水泥窑余热发电概述
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浅谈中国水泥余热发电的现况及市场前景摘要:随着十一五期间新型干法熟料生产线的迅速发展,我国水泥余热发电也达到前所未有的发展时期,水泥市场需求日益增加,相应地带动了水泥行业外的广大市场。
本文主要分析了中国水泥余热发电的现状,并结合国外水泥余热发电的成功经验,说明我国水泥余热发电市场潜力大,值得大力开发。
关键词:水泥余热发电现状市场前景一、水泥余热发电的概述水泥工业作为一种资源性产业,是最具节能减排潜力,最能消耗各类工业固体废弃物、最能体现发展循环经济的行业之一。
水泥工业余热发电主要采用水泥窑发电的原理,就是利用生产水泥的过程中所产生的大量的余热,利用窑头窑尾排放的废气进行余热发电,这样可以提高水泥生产的综合利用率,节能减排的效果非常明显。
我国主要是利用新型干法水泥窑纯低温余热发电技术,这是一种将水泥窑中低温废气转化为电能的新型节能技术,可以有效降低能源消耗,减轻工业生产带来的环境污染。
目前,我国新型干法生产线已达到1000条以上,如果这些生产线全部配套余热发电,那么我国将实现节电近270亿千瓦时,等同于节约1000万吨的煤炭消耗,减少二氧化碳的排放量约2300万吨。
由此看来,水泥工业利用余热发电在节能减排方面起到了很大的作用,未来几年水泥业利用余热发电项目会取得更好的经济效益。
我国工业和信息化部发布了《水泥工业节能减排的指导意见》,其中出台了“十二五”节能减排的目标。
在我国有关政策的推动下,加快水泥产业战略重组,推进节能减排,改进落后生产技术,使工业生产向更为环保、健康的方向发展。
二、中国水泥余热发电的现状1、国内外水泥余热发电市场根据我国第二次经济普查以及全国建筑材料联合会的统计数据,2008年我国水泥熟料生产能力达到13亿吨,其中新型干法水泥生产能力为8.1吨,立窑等其他熟料水泥的生产能力为4.9吨;水泥水泥生产能力将达到21亿,仍有4吨的淘汰空间。
到2009年底,我国有近1000多条新型干法水泥生产线,生产能力9亿吨。
余热发电:闪蒸技术应用于水泥业闪蒸技术是根据废气余热品质的不同而生产一定压力的主蒸汽和及热水,主蒸汽直接进入汽轮机,而热水经过闪蒸,生产出低压的饱和蒸汽,然后进入汽轮机的,主蒸汽及低压蒸汽在汽轮机内作功,推动汽轮机转动,从而共同生产电能。
新型干法水泥窑纯低温余热发电是一项将水泥窑窑头、窑尾排放的中低温废气余热转化为电能的节能技术。
该技术可有效提高水泥生产过程中的能源利用效率,降低能源消耗,减轻环境热污染,从而实现水泥工业的节能减排。
近年来,我国水泥窑纯低温余热发电技术取得了长足的进步,在水泥企业中也得到了很好的应用。
然而,如何更好的利用低温热能、将更多的热能转换成电能,从而降低企业的成本,实现水泥工业的节能目标是水泥企业目前不断追求的目标。
据悉,纯低温余热发电系统现有单压进汽、双压补汽、闪蒸补汽和蒸汽二次补热热力系统,同时也有最新型的卡琳娜循环系统,在这几种技术中单压系统最为普及。
而闪蒸技术在国内鲜有使用,那么该项技术在水泥企业中的使用情况如何呢?据了解,在国内,亚东水泥的余热发电是采用的闪蒸技术,于是,日前记者采访了湖北亚东水泥有限公司总经理张振崑。
“闪蒸技术其实很适合应用于水泥窑纯低温余热发电”,张振崑表示。
实际上,闪蒸技术是根据废气余热品质的不同而生产一定压力的主蒸汽和及热水,主蒸汽直接进入汽轮机,而热水经过闪蒸,生产出低压的饱和蒸汽,然后进入汽轮机的,主蒸汽及低压蒸汽在汽轮机内作功,推动汽轮机转动,从而共同生产电能。
张振崑介绍说,由于闪蒸技术可以回收更多的饱和蒸汽,能利用更低温的热能,降低余热锅炉的排烟温度,从而提高热能的利用率,提高发电效率。
从亚东水泥实际的应用情况来看,余热发电闪蒸技术效果非常好。
“公司的余热发电设备故障率低、运转率很高,而且在亚东的厂区绝对看不到漏气的现象”,张振崑介绍说。
据悉,亚东水泥的余热发电采用日本设计,其主要装备如闪蒸器和蒸汽涡轮机等也由日本进口。
“日本在这方面的技术相对成熟”,张振崑说。
纯低温水泥窑余热发电技术随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高,利用工业生产过程中产生的废热进行发电成为了一种重要的节能减排手段。
纯低温水泥窑余热发电技术就是一种利用水泥窑尾烟余热发电的技术,该技术可以有效地回收和利用水泥窑废热,提高能源利用效率,降低环境污染。
纯低温水泥窑余热发电技术的基本原理是通过水泥窑尾烟中的余热来加热工作介质,驱动汽轮机发电。
在水泥生产过程中,水泥窑是一个重要的热能消耗设备,其尾烟中含有大量高温废热。
传统的废热利用方式主要是通过余热锅炉回收烟气中的热能,但是由于烟气温度较高,很难直接回收和利用。
纯低温水泥窑余热发电技术的关键是降低工作介质的汽轮机的进汽温度,以适应水泥窑尾烟的低温特点。
一般来说,水泥窑尾烟的温度在200℃-300℃之间,低于传统发电厂中汽轮机的进汽温度。
为了解决这个问题,纯低温水泥窑余热发电技术采用了一种特殊的工作介质,即有机朗肯循环工质。
有机朗肯循环工质是一种适用于低温热源的工作介质,其蒸汽在较低的温度下就可以达到较高的压力,从而驱动汽轮机发电。
利用有机朗肯循环工质,纯低温水泥窑余热发电技术可以在较低温度下实现高效发电。
同时,有机朗肯循环工质具有较好的工作稳定性和热传导性能,能够适应水泥窑尾烟的特殊工作环境。
纯低温水泥窑余热发电技术的优势主要体现在以下几个方面:1. 节能减排:利用水泥窑废热发电可以有效地回收和利用废热资源,实现能源的高效利用。
同时,该技术可以减少水泥生产过程中的二氧化碳等污染物的排放,降低环境污染。
2. 经济效益:纯低温水泥窑余热发电技术可以将水泥生产过程中的废热转化为电能,实现了能源的自给自足。
通过发电销售,可以带来可观的经济效益。
3. 应用广泛:纯低温水泥窑余热发电技术具有较好的适应性,可以适用于不同规模的水泥生产线。
同时,该技术还可以与其他余热发电技术相结合,实现多能互补发电。
4. 环保可持续:纯低温水泥窑余热发电技术可以有效地降低水泥生产过程中的能耗和污染物排放,为可持续发展做出贡献。
水泥窑余热发电能力计算方法水泥窑是水泥生产过程中的重要设备,其工作过程中会产生大量的余热。
利用余热发电可以提高水泥窑的能源利用效率,降低环境污染。
下面将介绍水泥窑余热发电能力的计算方法。
1. 热量平衡法热量平衡法是计算水泥窑余热发电能力的常用方法。
其基本原理是通过对水泥窑工艺过程中产生的热量进行平衡,计算出可利用的余热能力。
首先,需要确定水泥窑各个热量输入、输出的量值。
热量输入主要包括燃料燃烧时释放的热量,燃料输送和均化所消耗的热量;热量输出主要包括炉体内对流传热、辐射传热以及炉体表面散热等。
其次,通过对热量输入、输出进行平衡,计算出水泥窑的净热量。
即热量输入减去热量输出的差值。
这个差值就是可利用的余热能力。
最后,根据余热发电设备的性能参数,如假设发电效率为35%,可以将净热量除以发电效率,即可计算出水泥窑的余热发电能力。
2. 热力性能法热力性能法是另一种计算水泥窑余热发电能力的方法。
其基本原理是通过对水泥窑热力性能参数的估算和计算,得出余热发电的能力。
首先,需要确定水泥窑的工作参数,如进料温度、出料温度、进气温度、出气温度等。
其次,根据水泥窑的工作参数,结合相应的热力性能指标,计算出热力性能参数。
如热损失率、热效率等。
最后,根据热力性能参数和余热发电设备的技术指标,计算出水泥窑的余热发电能力。
方法类似于热量平衡法,根据热力性能指标计算出净热量,再除以发电效率即可得到余热发电能力。
3. 数据统计法数据统计法是通过对已经运行的水泥窑余热发电设备所得到的数据进行分析和统计,得出水泥窑余热发电的能力。
首先,收集和统计近期运行的水泥窑余热发电设备的水泥窑工作参数和发电能力数据。
其次,对数据进行分析和处理,得出水泥窑余热发电的能力。
可以采用平均值、最大值、最小值等方式,得出一个较为合理的水泥窑余热发电能力。
需要注意的是,以上的计算方法只是一种基本的计算思路,具体的计算方法和参数配置还需要根据实际情况进行调整和优化。
中国水泥窑余热发电技术摘要:水泥工业是高耗能的工业。
在水泥生产中,水泥窑在350℃左右排放大量中低温废气,约占燃料总热输入的30%。
如果直接排放到大气中,会造成严重的能源浪费。
利用低温余热发电技术对该部分中低温废气余热进行回收利用。
产生的高温过热蒸汽进入汽轮机发电。
发电机的输出功率可满足水泥生产线和水泥厂自身的生活用电,并积极实施节能减排措施。
与火力发电厂相比,余热发电不需要燃烧煤炭等燃料,不产生二氧化碳等环境污染物。
关键词:水泥窑;余热发电技术;前言:节能减排是我国经济社会发展的一项长期战略方针,也是一项极其紧迫的任务。
回收余热,降低能耗,对我国节能减排和环境保护的发展战略具有重要的现实意义。
同时,余热利用在改善工作条件、节约能源、增产、提高产品质量、降低生产成本等方面发挥着越来越重要的作用。
其中一些已经成为工业生产的一部分。
20世纪六七十年代以来,余热利用技术在世界范围内得到了迅速发展。
目前,我国的余热利用技术也取得了长足的进步,但与世界先进水平仍有一定的差距,有的余热没有得到充分利用,有的余热在使用中存在着许多问题。
1 目的要求1.1 降低能耗环境。
在水泥熟料燃烧过程中,窑尾预热器和窑头熟料冷却器排放的低温废气余热占水泥熟料燃烧总热量的30%以上,造成严重的能源浪费。
一方面,水泥生产消耗大量热能,另一方面,水泥生产也需要大量电力。
将400℃以下低温废气余热转化为电能用于水泥生产,可使水泥熟料生产综合电耗降低60%或30%以上。
对于水泥生产企业来说,可以大大减少从社会发电厂购买的电力,或者大大减少水泥生产企业燃烧的燃料。
自备电厂发电可以大大降低水泥生产的能耗;避免了水泥窑余热直接排入大气的热岛现象;同时可以降低社会发电厂或水泥生产企业自用电厂的燃料消耗,减少CO2等燃烧废弃物的排放,有利于环境保护。
1.2 政策的推行提供技术支持。
自然资源如能源、原材料、水、土地等,随着经济的发展,资源有限之间的矛盾越来越明显。
目录水泥窑纯低温余热发电技术及发展目标水泥余热发电项目CDM的监测及相关要求水泥窑第一代、第二代纯低温余热发电技术的定义及特征水泥窑第一代、第二代纯低温余热发电技术的构成几个主要问题的研究余热电站对水泥窑的影响关于水泥窑纯低温余热发电技术的发展目标对于余热发电量的监测CDM项目监测管理组织机构设置监测设备安装要求及保证办法数据管理系统水泥窑纯低温余热发电技术及发展目标水泥窑第一代、第二代纯低温余热发电技术的定义及特征水泥窑第一代、第二代纯低温余热发电技术的构成几个主要问题的研究余热电站对水泥窑的影响关于水泥窑纯低温余热发电技术的发展目标水泥窑第一代纯低温余热发电技术的定义及特征定义:水泥窑第一代纯低温余热发电技术是指在不影响水泥熟料产量、质量,不降低水泥窑运转率,不改变水泥生产工艺流程、设备,不增加熟料电耗和热耗的前提下,采用0.69~1.27MPa-280~330℃蒸汽将新型干法水泥窑窑尾预热器排出的废气余热、窑头熟料冷却机排出的废气余热转化为电能的技术。
特征:1)冷却机仅设一个用于发电的抽废气口;2)汽轮机主蒸汽温度不可调整,随水泥窑废气温度的变化而变化。
水泥窑第二代纯低温余热发电技术的定义及特征在不影响水泥熟料产量、质量,不降低水泥窑运转率,不改变水泥生产工艺流程、设备,不增加熟料电耗和热耗的前提下,采用1.57~3.43MPa-340~435℃蒸汽将水泥窑窑尾预热器排出的废气余热、窑头熟料冷却机排出的废气余热转化为电能的技术。
定义:两个或两个以上用于发电的抽废气口设置独立过热器汽机主蒸汽温度参数不随废气温度变化独立的蒸汽过热器,提高电站运转率和稳定性出口废气温度可调整装置可满足不同季节、湿度物料烘干需求循环风特征:水泥窑纯低温余热发电技术及发展目标水泥窑第一代、第二代纯低温余热发电技术的定义及特征水泥窑第一代、第二代纯低温余热发电技术的构成几个主要问题的研究余热电站对水泥窑的影响关于水泥窑纯低温余热发电技术的发展目标水泥窑第一代纯低温余热发电技术的构成技术要点热力系统构成模式(1)单压不补汽式纯低温余热发电技术热力系统热力系统构成模式(2)复合闪蒸补汽纯低温余热发电技术热力系统热力系统构成模式(3)双压补汽式纯低温余热发电技术热力系统上述三种模式共同的特点:1)将窑头熟料冷却机排出的总废气分为两个部分自冷却机中抽出。
一、热力系统双压技术:热力系统由窑头AQC双压余热锅炉、窑尾SP单压余热锅炉、补汽凝汽式汽轮机、发电机、电气综合自动化保护系统、DCS控制保护系统及其他附属系统组成。
双压系统相对单压系统多了低压补汽系统和低压给水系统。
系统运行自动化程度、可靠性和稳定性较高。
但对余热回收技术和锅炉、汽轮机等主机设备制造技术要求也较高。
单压技术:热力系统由窑头AQC单压余热锅炉,窑尾SP单压余热锅炉,凝汽式汽轮机,发电机,常规DCS控制系统及其它附属系统组成。
窑头AQC余热锅炉只产生一种参数蒸汽,锅炉、汽轮机等主机设备及系统较双压系统简单,余热回收技术不高。
二、窑头AQC锅炉双压技术:因为窑头废气不需烘干水泥原料,通过收尘器全部排放。
窑头AQC双压余热锅炉达到了尽量降低排烟温度的要求,通过对二种蒸汽参数充分优化,采取特殊设计措施,在锅炉内布置了足够的低压受热面,使锅炉排烟温度达到95℃左右,较单压系统多回收10﹪的热量。
单压技术:窑头AQC锅炉只产生一种参数蒸汽,设计和制造较双压AQC锅炉简单,锅炉排烟温度120℃左右,回收热量较少。
三、窑尾SP锅炉双压技术:窑尾SP锅炉是单压系统,蒸气参数:1.6Mpa,3 20℃单压技术:窑尾SP锅炉是单压系统,蒸气参数:1.27Mpa,320℃窑尾SP锅炉除了蒸汽参数不同,其他设计方面基本相同。
四、汽轮机双压技术:水泥窑纯低温余热发电补式汽轮机(双压).单压技术:配置通用系列单压凝汽式汽轮机,余热回收量较少,影响发电量。
五、系统设计双压技术:1.充分考虑了水泥生产的主导地位,在发电厂事故和其他紧急情况下,不但保证发电系统的安全,而且保证水泥线的正常生产。
2.设计前馈调节系统在水泥线一定波动范围内,保证发电系统正常运行。
单压技术:除了余热锅炉外,其它系统类似常规发电厂。
六、发电量(以5000t/d干法线为例)双压技术:发电装机功率7.5MW,发电功率7.5MW,年发电量(按7000小时计算):5.25×107 KWh,较单压系统多发电1.05×107 KWh。
水泥余热发电一、水泥窑纯低温余热发电背景随着水泥熟料煅烧技术的发展,发达国家水泥工业节能技术水平发展很快,低温余热在水泥生产过程中被回收利用,水泥熟料热能利用率已有较大的提高。
但我国由于节能技术、装备水平的限制和节能意识影响,在窑炉工业企业中仍有大量的中、低温废气余热资源未被充分利用,能源浪费现象仍然十分突出。
新型干法水泥熟料生产企业中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排出的350℃左右废气,其热能大约为水泥熟料烧成系统热耗量的35%,低温余热发电技术的应用,可将排放到大气中占熟料烧成系统热耗35%的废气余热进行回收,使水泥企业能源利用率提高到95%以上。
项目的经济效益十分可观。
发电模拟图我国是世界水泥生产和消费的大国,近年来新型干法水泥生产发展迅速,技术、设备、管理等方面日渐成熟。
目前国内已建成运行了大量2000t/d以上熟料生产线,新型干法生产线与其他窑型相比在热耗方面有显著的降低,但新型干法水泥生产对电能的消耗和依赖依然强劲,因此,新型干法水泥总量的增长对水泥工业用电总量的增长起到了推动作用,一定程度上加剧了电能的供应紧张局面。
而目前国内运行的新型干法水泥熟料生产线采用余热发电技术来节能降耗的企业极少,再者,国内由于经济潜力增长加剧了电力短缺的矛盾,刺激了煤电项目的增长,一方面煤电的发展会加速煤炭这种有限资源的开采、消耗,另一方面煤电生产产生大量的CO2等温室气体,加剧了对大气的环境污染。
因此在水泥业发展余热发电项目是行业及国家经济发展的必然。
此外,为了提高企业的市场竞争力,扩大产品的盈利空间,国内的许多水泥生产企业在建设熟料生产线的同时,也纷纷规划实施余热发电项目。
随着世界经济快速发展、新型节能技术的推广应用,充分利用有限的资源和发展水泥窑余热发电项目已经成为水泥业发展的一种趋势,也完全符合国家产业政策。
截至2009年,全国新型干法熟料生产线为934条,熟料产能7.6亿吨, 预计到2010年全国新型干法熟料生产线为1080条左右,熟料生产能力为8.6亿吨左右。
纯低温不补燃余热电站介绍水泥、玻璃、钢铁、铝等是国民经济和基本建设中不可或缺的重要建筑材料,每年国家建设中都需要消耗数量巨大的各类建材。
目前这些行业都有相对区域集中的趋势,生产规模较大,呈现出高集中度的发展方向。
但是上述各类建材也都是高能耗、高排放、高污染的产品,生产中需要消耗大量煤炭等矿产品,生产中会排放大量的含较高温度的废烟气,也会排放大量的粉尘。
因此这些行业也是国家重点治理、监控的需要进行节能降耗、减排改造的关键领域。
水泥熟料生产线纯低温不补燃余热电站是近年来通过引进、吸收、消化国外先进技术、理念,研究、开发的成套技术和装置。
目前,我国通过自行研制,以及各相关企业特别是总承包单位的开发,已经基本掌握其设计制造、系统集成、调试运行等的技术。
一座基于建材(水泥、玻璃等)生产线的余热电站,主要由余热锅炉、汽轮发电机组和相关的气、水、电和控制系统等部件组成。
涉及土建、电气自动化、给排水、消防、供风、照明、除尘、环保、防雷、接地、软件编程等多个环节,是一个系统成套项目。
电站运行后一般理论上可以达到经济运行.可以有效降低生产电耗,一般3-5年就可以收回投资。
同时余热电站充分利用了原来直接排放的废热烟气,大大降低了废热、粉尘的外排,节能降耗、减排,有利改善环境。
其余余热利用而降低的碳排放,还可以上市交易,是国际市场上的抢手货,能为企业额外带来经济效益。
因此今年来,各地纷纷上马余热电站项目,国家有关部门也确定了水泥生产线的改造时间表,其它建材行业推广也是指日可待。
建材生产线纯低温不补燃余热电站已经成技术改造的首选项目。
以水泥熟料生产线余热电站为例效益分析以2500D/T水泥生产线为例,主要技术参数如下:1、建设费用3000万元左右2、设计和建设周期约10个月(冬季不宜施工的季节除外)3、发电能力4000-5000KW/H(视窑运行状况确定)4、自用电率小于7%5、年运行时间7200小时6、余热电站相对于窑的运转率大于95%经济效益框算:年发电量:7200*(4000—5000)*0.93=26784000-33480000KW/H年电费收入:(26784000-33480000)*0.50=1399.20-1674.00万元年运行费用:400万元年经济效益:999.20-1474.00万元(税前)考虑设备增值税抵扣和其他可争取的优惠考虑自用电消耗考虑企业所得税投资收回年限: 3.0-3.5年科技创造价值--江西四方能源有限公司第三代余热发电技术江西四方能源有限公司是水泥余热发电系统集成供应商中的新军,但我们又是中国国产水泥余热发电系统的最先探索者,我们中的许多人曾经参与研制、制造和管理位于江西万年青水泥股份有限公司厂内的第一座国产纯低温水泥余热发电电站。
余热发电系统工作原理及总体概括说明一、概括说明:水泥生产过程需要消耗大量的能源(煤或油)和天然矿物,而这些资源是不可再生的,所以这就制约了水泥工业的可持续发展,如何降低水泥生产过程中原燃料的消耗是保证水泥工业可持续发展的最有效措施。
水泥熟料煅烧过程需要较高的煅烧温度,消耗大量的天然矿石能源------煤炭(或油),以目前先进的新型干法水泥窑为例,其单位熟料烧成热耗在2900---3300kj/kg,其中约占熟料烧成热耗30%左右的大量350℃左右的废气从窑尾和窑头收尘器排入大气,而采用余热发电技术将这部分热量回收是一种非常有效的办法,由于废气温度较低,对装备和技术的要求较高, 2007年我公司日产5000吨五级旋风预热器窑两套(SP窑)采用纯低温余热发电技术,于2008年5月建成投产,项目装机容量18.5MW,实际发电能力14000kw/h,全部采用国外设备和技术,经过半年左右的运行,主要设备和整个系统都运转正常,到2007年8月第三套日产5000吨五级旋风预热器窑余热的加入,使实际发电能力达18000kw/h,甚至更高,但为设备最大出力限制将发电能力限制在18000kw/h。
二、基本原理:纯低温余热发电技术的基本原理就是以80℃左右的软化水经除氧器除氧后,经水泵加压进入窑头余热锅炉省煤器,加热成220℃左右的饱和水,分成两路,一路进入窑头余热锅炉汽包,另一路进入窑尾余热锅炉汽包,然后依次经过各自锅炉的蒸发器,过热器产生2.2MPa、330℃左右的过热蒸汽,汇合后进入汽轮机作功,或闪蒸出饱和蒸汽补入汽轮机辅助作功,作功后的乏汽进入冷凝器,冷凝后的水和补充软化水经除氧器除氧后再进入下一个热力循环。
整个生产系统主要由余热锅炉即窑头炉和窑尾炉、汽轮发电机组、除氧器、凝汽器、冷却水塔、化学水处理设备、电气设备、生产监控设备以及各种泵类和管道系统组成,除尘系统、风动力系统与水泥熟料生产线共用。
窑头炉为AQC 炉,布置在烧成窑头熟料冷却机中部废气出口与窑头电收尘器之间。
在水泥熟料生产过程中,水泥窑的窑头和窑尾产生大量废气(废热),在废气排出的地方安装余热锅炉,分别称为AQC锅炉和SP锅炉。
在余热锅炉内,废气与水进行热交换,使水产生一定温度和压力的过热蒸汽,过热蒸汽进入汽轮发电机组进行发电。
主要设备有凝汽式汽轮机、发电机、SP余热锅炉和AQC余热锅炉。
窑头及窑尾废气经余热锅炉后,沉降的炉灰经收集回用水泥生产系统。
窑头采用FU 拉链机将收下的炉灰送回到熟料输送系统;窑尾采用螺旋输送机将料灰送回到生料输送系统
1 窑头AQC余热锅炉
它是利用窑头冷却机产生的废气热量将水加热成饱和水或蒸汽的锅炉,为立式布置,自然循环。
由于冷却机废气中粉尘为熟料颗粒,粉尘粘附性不强,所以不设置清灰装置。
换热管采用螺旋翅片管,大大增加了换热面积,使得锅炉体积大幅下降,降低了投资成本。
在AQC余热锅炉前端设置了高温沉降室,大大减轻了废气对AQC余热锅炉的磨损。
2 窑尾SP锅炉
SP余热锅炉为立式布置,机械振打,自然循环,整个锅炉的振打形式为连续式,清灰较为均匀,同时设计有合理的灰斗,避免了因清灰原因造成废气中含尘浓度突然增大而引起风机跳停,该锅炉最具特点的地方是采用自然循环方式,省掉了二台强制循环热水泵,降低了运行成本,提高了系统可靠性。
立式的结构形式,在节约了占地面积的同时,也方便了废气管道的布置。
3 应急处置措施
为了保证电站故障不影响水泥窑生产,余热锅炉废气管道及发电系统汽水管道均考虑了应急处理措施。
余热锅炉均保留原有烟道,加装旁通阀,一旦余热锅炉或电站发生事故时,可以将余热锅炉从水泥生产系统中解列,从而不影响水泥生产的正常运行。
水泥窑余热发电的参数及热力系统董兰起(中材节能发展有限公司,天津300400)我国水泥窑余热发电技术经历了中高温余热发电、带补燃的中低温余热发电、低温余热发电三个发展阶段。
水泥窑余热发电采用的热力系统基本形式有:单压系统、闪蒸系统、双压系统三种,近年来还有在三种基本形式的基础上发展起来的其他热力系统,但都是以朗肯循环(Rankine Cycle)作为理论基础发展、改进形成的。
其目的都是希望充分利用废气余热达到增加发电功率的目的,但是绝大多数余热电站的实际运行与理论设计指标存在较大的差距,主要原因是采用的热力系统不符合废气的特性,即热力系统不能与废气参数相匹配,以下从几个方面分析热力系统及参数确定的原则。
1水泥烧成热耗及余热分布水泥熟料烧成热耗主要由以下四个部分组成:(1)水泥熟料烧成理论热耗:水泥熟料形成理论耗热量随着原料的不同在1700~1800kJ/kg·cl之间。
(2)窑系统的辐射热损失:与环境温度和窑的生产规模有较大的关系,环境温度越低、生产规模越小损失越大,一般表面热辐射大约200kJ/kg·cl。
(3)系统排出的废气热损失:新型干法窑约1.4~1.6m3(标)/kg·cl,比较多见的5级预热器废气温度在300℃~330℃之间,废气带走的热量约510~530kJ/kg·cl。
(4)冷却机的热损失:冷却机的热损失包括两项,熟料带走的热损失和冷却空气带走的热损失。
熟料出冷却机的温度较环境温度高65℃左右,带走的热量约80kJ/kg·cl,其余均由排出的冷却空气所带走。
第三代冷却机配风约2.0m3(标)/kg·cl,第四代冷却机的配风比更是达到1.8m3(标)/kg·cl,从冷却机的发展趋势看配风比越来越小,窑系统的二、三次风的风量也越来越大,因此冷却机对外排出的废气也不断下降。
余热发电系统目前主要是利用窑尾和窑头的废气,热耗较高的生产线具有更多的余热资源可用于发电。
水泥窑余热发电概述水泥窑余热发电概述<span style="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family:Helvetica;mso-bidi-font-fa mily:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">水泥窑余热发电技术是直接对水泥窑在熟料煅烧过程中窑头窑尾排放的余热废气进行回收,通过余热锅炉产生蒸汽带动汽轮发电机发电。
<span style="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family:Helvetica;mso-bidi-font-fa mily:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">一条日产5000<spanstyle="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family: Helvetica;mso-bidi-font-family:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">吨水泥熟料生产线每天可利用余热发电21-24<span style="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-famil y:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family:Helvetica;mso-bidi-font-fa mily:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">万度,可解决约60%<spanstyle="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family: Helvetica;mso-bidi-font-family:Helvetica;mso-font-kerning: 0pt">的熟料生产自用电,产品综合能耗可下降约18%<span style="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-famil y:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family:Helvetica;mso-bidi-font-fa mily:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">,每年节约标准煤约2.5<span style="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family: Helvetica;mso-bidi-font-family:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">万吨,减排二氧化碳约6<span style="font-size: 13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-famil y:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family:Helvetica;mso-bidi-font-fa mily:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">万吨。
<span style="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family:Helvetica;mso-bidi-font-fa mily:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">水泥纯低温余热发电技术是指在新型干法水泥熟料生产线生产过程中,通过余热回收装置——余热锅炉将水泥窑窑头、窑尾排出大量的低品位废气余热进行热交换回收,产生过热蒸汽推动汽轮机实现热能向机械能的转换,从而带动发电机发出电能,窑头锅炉所发电能供水泥生产过程中使用。
<spanstyle="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height: 150%;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family:H elvetica;mso-bidi-font-family:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">水泥窑纯低温余热发电背景<span style="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family:Helvetica;mso-bidi-font-fa mily:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">随着水泥熟料煅烧技术的发展,发达国家水泥工业节能技术水平发展很快,低温余热在水泥生产过程中被回收利用,水泥熟料热能利用率已有较大的提高。
但我国由于节能技术、装备水平的限制和节能意识影响,在窑炉工业企业中仍有大量的中、低温废气余热资源未被充分利用,能源浪费现象仍然十分突出。
新型干法水泥熟料生产企业中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排出的350<span style="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-famil y:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family:Helvetica;mso-bidi-font-fa mily:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">℃左右废气,其热能大约为水泥熟料烧成系统热耗量的35<span style="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family:Helvetica;mso-bidi-font-fa mily:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">%,低温余热发电技术的应用,可将排放到大气中占熟料烧成系统热耗35<spanstyle="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family:Helvetica;mso-bidi-font-fa mily:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">%的废气余热进行回收,使水泥企业能源利用率提高到95<span style="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family:Helvetica;mso-bidi-font-fa mily:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">%以上。
项目的经济效益十分可观。
<span style="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height:150%;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family:Helvetica;mso-bidi-font-fa mily:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">我国是世界水泥生产和消费的大国,近年来新型干法水泥生产发展迅速,技术、设备、管理等方面日渐成熟。
目前国内已建成运行了大量2000t/d<span style="font-size:13.0pt;mso-bidi-font-size:9.0pt;line-height: 150%;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Helvetica;mso-hansi-font-family:H elvetica;mso-bidi-font-family:Helvetica;mso-font-kerning:0pt">以上熟料生产线,新型干法生产线与其他窑型相比在热耗方面有显著的降低,但新型干法水泥生产对电能的消耗和依赖依然强劲,因此,新型干法水泥总量的增长对水泥工业用电总量的增长起到了推动作用,一定程度上加剧了电能的供应紧张局面。