3200TD干法水泥窑低温余热电站工程(6MW)技术方案

3200TD干法水泥窑低温余热电站工程(6MW)技术方案3200t/d干法水泥窑低温余热电站工程(6MW)技术方案（通用版）目录1杭州汽轮动力集团设备成套工程有限公司概况 (1)23200t/d干法水泥窑低温余热电站工程(6MW)项目内容 (2)3设计原则 (4)4水泥窑余热利用流程 (5)5热力系统方案比较 (5)63200t/d水泥窑单压热力系统蒸汽压力选择 (8)7单压热力系统简介 (11)8单压热力系统主要设备参数 (12)9车间布置 (16)10电站接入系统 (20)11电气及自动化 (21)12循环水冷却系统 (24)13化学水处理 (25)14建筑及结构 (27)15给水、排水 (29)16劳动定员 (31)17通常建设周期 (32)18主要技术经济指标 (32)19投资估算 (33)附图目录附图1－窑系统工艺流程及余热图附图2－原则性热力系统图附图3－热力系统汽水平衡图附图4－主厂房零米平面布置图附图5－主厂房运转层平面布置图附图6－主厂房纵断面图附图7－给排水系统流程图附图8－化学水处理流程图附图9－接入系统方案图附图10－计算机系统配置方案1杭州汽轮动力集团设备成套工程有限公司概况杭州汽轮动力集团设备成套工程有限公司(以下简称成套公司)成立于二零零七年八月，注册资本金两千万元,是杭州汽轮动力集团下属子公司。

杭州汽轮动力集团是中国企业500强（2008年第382位），是我国装备工业支柱企业之一，工业汽轮机的国内市场占有率约为80%。

杭州汽轮动力集团下属的杭州中能汽轮动力有限公司是国内最大的余热利用汽轮机制造厂。

成套公司专门从事建材、冶金、化工及其它行业的余热发电等节能减排项目的总承包（含BOT形式）业务。

公司主营业务：电站设备成套、电站设计、电站设备安装、节能技术改造工程及提供相关技术服务、技术咨询、技术成果转让等。

成套公司具有一批从事热能、电力、环保等专业的高级技术人才，在节能减排领域积累大量的技术开发和工程设计、项目管理经验。

在项目总承包的过程中，能够为客户采用国内目前最合适的技术与装备，提供专业的技术和管理，以先进的服务理念，打造最优质的工程。

余热发电项目属于能源综合利用、节能、环保、增效型项目;是国家发改委重点推广的节能减排技术。

公司遵循“产品竞争靠技术、企业发展靠创新、服务用户靠质量、立足市场靠诚信”的经营理念，并决心在国家“建设资源节约型和环境友好型社会”、“发展循环型经济”的过程中，使国家和企业实现双赢。

公司成立两年来受到各界广泛好评,取得业绩如下:23200t/d干法水泥窑低温余热电站工程(6MW)项目内容3200t/d干法水泥窑低温余热电站工程在充分利用水泥窑窑头、窑尾废气余热的前提下，建设一座6MW纯低温余热电站。

本项目的建设内容如下：●电站总平面布置;●窑头冷却机废气余热锅炉（AQC炉）;●窑尾预热器废气余热锅炉（SP炉）;●锅炉给水处理系统；●汽轮机及发电机系统(不含接入系统) ；●电站循环冷却水系统；●站用电系统；●电站自动控制系统；●电站室外汽水系统；●电站的土建、照明、环保等辅助系统。

3设计原则总体技术方案要求在本工程实施和电站正常发电时，不能影响水泥生产线的正常生产。

电站方案设计遵循“系统先进;设备高效;节约投资”的原则，认真研究项目建设条件，通过多方案比较，提出供业主选择的技术方案，为业主选择适宜的技术方案提供依据。

具体指导思想如下：（1）以稳定可靠为前题，采用经实践证明是成熟、可靠的工艺和装备，对于同类型、同规模项目暴露出的问题，不得在本工程中重复出现。

（2）在稳定可靠的前提下，提倡技术先进，要尽可能采用先进的工艺技术方案，以降低发电成本和基建投入。

（3）尽可能利用公司现有设备、设施。

（4）生产设备原则上采用国内技术产品。

（5）减少操作岗位定员，以降低成本。

（6）贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、消防、计量等方面的有关规定和标准，做到“三同时”。

4水泥窑余热利用流程水泥窑窑头AQC锅炉从熟料冷却机中部取风,冷却机原后部排风烟道作为旁通, AQC锅炉进出风道及旁通设阀。

水泥窑窑尾锅炉在窑尾预热器后取风, 原风道作为旁通, SP锅炉进出风道及旁通设阀。

旁通阀在事故及烟温需调节时使用。

窑尾废气经余热锅炉后，再用作原料粉磨烘干热源。

见附图1-《水泥窑余热利用流程图》5热力系统方案比较现水泥余热利用主要有单压、双压两种热力系统。

（闪蒸也是一种双压系统，基本状况同双压一致）以下通过发电功率、厂用电、供电量及运行控制四个方面对两种系统进行简单比较分析。

①发电功率比较设计双压热力系统的目的在于降低锅炉排烟温度，提高锅炉吸热量。

由于水泥窑SP锅炉排烟送生料磨烘干,排烟温度需要在210℃左右, 在SP锅炉上设计成单压系统即可以将排烟温度降至210℃左右，故SP锅炉不设计成双压。

为降低排烟温度，双压热力系统仅在AQC锅炉上设置高、低压蒸汽系统。

由于双压系统AQC锅炉上设置低压蒸汽，AQC排烟温度双压较单压可降低20℃左右。

相对单压,双压热力系统其实只多吸收AQC 排烟20℃温降焓值，双压在AQC上只增加约7%吸热量（烟气焓基本随温度线性变化）。

对于整个热力系统双压较单压只增加约4%吸热量,而且多吸的热量还是低品位的。

双压系统需设置补汽汽轮发电机组。

由于有补汽存在, 补汽对主汽有干扰作用，补汽汽轮发电机组绝对电效率低于单压凝汽式汽轮机。

双压系统较单压在锅炉虽然多吸收了热量，但由于补汽汽轮发电机组绝对电效率较低，综合计算单压发电量高于双压。

简要计算如下：单压热力系统汽轮发电机组绝对电效率23.2%。

双压热力系统汽轮发电机组主汽绝对电效率22.7%，双压热力系统汽轮发电机组补汽绝对电效率8.5%。

双压发电/单压发电＝(22.7+4×8.5%)/23.2×100%＝99.3%双压系统发电量较单压系统少0.7%。

②厂用电比较双压系统锅炉除氧及给水系统复杂，锅炉除氧及给水系统耗电双压大于单压；循环水泵耗电双压大于单压；AQC锅炉受热面加大，烟风阻力加大，相应窑前风机要增加电耗。

根据计算与实际使用，单压厂用电约占发电量的5%，双压厂用电约占发电量的6%。

③供电量比较双压供电量/单压供电量=(99.3-6%×99.3)/(100-5) ×100%=98.25%双压系统供电量较单压少1.75%。

④运行控制双压系统的补汽汽轮机对补汽适应能力较差，一旦水泥窑产量产生波动，将会使补汽量偏离额定值。

表现如下：水泥熟料产量严重超产时补汽量大于额定值,此时补汽对主蒸汽做功影响很大；水泥熟料产量较低时双压系统低压锅炉部分的水不能汽化,无补汽可能，导致补汽的投运率大大降低。

由此可见,双压系统在水泥窑工况波动时,发电效率更低,且操作难度大。

综合考虑以上方面因素，单压供电量高于双压，运行维护简单，单压系统优于双压系统。

本方案按单压热力系统设计。

63200t/d水泥窑单压热力系统蒸汽压力选择通常3200t/d水泥窑废气余热条件如下：（1）3200t/d水泥窑窑头熟料冷却机中部取风余热参数如下：废气量（标况）140000Nm3/h；入口废气温度380℃；入口废气负压600Pa；（2）3200t/d水泥窑窑尾预热器废气余热参数如下：废气量（标况）250000Nm3/h；入口废气温度330℃；入口废气负压6000Pa；热力系统进汽压力变化发电量比较见下表：(锅炉进水均为40℃)根据上表，锅炉产汽压力1.35 MPa(A)、汽轮机进汽压力1.25MPa(A)时发电量最大。

故锅炉、汽轮机设计压力分别按以上两数据。

7单压热力系统简介根据水泥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，窑头余热锅炉采取冷却机中部取风，从而提高进入窑头余热锅炉的废气温度，在缩小窑头余热锅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。

为减轻锅炉磨损，在窑头余热锅炉前设置了沉降室。

水泥窑窑头、窑尾余热锅炉均将原有烟道作为旁路烟道，供锅炉故障和废气温度调节时投用。

余热锅炉为立式锅炉，减少占地面积，减少漏风，提高余热回收率。

窑头余热锅炉设有蒸汽段和热水段。

窑尾余热锅炉只设置蒸汽段。

窑头余热锅炉生产13.4t/h－1.35MPa（A）－350℃过热蒸汽，热水段产生180℃左右的热水32.1t/h，其中13.9 t/h的热水提供给窑头余热锅炉蒸汽段，18.2t/h的热水作为窑尾余热锅炉给水，窑尾余热锅炉产生17.7t/h－1.35MPa（A）－315℃的过热蒸汽。

窑头窑尾余热锅炉产生的过热蒸汽并入汽轮机房的主蒸汽母管混合，考虑压力温度损失及射汽抽气器用汽，有30.9t/h－1.25MPa（A）－320℃过热蒸汽作为主蒸汽进入汽轮机做功，发电功率5980kW.蒸汽在汽轮机做功后的乏汽通过冷凝器冷凝成水，经凝结水泵送入除氧器除氧，以上除氧水再经给水泵分别为AQC余热锅炉热水段提供给水，AQC炉热水段生产的180℃左右热水提供给AQC炉蒸汽段及SP锅炉。

从而形成完整的热力循环系统。

热力系统见附图2-《原则性热力系统图》、汽水平衡见附图3-《热力系统汽水平衡图》。

考虑到水泥窑今后产量可能提高，为了充分利用余热，汽轮机选型为N6-1.25（320℃）。

上述方案的配置，可以使电站运行方式灵活、可靠，能很好地与水泥生产配合。

8单压热力系统主要设备参数根据热力系统，确定主辅机设备如下：锅炉系统特点:一、烟气流速在5.5米/秒以下、减少锅炉磨损；二、烟气进口设均流装置，管箱内设有隔板、导流板，减少烟气流动不均匀；三、采用小螺距高厚绕翅片管；中心距6.35、厚1.2、高21；四、弯头处均设有防磨装置；五、受热面余量大, 锅炉超负荷能力强；六、采用管箱组装出厂，既保证质量又减少了工地组装工作量,缩短安装周期；七、集箱采用内置式，减少穿墙管数量，确保漏风率低于1%；八、振打清灰设备效果好，寿命长。

振打杆、振打锤使用锻件，且经热处理加工而成，采用耐高温防老化硅橡胶圈及进口麻盘根双重柔性的密封，振打锤摆动部分使用含石墨的铜套制成，有可靠的润滑，提高振打质量;汽轮机系统特点:一、针对水泥生产线产量的波动引起的余热蒸汽流量和压力的波动,在汽轮机的调节系统中设置了高性能的前压调节装置,用于控制进入汽轮机的进汽量,从而达到稳定进汽压力的目的，因此，即使余热锅炉因生产原因使产出蒸汽压力不稳定，也不会影响汽轮机的安全运行。

二、调节系统采用美国WOODWARD505数字调速器＋德国VIOTH电液转换器＋引进西门子技术制造的液压执行器组成，引进西门子技术制造的液压执行器组成，调速控制标准达到NEMA D级精度（最高级）。

三、供油系统采用集中供油装置，装有高精度过滤器（10～25ｕ），冷油器、滤油器、采用双联结构，可达到在线切换。