的参数，即
η3= Q3／Q2×100％) (4)
Q3=q·(h1－h2)·t(5)
式中，h1为蒸汽焓(kJ／kg)，h2为给水焓(kJ／kg)，q为蒸汽流量(kg／h)，t为时间(h)。
(4)汽轮机的相对内效率ηi：为蒸汽在汽轮机中做功的有效焓降H i与理想等熵焓降H t 之比，它表示蒸汽在汽轮机中能量转换的完善程度，也即汽轮机组设计的完善程度，即ηi=H i／H t=(h1－h c)／(h1－h t) (6)
式中，h1为蒸汽焓(kJ／kg)，h c为实际排汽焓(kJ／kg)，h t为理想等熵排汽焓(kJ／kg)。
(5)机械效率ηm：考虑机械损失后汽轮机联轴器端的输出功率P e与汽轮机内功率P i之比，即
ηm=P e／P i=1－ΔP m／P i(7)
式中，ΔP m机械损失(kW)。
(6)发电机效率ηg：考虑电机损失后发电机输出的电功率P e1与汽轮机轴端功率P e之比，即
ηg= P e1／P e=1－ΔP g／P e (8)
式中，ΔP g电机损失(kW)。
(7)汽轮发电机组相对电效率ηe1：表示在1kg蒸汽所具有的理想比焓降中有多少能量最终被转换成电能，即
ηe1=ηiηmηg(9)
3．5工程案例
某钢厂1台360m2烧结机设备参数如下：冷却机冷却面积396m2，烧结机利用系数1．3t ／(m2·h)，冷却机料层厚度1300～1500mm，冷却机入口矿料温度700～800℃，冷却机入口下料量700t／h，转鼓指数≥73％。
烧结冷却机余热发电系统参数为：冷却机I段烟气温度400℃，流量350000Nm3／h；冷却机Ⅱ段烟气温度300℃，流量350000Nm3／h。
系统采用双压自除氧余热锅炉配一台补汽凝汽式汽轮发电机组。余热锅炉参数如下：中压蒸汽压力为1．96 MPa(G)，温度365℃，流量46t／h；低压蒸汽压力为0．39MPa(G)，温度225℃，流量19t／h。汽轮发电机组装机参数如下：主汽进汽压力为1．90MPa(a)，温度为355℃，流量46t／h；补汽压力为0．35MPa(a)，温度为210℃，流量为19t／h，系统额定发电量约为11．5MW，装机容量为15MW。
4系统关键技术及其它
蒸汽发电是一个稳定连续的过程，由汽轮机的运行特性决定了所需要的蒸汽压力、温度和流量能连续和保持稳定。当前蒸汽轮机发电技术已经很成熟，但要与具体的工艺过程相适应，对具有显著主工艺过程的系统却是一个新课题。要成功实现上述烧结冷却机余热发电
系统，需要对烧结机整个主工艺过程进行深入了解，对主工艺与发电系统之间相互影响的关系进行分析，并在此基础上实现最佳耦合。根据工程实践和理论分析，烧结冷却机余热发电系统的关键技术及处理方式主要有以下几个方面。
4．1烟气参数的确定
由于烧结冷却机余热烟气的品质受到多种因素的影响，只能通过技术调整和结构改造在某种程度上减轻其影响，而不能消除，如何根据实际工艺过程确定烟气参数就显得尤为重要。分析实际工程中一些失败的案例发现，其最重要的一点就是对烟气参数(尤其是温度)把握不准，导致进锅炉的烟气达不到设计值，有时相去甚远，结果必然引起锅炉出口蒸汽参数变化范围增大，甚至满足不了汽轮机的最低运行要求，导致机组频繁起停，甚至长期不能运行。对于相同大小的烧结机来说，不同企业的矿石来源、配比、操作方式等不尽相同，所以烟气温度也会不一致，必须具体问题具体分析。因此，合理确定烟气参数是余热发电系统成败的关键。在项目开始前要对现场参数进行实地标定，对运行日志进行统计和分析，在此基础上才能确定适合的余热发电系统烟气参数。
图4为某钢厂(360m2烧结机)冷却机工段集气罩出口烟气平均温度T6与运行时间的关系，统计时间为120天。
由分析可知，烟气最高温度T5为465℃，最低温度T1为350℃，波动幅度达115℃，统计期内冷却机集气罩出口烟气的平均温度T4为418℃，极端最高(T5)或最低(T1)烟气温度出现的概率极低，属于特殊工况。图中温度大于或等于T4(418℃)的时间占52％，若以此温度作为锅炉的额定进气温度T3，则整个系统近一半的时间都不能在效率好的额定状态下运行，所定温度显然偏高，不利于系统的稳定、安全、高效运行。为了避免上述影响，同时兼顾低温烟气和余热利用率，将集气罩出口实际烟气温度T6大于锅炉额定进气温度T3的比率提高到85％，即锅炉额定进气温度T3为400℃，比平均温度T4约低20℃，则在此条件下绝大部分时间内烟气温度满足设计需要，在剩余15％的时间内，大部分的温度偏离T3不远，有利于系统运行，此时所确定的T3对余热发电系统来讲较为合理。以此温度进行设计，当实际温度偏低时锅炉产汽参数偏低，汽机滑参数运行也能正常工作；当实际温度偏高时，锅炉产
汽参数偏高，但对于汽轮机来讲仍属于低参数范围，汽机也能适应此参数的运行要求，实际发电量将增大。
4．2热力系统参数的选择
在余热烟气参数确定后，热力系统参数的确定就成为系统设计的主要任务。确定热力系统参数的前提是要使发电系统能长期、连续、稳定、经济地运行，然后在可能的条件下降低工程设备的造价水平。热力系统的核心参数就是主蒸汽的温度、压力和流量。主汽温度选择应该存在最佳值，温度选择越高，一方面会使汽轮机的出力增大，另一方面则使余热锅炉的平均传热温差减小，锅炉的换热面积就要增大，设备造价就会提高。一般来讲，主汽温度应比余热烟气温度低30℃以上(即T3－T2≥30℃)，然后再通过优化进行选择。同样，主汽压力也存在最佳值。主汽压力高，则余热锅炉排烟温度就要提高，系统余热利用效率就会下降，此外，主汽压力对排汽湿度也有影响。所以温度、压力、机组容量是密切相关的，要相互匹配才行[11]。
常规发电系统主蒸汽参数的熵值一般在6．5~7．5kJ／kg·℃之间选择较为合适，对于低温烧结余热发电系统其熵值选择范围较窄，一般在6．9～7．2kJ／kg·℃之间。主汽温度确定后，再根据熵值选择要求和汽轮机设备参数系列来确定合适的压力。当烟气温度和流量、主汽温度和压力都确定后，系统主汽的流量也随之确定。
对于单压余热锅炉来讲，排烟温度一般只能降低到200℃左右甚至更高。若要进一步提高余热利用效率和降低排烟温度，则需采用双压余热锅炉，实施余热资源梯级利用。在余热发电行业，双压系统除主汽参数之外可分为以下两种方式：一是由锅炉产生低压的饱和或过热蒸汽，如冶金烧结冷却机余热发电系统；二是由锅炉产生温度较高的高压水，然后在闪蒸器中产生低压饱和蒸汽，如水泥回转窑余热发电系统。
4．3冷却机密封改造
余热发电系统的稳定运行需要锅炉提供稳定的汽源，也即需要冷却机提供稳定的满足余热锅炉要求的余热烟气热源。为了保证烟气品质，提高余热资源的利用率，可对冷却机密封进行如下改造：①做好下部风箱的分隔与密封，在冷却机风箱内适当的位置设置隔板，将冷却机I段与Ⅱ段、Ⅱ段与后续冷却段隔开，并做好相应的密封，包括I段起始端密封，以防止冷却风串漏；②采用软性材料，减小台车与风箱之间的间隙，避免冷却风短路；③做好上部Ⅰ段与Ⅱ段集气罩的分隔，使烟气分别在各自集气罩内聚集，避免串风；④台车与集气罩之间也是相对运动的，采取措施减小烟罩下部和台车边缘之间的间隙，避免热烟气漏失；
⑤烟罩Ⅰ段起始端和Ⅱ段末尾端的密封，尤其是烟罩下部与冷却矿料层接触的位置要做好动密封处理。总体说来，采取上述措施的目的在于减少冷风混入和减少热风漏出。
4．4系统的运行控制
余热发电系统依附于主体工艺，发电系统随烧结机的运转率是评价发电系统运行和经济性的一个重要指标。正常发电系统的运行控制技术已经非常成熟，不存在任何问题，而余热发电系统的关键就在于使主工艺和发电实现高度耦合。深入了解烧结工艺和发电系统的运行特点，采取相应的运行控制技术显得非常重要。现有大型烧结机的年作业率一般都在93％左右，即年运行小时数约为8150h，检修时间一般分临时检修、季(月)检修和年度检修。因此，处理好烧结余热发电系统稳定运行的问题可以从以下几个方面着手：
(1)提高烧结工艺操作水平，促使烧结生产过程稳定，作业率提高。
(2)在条件允许的情况下，应尽量采用多台烧结机配一套发电系统，即多炉一机系统，当其中某台烧结机检修甚至短期停机时不会导致发电机组停机，从而减少设备起停损失。
(3)烧结机起动过程中，当机上开始布料时，余热系统就做生产准备，开始缓慢向余热锅炉供水，待水位达到规定值时，冷却机上的烧结矿料也差不多布到了冷却I段和Ⅱ段，此时即可开启循环风机风门，将热量送往余热锅炉生产蒸汽。这样，能使余热回收系统开机时
间缩短大约40～60min[12]。
(4)烧结机短时停机(30min左右)的情况经常出现，在此情况下对一炉一机的系统而言，若不采取任何运行控制措施，一般停机10min以上就将导致发电机组停机并解列。而从发电机解列到并网约需2h，若开机后烧结系统不稳定则需要时间更长，因此要避免在此情况下机组停启。当运行人员得到烧结系统停机通知后，可关小循环风机风门，降低冷却机转速，同时将发电机组的负荷快速降低到低限，以避免蒸汽不足导致机组停机[13]。
(5)对一炉一机的系统，要充分利用烧结系统停机间隙进行发电系统的设备维护与检修，减少非计划检修，提高设备作业率。
4．5其它
余热发电系统的烟气来源于主工艺过程，相对于常规发电系统而言，其热源品质低，在利用时更要细致考虑整个烟风系统的保温措施，如集气罩、烟风管道、锅炉等，以减少散热损失。同样，由于余热锅炉出口的蒸汽温度、压力都较低，所以在系统设计时要对蒸汽管道配置进行优化，选择合适的管径和连接方式，尽量减少蒸汽压力和温度的损失，提高系统热电效率。一般情况下对于余热发电系统而言，锅炉出口至主汽进口管道每百米压降为0．05～0．1MPa，温降为3~8℃。
5结论
1)鉴于烧结工艺过程的特点，烧结料层厚度、终点控制、冷却风温、冷却风速、冷却机料层厚度、边缘效应和密封条件等，都对余热烟气品质有一定影响。
2)根据烧结工艺和冷却机集气罩出口风温的特点，遵循余热梯级利用原理，建立适合烧结冷却机余热发电的双压余热发电系统，有利于推进烧结工序的节能降耗。
3)设计烧结余热发电系统时，烟气参数的确定和热力系统参数的选择非常关键，必须根据工艺情况在现场标定和分析运行记录等基础上，科学合理地确定烟气参数，同时要综合考虑机组运行效率和经济性来确定热力系统的参数，并进行系统优化设计。其次，还应加强冷却机的密封，提高和稳定烟气品质；优化系统运行控制，使之与主工艺高度耦合。
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唐山东海钢铁集团特钢有限公司 23198㎡烧结余热发电项目 施 工 组 织 设 计 编制单位：河南大成建设工程有限公司编制时间： 2014 年 06月 04日
第一章编制依据及工程概况 1.1 编制依据 1.1.1 唐山东海钢铁集团特钢有限公司1313.5MW烧结余热回收发电项目招标 文件； 1.1.2 唐山东海钢铁集团特钢有限公司施工现场实际状况及施工环境； 1.1.3 唐山东海钢铁集团特钢有限公司烧结生产工艺及状况； 1.1.3 国家电力公司国电电源[2002]849号《火力发电工程施工组织设计导则》； 1.1.4 国家现行的有关规程、规范； 1.1.5 河南大成建设有限公司多年的施工经验。 1.2 现场条件 1.2.1 概述 本项目为唐山东海钢铁集团特钢有限公司烧结余热发电工程，采用两段取风，闭路循环系统。5#及6#环冷机每台配设一台余热锅炉，一台热管锅炉，共用一台13.5MW补汽凝汽式汽轮机及一台15MW无刷励磁发电机。 1.2.2 地理位置 拟建厂址位于唐山市滦县茨榆坨工业园区内，距唐山市约31公里。拟建电站位于东海特钢烧结厂区内。唐山市滦县茨榆坨镇工业区，东临迁唐路，交通便利。 1.2.3 厂址自然条件 1.2.3.1地形地貌 本厂区属平原地貌，地势略有起伏，自然地面总体呈现为西高东低的趋势，最大高差约0.5米。项目场地标准冻深小于0.9m，故不考虑冻胀影响。 1.2.3.2气候特征 年平均气温 11℃ 极端最高气温 39.9℃
极端最低气温 -21 ℃ 海拔高度 25.9米 冻土深度： 0.9m 夏季室外计算干球温度： 32.7℃ 夏季室外计算湿球温度： 26.2℃ 最热月月平均相对湿度： 79% 1.2.3.3地质条件 拟建场地土属中硬场地土，建筑场地类别为Ⅱ类，位于相对稳定地块，不存在新构造活动运动，无不良地质作用，适宜作为建筑场地。 1.2.4电厂水源 该工程锅炉补充水、生活用水和其他用水采用厂区原有的水源，接入点由建设单位就近指定。 1.2.5 施工用电 从6#烧结厂西侧配电室引一条施工电源到主厂房西北角，能够满足施工区域电力供应。 施工用电应注意以下事项： 1.2.5.1实行TN-S配电系统，三级控制两级保护的配电方式，其中第一级保护的漏电保护器漏电动作电流根据用电设备数量确定，但漏电动作时间要小于 0.1s。 1.2.5.2变压器中性点直接接地的供电系统，一切用电设备、工具照明都实行保护接零；保护零线单独敷设，不通过任何开关和熔断器，在分支、终点、设备集中点或每长50m处都要重复接地，接地电阻小于10欧姆；保护零线的干线截面不小于相线的1/2,相线截面小于16平方时，保护零线与相线截面相同；移动式用电工具和设备和设备的保护零线用铜芯软线，其截面不小于相线的1/3，任何情况下小于 1.5mm2；用电设备的保护零线不得串联，用电设备的保护零线与保护零干线采用焊接、螺栓联结等，严禁缠绕和钩挂。 1.2.5.3一切用电设备在一般场所的第二级保护用漏电动作电流小于30mA，动作时间小于0.1s的漏电保护器，手持电动工具选择漏电动作电流小于15MA、动作
生产工艺流程： (19)余热发电系统 本方案拟采用单压纯低温余热发电技术，与双压系统和闪蒸系统相比，单压系统流程相对较简单，当设计选择的锅炉能完全吸收烟气放出的热量时，采用单压设计更为合理，系统内不同参数的工质较少，控制操作都更简单，窑头锅炉和汽轮机设备造价降低，系统管路减少，投资相对更省。 结合本工程的生产规模及投资环境，拟采用单压纯低温余热发电技术。该技术不使用燃料来补燃，因此不对环境产生附加污染，是典型的资源综合利用工程。主蒸汽的压力和温度较低，运行的可靠性和安全性高，运行成本低，日常管理简单。 综合考虑本工程2500t/d熟料新型干法水泥生产线窑头、窑尾的余热资源分布情况和水泥窑的运行状况，确定热力系统及装机方案如下：系统主机包括一台PH余热锅炉、一台AQC余热锅炉和一套凝汽式汽轮发电机组。 据2500t/d水泥熟料生产线窑头冷却机废气排放温度的分布，在满足熟料冷却及工艺用热的前提下，采驭中部取气，从而提高进入窑头余热锅炉-AQC炉的废气温度，减少废气流量，在缩小 AQC炉体积的同时增大了换热量。并且提高了整个系统的循环热效率。 在窑头冷却机中部废气出口设置窑头余热锅炉 AQC炉,该锅炉分 2段设置，其中I段为蒸汽段，II段为热水段。AQC炉 II段生产的 150° C 热水提供给AQC炉 I段及PH锅炉°AQC炉I段生产的 1.6MPa- 3 2 0。C 的过热蒸汽作为主蒸汽与窑尾余热锅炉 P H炉生产的同参数过热蒸汽合并后，一并进入汽轮机作功。汽轮机的凝结水进入余热锅炉AQC炉I工段，加热后分别作为锅炉给水进入余热锅炉 SP炉、余热锅炉A QC炉的I
段。 ②PH余热锅炉：在窑尾预热器的废气出口管道上设置PH余热锅炉，该锅炉包括过热器和蒸发器，生产 1.6MPa-32 0C的过热蒸汽，进入蒸汽母管后通入汽轮发电机组，出 P H余热锅炉废气温度降到18 0 —200C，供生料粉磨烘干使用。P H锅炉热效率可达35%以上。 ③汽轮发电机组：上述二台余热锅炉生产的蒸汽共可发电 4100kW 因此配置4500kW凝汽式汽轮机组一套。 整个工艺流程是：40 C左右的给水经过除氧，由锅炉给水泵加压进入 AQC 锅炉省煤器后加热成135 C左右的热水，热水分成两部分，一部分送往AQC锅炉，另一部分送往SP锅炉；然后依次经过各自锅炉的蒸发器、过热器产生1.6MPa-320C和1.6MPa-320C的过热蒸汽，在蒸汽母管汇合后进入汽轮发电机组做功，做功后的乏汽进入凝汽器成为冷凝水，冷凝水和补充纯水经除氧器除氧再进行下一个热力循环。 PH锅炉出口废气温度180-200 C左右，用于烘干生料。 表2-6主要余热发电设备一览表
钢铁企业烧结余热发电技术推广实施方案
钢铁企业烧结余热发电技术推广 实施方案 二〇〇九年十二月
前言 钢铁工业是国民经济重要基础产业，能源消耗量约占全国工业总能耗的15%，废水和固体废弃物排放量分别占工业排放总量的14%和17%，是节能减排的重点行业。当前，钢铁行业发展面临严峻挑战和新的发展机遇，传统的粗放型发展模式已难以为继，迫切要求行业企业以节能减排为抓手，积极转变发展方式，利用高新技术改造、提升行业技术管理水平，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的新型工业化道路。 在钢铁企业中，烧结工序能耗仅次于炼铁工序，占总能耗的9%～12%，节能潜力很大。烧结余热发电是一项将烧结废气余热资源转变为电力的节能技术。该技术不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气体，能够有效提高烧结工序的能源利用效率，平均每吨烧结矿产生的烟气余热回收可发电20kWh，折合吨钢综合能耗可降低约8千克标准煤，从而促进钢铁企业实现节能降耗目标。本方案计划用3年时间（2010～2012年），在重点大中型钢铁企业中有针对性地推广烧结余热发电技术，预期在钢铁行业的推广比例达到20%，形成157.5万吨标准煤的节能能力，为钢铁企业在日益激烈的市场竞争中进一步降低生产成本、实现节能降耗发挥积极作用。 目录 一、技术发展及应用现状 (2) （一）烧结余热发电技术概况 (2) （二）应用现状 (3) （三）存在的问题 (3) 二、指导思想、原则和目标 (4) （一）指导思想 (4) （二）基本原则 (4) （三）建设目标 (5) 三、主要内容 (5) （一）范围和条件 (5) （二）建设内容 (6) （三）实施进度 (6) （四）项目投资估算 (6) 四、组织实施 (6) 五、配套措施 (7) 一、技术发展及应用现状 （一）烧结余热发电技术概况 钢铁企业烧结工序能耗仅次于炼铁工序，居第二位，一般为企业总能耗的9%～12%。我国烧结工序的能耗指标与先进国家相比差距较大，每吨烧结矿的平均能耗要高20千克标准煤，节能潜力很大。 烧结余热回收主要有两部分：一是烧结机尾部废气余热，二是热烧结矿在冷却机前段空冷时产生的废气余热。这两部分废气所含热量约占烧结总能耗的50%，充分利用这部分热量是提高烧结能源利用效率，显著降低烧结工序能耗
中信重工余热发电技术简介 1.1 概述 水泥生产线纯低温余热发电技术是利用从篦冷机中部抽出的热烟气和窑尾预热器排出的热烟气，通过余热锅炉产生过热蒸汽，过热蒸汽推动汽轮机做功发电。其优点在于完全利用废气余热，无外加热源，生产成本低廉。 水泥生产线配套建设纯低温余热电站，社会效益显著。在水泥生产线上配套建设纯低温余热电站可产生良好的社会效益，在环保的同时可以给水泥生产企业带来很可观的经济效益。如果在全国水泥行业广泛推广纯低温余热发电技术，将产生不可估量的企业效益和社会效益。按2009年统计数据，全国干法水泥全年熟料生产能力约为8.6亿多吨，其中，2009年投产的水泥熟料生产线为176条，熟料生产能力为19500万吨。近两年投运电站的生产线每年按250条计，届时投运电站的生产线预计为760余条，全部实施纯低温余热发电技术后，装机容量将达到5200MW，年可节标煤1136万吨；减排二氧化碳3216万吨、二氧化硫238万吨。在3200t/d水泥线建成的余热发电站拟装机6.5MW，可实现年供电量4152万kwh，根据2008年全国6000KW以上火电平均标准煤耗每千瓦时349g计算，年节约1.4万吨标煤。同时每年少向大气排放二氧化碳约3.9万吨，并可减少二氧化硫的排放，提高了环保水平。 综合利用大型干法水泥生产线大量的低温废气进行纯低温余热发电是贯彻落实科学发展观，推行循环经济的具体实践；是水泥工业实现节能降耗、清洁生产、资源综合利用和可持续发展的必由之路；推广纯低温余热发电技术适应水泥行业发展的需求，符合国家产业政策和发展趋势，具有广阔的发展空间，市场潜力巨大。 1.2中信重工纯低温余热发电技术介绍 作为中国水泥装备制造的龙头企业，中信重工长期致力于水泥线余热发电技术的研究。1991年，与国家建材局、西安交通大学、南京热管技术开发中心、天津大学等共同承担国家“八五”攻关项目“水泥厂中、低温余热发电工艺及装备的研究开发”，不断完善优化汽轮机设计制造工作，逐步形成了满足不同行业需求的不同参数的小型气轮机系列产品，主要有抽汽、背压、冷凝、背抽等各种型号。2004年中信重工积极响应国家政策，积极开展水泥线纯低温余热发电技术
纯低温余热发电工艺流程、主机设备和工作原理简介 直接利用水泥窑窑头窑尾排放的中低温废气进行余热回收发电，无需消耗燃料，发电过程不产生任何污染，是一种经济效益可观、清洁环保、符合国家清洁节能产业政策的绿色发电技术，具有十分广阔的发展空间与前景。 工艺流程: 凝汽器热水井内的凝结水经凝结水泵泵入.2闪蒸器出水集箱，与出水汇合,然后通过锅炉给水泵升压泵入锅炉省煤器进行加热,经省煤器加热后的水(223℃)分三路分别送到炉汽包炉汽包和.1闪蒸器内。进入两炉汽包内的水在锅炉内循环受热,最终产生一定压力下的过热蒸汽作为主蒸汽送入汽轮机做功.进入.1闪蒸器内的高温水通过闪蒸技术产生一定压力下的饱和蒸汽送入汽轮机第三级后做功，而№.1闪蒸器的出水作为№.2闪蒸器闪蒸饱和蒸汽的热源，№.2闪蒸器闪蒸出的饱和蒸汽送入汽轮机第五级后做功，做过功后的乏汽经过凝汽器冷凝后形成凝结水重新参与热力循环。生产过程中消耗掉的水由纯水装置制取出的纯水经补给水泵打入热水井。 主机设备性能特点： 一、余热锅炉: 炉和炉 锅炉的设计特点如下: 锅炉型式为立式,锅炉由省煤器、蒸发器、过热器、汽包及热力管道等构成。锅炉前设置一预除尘器（沉
降室），降低入炉粉尘。废气流动方向为自上而下,换热管采用螺旋翅片管,以增大换热面积、减少粉尘磨损的作用。锅炉内不易积灰，由烟气带走，故未设置除灰装置，工质循环方式为自然循环方式。 过热器作用：将饱和蒸汽变成过热蒸汽的加热设备，通过对蒸汽的再加热，提高其过热度（温度之差），提高其单位工质的做功能力。 蒸发器作用：通过与烟气的热交换，产生饱和蒸汽。 省煤器作用：设置这样一组受热面，对锅炉给水进行预热，提高给水温度，避免给水进入汽包，冷热温差过大，产生过大热应力对汽包安全形成威胁，同时也避免汽包水位波动过大，造成自动控制困难。一方面最大限度地利用余热，降低排烟温度，另一方面，给水预热后形成高温高压水，作为闪蒸器产生饱和蒸汽的热源。 沉降室作用：利用重力除尘的原理将烟气中的大颗粒熟料粉尘收集，避免粉尘对锅炉受热面的冲刷、磨损。 锅炉的设计特点如下: 锅炉型式为卧式,锅炉由蒸发器、过热器、汽包及热力管道构成，废气流动方向为水平流动,换热管采用蛇形光管,以防止积灰。因生料具有粘附性，故锅炉设置振打装置进行除灰,工质循环为采用循环泵进行强制循环方式。 二、汽轮机 汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机。依其做功原理的不同，可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮
余热发电运行数据参数 油系统规
汽水系统 暖管 1汽机一切检查准备工作就绪后，值班长通知热机操作员,稍开AQC(SP炉汽门的旁路门，保持压力维持在0.2?0.3Mpa，以温升速度为5?10C/min暖管；当管壁温度达130?140C后，以0.25 Mpa/min的速度提升管压力至额定后(1.2 5Mpa),全开AQC (SP)炉并汽门，关闭旁路门。 2开始暖管时，疏水门应全开，随着管壁温度和管压力的升高，应逐渐关小疏水门，以防大量蒸汽漏出；
3在升压过程中若发生管道振动，应立即降压直至振动消除，经充分疏水后, 方可继续升压。 4在暖管中完成保安系统的静态试验； 5为防止在调节保安系统进行试验时有蒸汽漏入汽缸引起转子变形，在试验 过程中要持续盘车；转子未转动之前，严禁蒸汽漏入汽缸及用任何方式预热汽轮机； 6暖管同时，首先启动循环水泵，再向凝汽器灌水；启动凝结水泵并开启再循环门，使凝结水在凝汽器之间循环，维持好热井水位。 7在升压过程中随时注意检查管道膨胀和支吊状况，在暖管过程中随着温度 压力升高，注意调整控制旁路门及疏水门的开启。 凝结器抽真空 1启动射水泵，使真空迅速提高； 2当真空升高到-0.085Mpa后，可以扣上危急遮断油门； 3当润滑油温达到35~38 C时，逐渐进行低速暖机. 汽轮机下列条件禁止启动 1主要表计或任一保安装置失灵； 2电动主汽门、自动主汽门有卡涩现象； 3调速系统不能维持汽轮机空负荷运行或甩去全负荷后不能控制转速； 4交流高压油泵、交流润滑油泵、直流油泵均不正常； 5油质不合格，或润滑油压低于正常值； 6汽轮发电机组振动超过0.05mm ； 7汽轮发电机组转动部分有明显摩擦声;
纯低温余热发电工艺流程及主机设备工作原理 工艺流程 :凝汽器热水井内的凝结水经凝结水泵泵入闪蒸器出 水集箱，与出水汇合 , 然后通过锅炉给水泵升压泵入AQC锅炉省煤器进行加热 , 经省煤器加热后的水(167 ℃ ) 分三路分别送到AQC炉汽包,PH 炉汽包和闪蒸器内。进入两炉汽包内的水在锅炉内循环受热, 最终产生一定压力下的过热蒸汽作为主蒸汽送入汽轮机做功 . 进入闪蒸器内的高温水通过闪蒸技术产生一定压力下的饱和蒸汽送入汽轮 机后三级做功，做过功后的乏汽经过凝汽器冷凝后形成凝结水重新参 与热力循环。生产过程中消耗掉的水由纯水装置制取出的纯水经补给 水泵打入热水井。 主机设备性能及原理： 一、余热锅炉 : AQC 炉和 PH炉 AQC锅炉的设计特点如下 :锅炉型式为立式,锅炉由省煤器、蒸发器、过热器、汽包及热力管道等构成。锅炉前设置一预除尘器（沉降室），降低入炉粉尘。废气流动方向为自上而下,换热管采用螺旋翅片管,以增大换热面积、减少粉尘磨损的作用。锅炉内不易积灰，由 烟气带走，故未设置除灰装置，工质循环方式为自然循环方式。 过热器作用：将饱和蒸汽变成过热蒸汽的加热设备，通过对蒸汽的 再加热，提高其过热度（温度之差），提高其单位工质的做功能力。 蒸发器作用：通过与烟气的热交换，产生饱和蒸汽。 省煤器作用：设置这样一组受热面，对锅炉给水进行预热，提高
给水温度，避免给水进入汽包，冷热温差过大，产生过大热应力对汽 包安全形成威胁，同时也避免汽包水位波动过大，造成自动控制困难。一方面最大限度地利用余热，降低排烟温度，另一方面，给水预热后 形成高温高压水，作为闪蒸器产生饱和蒸汽的热源。 沉降室作用：利用重力除尘的原理将烟气中的大颗粒熟料粉尘收 集，避免粉尘对锅炉受热面的冲刷、磨损。 PH 锅炉的设计特点如下: 锅炉型式为卧式, 锅炉由蒸发器、过热器、汽包及热力管道构成，废气流动方向为水平流动, 换热管采用蛇形光管 , 以防止积灰。因生料具有粘附性，故锅炉设置振打装置进行除灰 , 工质循环为采用循环泵进行强制循环方式。 锅炉工作原理：利用废气加热蒸发设备，使设备内的水变成蒸汽 , 为气轮机提供气源。 二、汽机系统 汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机。 依其做功原理的不同，可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机两种类 型。两种型式汽轮机各具特点，各有其发展的空间。 冲动式汽轮机：蒸汽的热能转变为动能的过程，仅在喷嘴中发生，而工作叶片只是把蒸汽的动能转变成机械能的汽轮机。即蒸汽仅在喷嘴中产生压力降，而在叶片中不产生压力降。 反动式汽轮机：蒸汽的热能转变为动能的过程，不仅在喷嘴中发生，而且在叶片中也同样发生的汽轮机。即蒸汽不仅在喷嘴中进行膨胀，产生压力降，而且在叶片中也进行膨胀，产生压力降。 冲动式与反动式在构造上的主要区别在于：
烧结余热发电资金申请报告(正式)1
山西太钢不锈钢股份有限公司 烧结烟气余热回收发电技术改造项目申报山西省节能备选项目资金申请报告 山西太钢不锈钢股份有限公司 二○○七年十一月十九日
山西太钢不锈钢股份有限公司 烧结烟气余热回收发电技术改造项目申报山西省节能备选项目资金申请报告 报告起草单位：山西太钢不锈钢股份有限公司 法人代表签字：
一、企业概况 太钢不锈钢股份有限公司（简称太钢）是我国特大型钢铁联合企业。2006年，新不锈钢项目竣工投产，太钢形成了年产300万吨不锈钢的能力，一跃成为全球产能最大、工艺技术装备最先进的不锈钢企业。2006年，全年产钢539.44万吨，其中不锈钢110.96万吨，实现销售收入400.86亿元，实现利税45.3亿元，实现利润33.59亿元。 太钢的快速发展，得益于国家、省市及社会各界的关心支持，得益于我们时刻牢记造福社会、履行责任，坚持以科学发展观为指导，坚定不移地走新型工业化道路，推进环境保护、节能降耗，从而使经济效益、环境效益与社会效益得以协调发展，实现了更好更快的发展。“十五”期间，万元产值能耗由2.68吨标煤/万元下降到0.9吨标煤/万元，降低了66%。在钢产量增加19%的情况下，能源消耗总量由287.89万吨标煤下降到238.31万吨标煤，下降了17%，环比计算，5年间太钢累计节约能源约109万吨标准煤。2007年上半年，太钢万元产值能耗为0.64吨标煤/万元,实现了大幅下降，行业领先。 二、太钢主要的能源管理措施 1、建立完善的能源管理组织体系 太钢的能源管理设置是：公司副总经理主管能源工作，能源环保部主抓能源工作，负责能源的进厂、使用、消耗等全过程管理，各二级单位由一名副厂长主管能源工作，并设置相应的专、兼职能源管理人员。已建立起较为严密的厂、工段、班组三级能源管理机构，
余热发电DCS系统 应用介绍
目录 第一章工业生产中余热发电背景介绍 (1) 第一节工业生产中能源综合利用现状 (1) 第二节我国冶金行业余能综合利用发展前景 (1) 第三节余热发电发展趋势 (2) 第四节工业生产过程中的余热综合利用概况 (2) 第二章水泥厂余热发电介绍 (3) 第一节水泥厂余热发电项目的兴起 (3) 第二节水泥厂余热发电的工作过程 (3) 第三节应用和推广前景 (3) 第三章集散控制系统(DCS)简介 (5) 第一节DCS网络 (5) 第二节DCS节点和系统组态 (5) 第三节DCS系统的发展 (5) 第四节DCS系统的应用 (6) 第四章项目现场设备介绍 (8) 第一节现场锅炉、汽机、主要辅机设备及现场仪表 (8) 一、监控中心二楼 (9) 二、一楼凝汽器、冷油器、泵房、循环水管等。 .................................... 错误！未定义书签。 三、监控中心楼下的配电屏柜.................................................................... 错误！未定义书签。 第二节中控室控制设备 ............................................................................... 错误！未定义书签。 一、常规监控系统屏柜与后台系统............................................................ 错误！未定义书签。 二、余热发电控制器及IO屏...................................................................... 错误！未定义书签。
钢铁企业烧结余热发电技术推广 实施方案 二〇〇九年十二月 前言 钢铁工业是国民经济重要基础产业，能源消耗量约占全国工业总能耗的15%，废水和固体废弃物排放量分别占工业排放总量的14%和17%，是节能减排的重点行业。当前，钢铁行业发展面临严峻挑战和新的发展机遇，传统的粗放型发展模式已难以为继，迫切要求行业企业以节能减排为抓手，积极转变发展方式，利用高新技术改造、提升行业技术管理水平，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的新型工业化道路。 在钢铁企业中，烧结工序能耗仅次于炼铁工序，占总能耗的9%～12%，节能潜力很大。烧结余热发电是一项将烧结废气余热资源转变为电力的节能技术。该技术不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气体，能够有效提高烧结工序的能源利用效率，平均每吨烧结矿产生的烟气余热回收可发电20kWh，折合吨钢综合能耗可降低约8千克标准煤，从而促进钢铁企业实现节能降耗目标。本方案计划用3年时间（2010～2012年），在重点大中型钢铁企业中有针对性地推广烧结余热发电技术，预期在钢铁行业的推广比例达到20%，形成万吨标准煤的节能能力，为钢铁企业在日益激烈的市场竞争中进一步降低生产成本、实现节能降耗发挥积极作用。 目录 一、技术发展及应用现状 (2)
（一）烧结余热发电技术概况 (2) （二）应用现状 (3) （三）存在的问题 (3) 二、指导思想、原则和目标 (4) （一）指导思想 (4) （二）基本原则 (4) （三）建设目标 (5) 三、主要内容............................................................................ ..5 （一）范围和条件 (5) （二）建设内容 (6) （三）实施进
余热发电汽轮机组油系统工艺知识介绍 一、油系统的作用及工艺流程 1. 油系统的作用 （1）减少轴承的摩擦损失,并带走因磨擦产生的热量和由转子传来的热量； （2）向调节系统和保护系统装置供油，以保证其正常工作；（3）供给传动机构的润滑用油 （4）供油过程中对管道及轴承起到清洗和防腐蚀的作用。 2.供油的工艺流程 由主油泵或高压交流油泵打出的油被送到润滑油过滤器和油冷却器处，控制油压力调节阀将使油压保持在0. 8MPa以上，另外调整油冷却器入口冷却水量，控制油温度调节阀使汽机、发电机各处轴承入口处供油温度保持在35-45℃之间。 油路在润滑油过滤器入口处分为两条支路： （1）一路到控制系统部分，控制油送到调节器主伺服电机，紧急停车阀及超速调节器导引阀等停车设施，为使控制油压波动最小，在管线上装有过压阀：注入润滑油压力为0.6MPa压力；（2）另一路为润滑路线，0.8MPa高压油由双重孔板及润滑油压调节阀来降至0.1～0.13MPa左右，润滑油被送至汽机的每个轴承、减速机与发电机、减速啮合齿轮及盘车设施。 二、供油系统的设备组成及作用
1.余热发电油系统的组成：主油泵、高压交流油泵、润滑交流油泵、直流油泵、注油器、油过滤器、冷油器、油净化器、低压油过压阀、启动排油阀、油雾风扇、油箱、单向阀及相关的管道和阀门。 2.作用 1、主油泵：离心式油泵，位于减速机齿轮轴的前向端，由主减速齿轮通过一套泵驱动齿轮来驱动，离心泵由主轴直接带动，设备简单，系统紧凑，但自吸能力差，需使用注油器向油泵供油。 2. 高压交流油泵：又称启动油泵或调速油泵，其作用是在主油泵不能正常工作时向调节、保护、润滑系统供油。自动启动连锁条件：润滑油压≤1MPa时高压油泵自动启动； 3. 润滑交流油泵、直流油泵：润滑交流油泵和直流油泵又称低压辅助油泵或事故油泵，作用是在主油泵不能供给系统润滑油时向各轴承及盘车装置提供润滑油。自动启动连锁条件：润滑油压≤0.05MPa时润滑交流油泵自动启动；润滑油压≤0.04MPa时直流油泵自动启动； 4.冷油器：对润滑油进行降温冷却的设备，控制润滑油温度在35°C~45°C之间，属于表面式换热器。油从上而下沿若干隔板构成的弯曲流道流动，冷却水则是自上而下在铜管中流动。要求油侧压力要高于水侧压力，防止铜管破裂时由内进水而使油质恶化。 5.润滑油过滤器、调速油过滤器在切换时：
XXXXXX有限公司 15MW烧结余热发电工程项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 高级工程师：高建
XXXXXX有限公司 15MW烧结余热发电工程项目 可行性研究报告 报告目录 第一章总论 (1) 第一节项目名称及建设单位 (1) 一、项目名称 (1) 二、建设单位 (1) 三、场地及气象条件 (2) 四、建设性质 (2) 五、建设规模 (3) 第二节报告编制依据和研究范围 (3) 一、研究范围与误差控制 (3) 二、项目指导思想 (4) 三、编制依据 (5) 第三节主要技术结论 (5) 一、主要技术特点 (5) 二、装机方案 (6) 三、厂区总图布置 (6) 四、余热回收装置布置 (6) 五、发电主厂房布置 (7) 六、循环系统冷却塔 (7) 七、软水系统 (7) 八、热力系统 (7)
十、电气 (8) 十一、热工自动化 (9) 十二、计算机控制 (9) 十三、通风及空气调节 (9) 十四、土建设计 (9) 十五、节约能源措施 (10) 十六、环境保护 (10) 十七、劳动安全及工业卫生 (11) 十八、运行组织及定员 (12) 第四节主要技术经济指标分析 (13) 一、主要技术经济指标见表 (13) 二、项目总投资构成分析 (14) 三、资金来源与使用计划 (15) 四、综合经济技术指标分析 (16) 第五节主要研究结论 (17) 第二章项目建设背景及必要性 (19) 第一节项目提出背景 (19) 一、项目符合《产业结构调整指导目录（2011年本）（2013修正）》 (19) 二、项目符合《节能减排“十二五”发展规划》 (19) 三、项目符合《钢铁工业“十二五”发展规划》 (19) 四、项目属于申报资源节约和环境保护2014年中央预算内投资备选项目 (20) 第二节项目建设的必要性 (20) 一、市场发展的需要 (20) 二、企业发展的需要 (21) 第三章总图运输 (23) 第一节概述 (23) 一、厂址位置及交通概况 (23) 二、设计依据 (23) 三、生产设施组成 (23) 第二节总平面布置 (23) 一、厂区总平面布置 (23) 二、竖向布置 (24) 三、厂内运输及道路 (24)
余热发电工艺流程讲解
余热发电工艺流程讲解 授课人：孙飞 原水箱 纯水装置 凝汽器 凝结水泵 锅炉给水泵 AQC 炉省煤器 AQC 炉汽包 AQC 蒸发器 AQC 炉过热器 汽轮机 发电机 PH 炉汽包 PH 炉过热器 PH 炉蒸发器 闪蒸器 纯水箱 纯低温水泥窑余热发电技术是直接利用窑头窑尾排放的中低温废气进行余热回收发电，无需消耗燃料，发电过程不产生任何
污染，是一种经济效益可观、清洁环保、符合国家清洁节能产业政策的绿色发电技术，具有十分广阔的发展空间与前景。 工艺流程（见附图）: 余热电站的热力循环是基本的蒸汽动力循环，即汽、水之间的往复循环过程。蒸汽进入汽轮机做功后，经凝汽器冷却成凝结水，凝结水经凝结水泵(150A/B)泵入闪蒸器出水集箱，与闪蒸器出水汇合,然后通过锅炉给水泵(230A/B)升压泵入AQC锅炉省煤器进行加热,经省煤器加热后的高温水(167℃)分三路分别送到AQC炉汽包,PH炉汽包和闪蒸器内。进入两炉汽包内的水在锅炉内循环受热,最终产生一定压力下的过热蒸汽作为主蒸汽送入汽轮机做功.进入闪蒸器内的高温水通过闪蒸原理产生一定压力下的饱和蒸汽送入汽轮机第七级起辅助做功作用，做过功后的乏汽经过凝汽器冷凝后形成凝结水重新参与热力循环。生产过程中消耗掉的水由纯水装置制取出的纯水经补给水泵(511)打入热水井(凝汽器140)。 水泥厂余热资源的特点是：流量大，品位较低。以宁国水泥厂4000t/d生产线为例，PH（预热器）和AQC（冷却机）出口废气流量和温度分别为258550Nm3/h、350℃和306600Nm3/h、238℃，余热发电便是充分利用这两部分余热资源进行热能回收。 1）热力系统 整个热力系统设计力求经济、高效、安全，系统工艺流程是
烧结余热发电技术应用难点及解决方法 1.1烧结余热发电技术应用难点 由余热锅炉、汽轮机和发电机组成的余热发电机组对热源有一定的要求，除要求废气具有一定的数量和品质外更要求废气的温度要稳定。一般来讲，汽轮机允许的蒸汽温度波动范围在额定温度的，烟气温度的波动应该保持在设计参数30% 以内。烧结余热热源具有整体品质低、废气温度波动大和连续性差的特点[18]。 （1）烧结余热热源的稳定性 烧结生产中，随着烧结矿在烧结机上的烧成情况不同，其冷却过程中产生的废气温度也不同。烧结矿欠烧时，冷却过程中产生的废气温度高；过烧时，冷却过程产生的废气温度低[18]。
废气温度波动大和热源连续性差是当前技术条件下，烧结余热发电技术应用的最大难点。汽轮机发电机组对热源的稳定性要求较高，温度波动大直接威胁机组的安全运行。废气温度过高，会大大缩短锅炉的使用寿命，甚至威胁汽轮机的安全运行；废气温度过低，蒸汽温度将无法保证，过低的蒸汽温度亦将威胁汽轮机的安全运行，并且当温度低至汽轮机进汽参数的下限而不能及时恢复时，机组将被迫停机。 （2）烧结余热热源的连续性 烧结余热主要来自热烧结矿所携带的物理显热，只有当烟气回收段连续不断的有烧结矿通过时，烧结余热才能成为一种连续的热源。若烧结矿物流中断，整个余热回收系统的热源也就中断了。在烧结生产中由于设备运行的不稳定性，短时间的停机很难避免，烧结矿物流
的中断是经常出现的情况，所以烧结余热热源的连续性难以保证[16]。 热源的中断很容易导致机组的频繁解列，从而严重影响发电量和热力设备的寿命。因此，利用烧结余热进行发电，必须解决烟气温度大幅度波动的问题。 （3）烧结余热热源的品质 烧结余热热源品质整体较低，低温部分所占比例大。随着烧结矿冷却过程的进行，带冷机烟囱排出的废气温度逐渐降低，烟气温度从450℃逐渐降低到150 ℃以下。高温部分温度在300~ 450 ℃之间，根据测量结果，这部分废气占整个废气量的30% ~ 40% ；低于300℃的废气量占所有冷却废气量的60% 以上。因此，整体来讲烧结余热属于中低品质热源。
低温余热发电系统设计方案标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
低温余热发电系统设计方案 1. 需考虑的问题 低温余热发电系统的窑尾余热锅炉（SP炉）和篦冷机余热锅炉（AQC炉）串联于熟料生产线上，两锅炉阻力均小于1000Pa。设计时，必须考虑下列问题：(1)窑尾主排风机和窑头、窑尾电除尘器及其风机的能力是否适应增设窑尾余热锅炉和篦冷机余热锅炉的条件； (2) 原料磨的热风系统能否满足工艺要求； (3) 该两台锅炉系统的安装是否不破坏原生产厂房。 经对窑系统设计资料认真复核，确认增设两台锅炉系统后所涉及的上述设备能力可以满足要求，不须作任何改造；两台锅炉系统的布置可以不破坏原生产厂房；出窑尾锅炉废气被送至生料原系统作为烘干热源，经核算,只要控制出窑尾锅炉废气温度≥240℃～℃260就可满足入磨原料综合水份≤5%的烘干要求。 双压纯低温余热发电技术介绍 双压余热发电技术就是按照能量梯级利用的原理，在同一台余热锅炉中设置2个不同压力等级的汽水系统，分别进行汽水循环，产生高压和低压两种过热蒸汽；高压过热蒸汽作为主蒸汽、低压过热蒸汽作为补汽分别进入补汽凝汽式汽轮机，推动汽轮机做功发电，双压余热发电系统使能量得到合理利用，热回收效率高。 余热资源参数不同，余热锅炉的低压受热面与高压受热面有不同的布置方式。根据辽源金刚水泥厂窑头(AQC)和窑尾(SP)的余热特点和工艺要求，经过余热利用后，要使AQC余热锅炉排烟温度降到100℃左右。使窑尾SP余热锅炉排烟温度降低到220℃左右后进入原料磨烘干原料,其设置的双压余热发电系统简图如图1。
2.6 余热发电系统 概述 本工程拟利用垃圾焚烧余热锅炉产生的过热蒸汽，供凝汽式汽轮发电机组发电。 垃圾焚烧余热锅炉产生的过热蒸汽参数为4.1MPa 400C。考虑 到由余热锅炉过热器出口至汽轮机蒸汽入口间管路上的温度、压力损失，本工程汽机进汽参数确定为3.8MPa 390C。在设计条件下3台焚 烧余热锅炉产汽108.51t/h ，供汽轮机用汽。按照全厂处理能力 8 1200t/d，全年运行8000h计算，汽轮机组年发电约：1.787 X 10 KWh 全厂热效率约为：18.68%，厂用电率：21%。 选用2台12MW最大15MW凝汽式汽轮发电机组。一段非调整抽汽 供焚烧炉空气预热器，二段非调整抽汽共除氧及采暖用。 热力系统及辅助设备选择 根据垃圾焚烧发电厂以处理垃圾为主的特点，汽轮发电机组采用“机随炉”的运行方式。为保证在汽轮机故障或检修期间垃圾焚烧炉的稳定运行，设置了汽机旁路系统，用于汽机停机时将主蒸汽通过两级减温减压后送入凝汽器，凝结水送至除氧器，在除氧器除氧加热后用给水泵送至余热锅炉，维持垃圾焚烧锅炉的正常运行。凝汽式机组的抽汽为非调整抽汽，抽汽压力和流量随着机组负荷的变化而变化。 在汽轮机负荷较低时，一、二级抽汽量不能满足空气预热器和 除氧器的加热蒸汽的要求，设置主蒸汽减温减压器，补充抽气量的不足。在汽机检修而焚烧炉仍然运行时，通过减温减压器全部或部分提供空气预热器和除氧器加热蒸汽。 热力发电系统主要有下列四种运行工况： 1) 正常发电工况
在正常焚烧发电工况下，3炉2机运行。3台余热余热锅炉产生的过热 蒸汽送往汽轮发电机组，汽轮机一级抽汽送至焚烧炉空气预热器用于加热一次风，其疏水回收送至除氧器；二级抽汽进入除氧器加热给水。三级抽汽进入低压加热器，加热从凝汽器经凝结水泵加压后经汽封加热器预热的凝结水。此工况下，汽轮机的进汽按照余热锅炉产汽量调节。汽机检修与锅炉检修同时进行。 2) 停机不停炉工况 1台汽轮机检修或故障停机，3台垃圾焚烧锅炉正常运行，产汽量为 108.51t/h 。扣除汽水损失，剩余汽量为105.3t/h, 在此工况下，另一台汽轮机在最大工况下运行，发电15MWV进汽量约为71.04t/h，剩余 34.26t/h ，一部分通过减温减压器用于空气预热器和除氧器，其余进入检修汽机的旁路蒸汽冷凝系统，旁路蒸汽冷凝系统的一、二级减温减压器和待修汽机的冷凝器投入运行。 3) 机炉检修工况 当1台垃圾焚烧锅炉检修时，另1台运行的锅炉以最大产气量运行，供 1 台汽轮机在最大工况下运行，故可同时安排另1 台汽轮机检修。因此，在每年大修时应同时安排锅炉与汽机检修，以提高经济效益。 主蒸汽系统(含旁路蒸汽冷凝系统) 余热锅炉过热蒸汽集汽联箱出口到汽轮机进口的蒸汽母管，以
辽宁本溪北营钢铁（集团）股份有限公司2×450m2烧结环冷机纯低温余热发电项目 技术方案 中冶北方工程技术有限公司 2010年8月
本溪北营钢铁（集团）股份有限公司2×450m2烧结环冷机纯低温余热发电项目 目录 1 装机方案 (1) 1.1 余热锅炉系统 (1) 1.2 装机方案 (3) 2 建厂条件 (6) 2.1 厂址概况 (6) 2.2 交通运输 (7) 2.3 水源 (7) 2.4 总体布置 (7) 2.5 电气部分 (8) 3 投资估算 (9)
1 装机方案 1.1 余热锅炉系统 1.1.1余热条件 北营公司烧结厂建设2台450m2烧结机，本余热锅炉可利用的烧结环冷机热风条件如下： （a）采用环冷机一段和二段高温端热风，风温为250-400℃。 （b）烧结环冷机各段风机参数如下： 450m2烧结机风机（单台） 风量：435000Nm3/h 风压：4300Pa （c）余热锅炉排气温度为140℃，采用再循环方式，再循环后风温可达280-420℃。 （d）余热风量含尘浓度为1.0g/Nm3。粉尘成分如下： TFe----55.71% FeO----7.5% SiO2----6.24% Al2O3—3.42% CaO----11.23% MgO----2.69% S-----0.0067% 1.1.2所利用的环冷机热风资源参数 将每台环冷机一段和二段高温端风箱排出的气体作为余热锅炉的热源。一段风量取风机额定流量的70%，二段高温端风量取风机额定流量的70%，因此余热发电所利用的环冷机热风资源原始设计参数如下表。
环冷机一段所利用的热风资源参数 环冷机二段高温端所利用的热风资源参数 1.1.3余热发电工艺流程 在环冷机一段和二段高温端风箱对应的上部风罩顶部分别设置集气烟筒。在烟筒顶部设置电动蝶阀。在风罩合适位置设置烟气连通管。将环冷机一段和二段高温端风箱的温度较高的热废气分别送进余热锅炉。 余热锅炉生产时，烟筒顶部电动蝶阀关闭，使环冷机一段和二段高温端风箱的全部废气都进入余热锅炉。余热锅炉系统发生故障时，烟筒顶部电动蝶阀开启排气，使环冷机能照常生产。 余热锅炉排出的140℃气体，通过烟道送至循环风机。使之经循环风机增压后,重新回到环冷机一段和二段。余热锅炉正常运行时, 环冷机一段和二段鼓风机停运。经过烟气热平衡计算，从环冷机一段、二段抽出的热烟气量总计为609800Nm3/h，从一、二段抽出的热烟气分别引入余热锅炉；余热锅炉排烟温度为140℃，烟气量为609800Nm3/h，
内部编号：AN-QP-HT397 版本/ 修改状态：01 / 00 The Procedures Or Steps Formulated T o Ensure The Safe And Effective Operation Of Daily Production, Which Must Be Followed By Relevant Personnel When Operating Equipment Or Handling Business, Are Usually Systematic Documents, Which Are The Operation Specifications Of Operators. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 余热发电系统安全操作规程通用范本
余热发电系统安全操作规程通用范本 使用指引：本操作规程文件可用于保证本部门的日常生产、工作能够安全、稳定、有效运转而制定的，相关人员在操作设备或办理业务时必须遵循的程序或步骤，通常为系统性的文件，是操作人员的操作规范。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 一、加药装置安全操作规程 1、上岗人员必须正确穿戴好劳动保护用品，女同志应将头发盘起禁止带病或酒后上岗。 2、上岗人员应熟悉设备的工作原理、工艺流程、操作规程及运行参数。 3、严格按照《加药规程》及临时药品补充变更通知单进行药液的补充、稀释作业。 4、当药箱液位在低于搅拌机叶片以下时，禁止搅拌运行，以免发生振动或传动轴偏摆造成传动轴的永久变形。 5、严格按照设计加药量来调整加药泵的柱
余热发电工艺流程讲解 授课人：孙飞 纯低温水泥窑余热发电技术是直接利用窑头窑尾排放的中低温废气进行余热回收发电，无需消耗燃料，发电过程不产生任何
污染，是一种经济效益可观、清洁环保、符合国家清洁节能产业政策的绿色发电技术，具有十分广阔的发展空间与前景。 工艺流程（见附图）: 余热电站的热力循环是基本的蒸汽动力循环，即汽、水之间的往复循环过程。蒸汽进入汽轮机做功后，经凝汽器冷却成凝结水，凝结水经凝结水泵(150A/B)泵入闪蒸器出水集箱，与闪蒸器出水汇合,然后通过锅炉给水泵(230A/B)升压泵入AQC锅炉省煤器进行加热,经省煤器加热后的高温水(167℃)分三路分别送到AQC炉汽包,PH炉汽包和闪蒸器内。进入两炉汽包内的水在锅炉内循环受热,最终产生一定压力下的过热蒸汽作为主蒸汽送入汽轮机做功.进入闪蒸器内的高温水通过闪蒸原理产生一定压力下的饱和蒸汽送入汽轮机第七级起辅助做功作用，做过功后的乏汽经过凝汽器冷凝后形成凝结水重新参与热力循环。生产过程中消耗掉的水由纯水装置制取出的纯水经补给水泵(511)打入热水井(凝汽器140)。 水泥厂余热资源的特点是：流量大，品位较低。以宁国水泥厂4000t/d生产线为例，PH（预热器）和AQC（冷却机）出口废气流量和温度分别为258550Nm3/h、350℃和306600Nm3/h、238℃，余热发电便是充分利用这两部分余热资源进行热能回收。 1）热力系统 整个热力系统设计力求经济、高效、安全，系统工艺流程是由两台高效余热锅炉AQC、PH?锅炉闪蒸器和一套汽轮发电机
组组成，辅之以冷却水系统、纯水制取系统、锅炉给水系统及锅炉粉尘输送系统。余热锅炉内进行热交换产生压力为25kg/cm2、温度为335℃～350℃、额定蒸发量为101t/h的过热蒸汽通入汽轮机，进行能量转换，拖动发电机向电网输送电力。 （1）采用凝汽式混汽式汽轮机。凝汽式是指做过功的蒸汽充分冷凝成凝结水，重新进入系统循环，减少系统补充水量。混汽式是指汽轮机除主蒸汽外，另有一路低压饱和蒸汽导入汽轮机做功，从而提高汽轮机相对内效率，提高发电机输出功率。 （2）设置具有专利技术、高热效率的余热PH锅炉，采用特殊设计的机械振打装置进行受热面除灰，保证锅炉很高的传热效率。 （3）应用热水闪蒸技术（高压热水进入低压空间瞬间汽化现象），设置一台低压闪蒸器，一方面将闪蒸出的饱和蒸汽导入汽轮机做功，进一步提高汽轮机做功功率，另一方面形成锅炉给水系统循环，可以有效地控制AQC炉省煤器段出口水温，保证锅炉给水工况稳定。 （4）由于PH出口废气还要用于原料烘干，所以PH锅炉无省煤器，只设蒸发器和过热器，控制出炉烟温在250℃，仍可满足水泥生产线工艺需求。 （5）采用热水闪蒸自除氧结合化学除氧的办法进行除氧，不另设除氧器，减少了工艺设备，简化了工艺流程。