关于水泥窑纯低温余热的综合利用与展望
- 格式:docx
- 大小:24.74 KB
- 文档页数:8
水泥窑尾气低温余热资源综合利用项目可行性研究报告(此文档为Word格式、下载后您可任意修改编辑!)目录第一章总论第二章项目的背景及意义第三章厂址条件第四章项目建设方案第五章项目投资估算第六章项目资金来源与运用第七章项目财务效益分析第八章项目的社会影响评价第九章项目的环境影响评价第十一章结论与建议11.2建议第一章基本信息1.1项目的基本信息1.1.1项目名称及性质项目名称:**水泥有限责任公司水泥窑低温余热资源综合利用项目项目性质:配套建设项目建设地址:**省**地区**县**水泥有限责任公司1.1.2项目的有关单位业主单位:**水泥有限责任公司承担单位:**基业能源科技有限公司可行性研究报告编制单位:**省节能技服务中心1.1.3可行性研究报告的编制依据业主单位委托书国家关于发展循环经济方面政策法规节能中长期规划建材行业水泥生产运生情况分析资料国家关于企业余热利用方面的鼓励政策国内水泥余热发电相关资料业主提供的相关技术资料和参数承担单位的技术解决方案设备生产厂家有关设备资料1.2项目概况1.2.1概况**水泥有限责任公司是**市水泥行业的龙头企业,现有一条已投产日产品税1200吨熟料(年产水泥40万吨)新型干法生产线,另有在建两条日产业革命2500吨熟料(年产水泥164万吨,以下简称5000t/d生产线)的新型干法生产线,本项目根据在建5000t/d生产线的技术资料,利用项目承担单位的技术成果,配套建设两座水泥窑尾气纯低温余热电站。
1.2.2项目建设基本原则保证生产主业原则:水泥生产企业中水泥的生产是主业而余热电站是副业,因此余热电站建设以不影响水泥生产为原则。
安全、可靠、稳定原则:余热电站的各系统建设始终紧持把运行安全、可靠、稳定放在第一位,其次再兼顾考虑技术、技术指标、经济指标的先进性。
最大限度利用原则:按最大限度回收剩余余热并使其有效地转化为电能来确定电站建设方案。
通过最大限度地追求节能、降耗达到降低水泥生产成本、提高企业经济效益的目的。
水泥工业余热利用现状及发展趋势能源、环保是制约水泥工业发展的最大瓶颈,节能、降耗已经成为新型干法水泥企业新的追求目标。
而水泥工业纯低温余热发电技术,既可以提高能源综合利用率,又可以降低新型干法水泥生产成本,保护环境。
同时由于我国面临的能源紧缺的严峻形势,节能工作得到了国务院领导的高度重视,因此,不论从外部环境到企业内在需求,纯低温余热发电都具备了快速发展的条件,预计余热发电将成为水泥行业投资的新热点。
一、我国水泥工业余热利用现状1.余热发电的发展历程我国水泥窑余热发电大致经历了中空窑高温余热发电、预热器及预分解窑带补燃炉中低温余热发电、预热器及预分解窑低温余热发电三个发展阶段。
在20世纪50~70年代由于我国国民经济对水泥需求量的增加和电力供应紧张,为我国水泥窑余热发电的发展创造了条件,使水泥窑余热发电技术经历了第一个发展时期,70年代末80年代初完成了对日伪时期建设的余热发电窑的技术改造,并新建了若干条余热发电窑。
80年代末至90年代初,在解决了余热锅炉所存在的许多重大技术问题和难题后,吨熟料余热发电量大于170kWh,运行成本0.08~0.12元/kWh,标志着我国中空窑余热发电技术达到了一个新的水平,为原有中空余热发电窑进行技术改造和新建一批类似生产线打下了良好的基础。
到90年代初,我国水泥工业以发展新型干法工艺为主。
但由于国家对水泥的需求增加而电力供应紧张局面一时难于缓解,余热发电窑仍然有生存及发展的条件,主要以节能降耗、提高余热发电量、缓解供电不足的矛盾为目标,经历了第二个发展阶段。
“八五”国家重大科技攻关课题“带补燃炉低温余热发电技术及装备的研究开发”的完成,以及在工程上的成功应用,形成了完整的综合利用电站的系统技术和装备,在充分回收利用水泥生产线低温余热的同时,配设环保型的循环流化床锅炉,燃用发热量小于3 000kcal/kg以下的劣质煤(煤矸石)进行发电或热电联供,循环流化床锅炉所产生灰渣全部回用于水泥生产。
关于水泥窑低温余热发电有关问题的思考浙江水泥有限公司姚源一、前言水泥行业经过一轮猛烈的扩张后,市场竞争进一步白热化,生产成本的较小差别可能成为水泥企业生死存亡的分界线。
采用余热发电技术回收熟料烧成系统排放的废气余热,是提高能源利用效率、降低产品生产成本的一种非常有效的办法。
随着国民经济的高速发展,可利用的资源进一步减少,能源紧缺的局面在可预见的一段时期内很难得到有效缓解。
目前国内水泥窑低温余热发电技术和装备的日益成熟,该项技术将很快在全国范围内得到广泛应用。
目前,我国水泥行业的低温余热发电事业尚处于起步阶段,国内相关设计院所及设备制造厂家对此充分重视,投入人力、物力进行研究和实践,开发出各具特色的水泥低温余热发电系统。
针对国内水泥低温余热发电技术发展的现状,结合笔者多年从事水泥低温余热发电的经验和体会,提出对水泥余热发电的有关技术问题的思考,与有关人士共同探讨。
二、关于热力系统的选择水泥窑废气余热的特点是流量大、品位低,废气温度大多在350℃以下,因此采用普通火电厂的热力系统和设备难以充分利用这部分余热资源,必须开发针对水泥窑余热特点的热力系统。
目前针对性强的、具有工业应用价值的热力系统有以下三种形式:1、单压系统:应用与普通电厂相似的单压系统时,必须降低主蒸汽压力,以保证主蒸汽有较高的过热度(提高单位工质的做功能力),并且由于蒸汽饱和温度较低,能够充分利用低位热能,提高吨熟料发电能力。
根据目前新型干法水泥生产线的余热资源特点计算,主蒸汽参数选择0.6--0.7Mpa、305--320℃,吨熟料发电能力可达35--40千瓦时,是较为理想的一个方案,日本川崎公司近期为海螺集团设计的余热发电系统就接近于这个方案。
此项技术的应用的关键是汽轮机的设计制造,由于主蒸汽压力低,汽轮机叶片的开发和制造难度较大,需汽轮机厂家具有相当的研发能力以适应不同的余热资源。
若选用主蒸汽压力较高的汽轮机,其热利用效率将随之降低,无法充分利用低位热能,降低吨熟料发电量。
新型干法水泥窑纯低温余热发电技术推广实施方案根据新型干法水泥窑纯低温余热发电技术的特点和推广目标,提出以下实施方案:一、技术研发1.成立专业团队:组建由水泥生产技术、热能利用技术、电力工程等方面的专家和研究人员组成的团队,负责相关技术的研发和改进。
2.确定研发目标:明确开发新型干法水泥窑纯低温余热发电技术的核心问题,确定研发目标和技术指标。
3.技术改进和创新:结合国内外先进技术和经验,对传统水泥窑低温余热发电技术进行改进和创新,提高发电效率和能源利用率。
4.试验和验证:在实际水泥生产中建立试验装置,进行试验验证和数据收集,评估新技术在不同情况下的适用性和可行性。
二、示范工程建设1.确定示范项目:选择具备一定规模和条件的水泥生产企业作为示范项目,推广新型干法水泥窑纯低温余热发电技术。
2.设计和建设:由专业设计机构进行整体设计,确保发电系统与水泥生产系统的协同运行,确保发电设施的安全、稳定和高效运行。
3.技术指导和培训:提供相应的技术指导和培训,确保施工人员的技术水平,保证示范工程建设的顺利进行。
4.运行和监控:配备专业的运行和监控人员,确保示范工程的正常运行和设备的安全可靠性。
三、政策支持1.优惠政策:制定相关优惠政策,给予示范项目税收减免、贷款支持和高额补贴等政策支持,降低企业推广新技术的经济负担。
2.奖励措施:对于推广应用新型干法水泥窑纯低温余热发电技术的企业,给予一定的奖励措施,鼓励更多的企业积极参与推广。
3.法律法规:加强相关法律法规的制定和完善,保障新技术推广应用的合法权益,减少推广过程中的法律风险。
四、宣传推广1.宣传活动:通过举办专题研讨会、技术交流会和经验分享会等形式,宣传新型干法水泥窑纯低温余热发电技术的特点和优势,号召更多的企业参与推广。
2.宣传材料:编写相关宣传材料,包括宣传手册、技术指南和案例分析等,向水泥生产企业传播新技术的理念和实践经验。
3.媒体宣传:通过互联网、电视、广播等媒体宣传新技术的推广成果和相关的政策支持,提高新技术的知名度和影响力。
新型干法水泥生产中纯低温余热发电技术的应用对新型干法水泥生产中纯低温余热发电设备组成及工艺流程进行了介绍,并针对不同地区分析了重要参数的选择。
结合实际运行带来的经济效益、环保效益和社会效益来论证纯低温余热发电技术的应用前景。
标签:纯低温;余热发电;经济性;环保性1 概述党的十八大报告中对未来企业发展做出了明确要求:树立科学发展观,加强全过程节约管理,加强节能降耗,推动资源利用方式根本转变,提高能源利用效率和效益,节约集约利用资源,建立节约型社会,推动可持续发展战略。
国家针对近年来水泥行业高速增长中带来的能源消耗高、环境污染重等状况,制定了水泥行业发展规划,鼓励日产2000吨以上水泥熟料干法生产线采用世界先进的纯低温余热发电技术,对水泥生产过程中产生的废气余热进行回收利用。
相对旧式带补燃炉余热发电技术,新型纯低温余热发电技术从经济性、环保性及设备运行可靠性均具有较大优势,在新型干法水泥生产中正在普遍推广和使用。
2 一级闪蒸纯低温余热发电技术介绍2.1 设备组成上图为海螺水泥应用日本川崎技术及关键设备自行研发的纯低温余热发电系统。
整个系统设置一台PH锅炉用于回收预热器出口废气热能,一台AQC锅炉用于回收篦冷机出口废气热能,一台闪蒸器用于调节省煤器出口温度并产生饱和蒸汽作为汽轮机补汽辅助做功,一套锅炉给水系统,一套汽轮发电机及其冷却水系统。
2.2 流程介绍纯低温余热发电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,凝结水由凝结泵泵入闪蒸器下集箱与闪蒸器出水汇合后经给水泵升压进入省煤器进行加热,经省煤器加热后的高温水分为三路分别送至AQC锅炉汽包、PH锅炉汽包和闪蒸器内。
进入两锅炉汽包的水在锅炉内循环受热产生一定压力下的过热蒸汽作为主蒸汽送入汽轮机做功,进入闪蒸器的高温水利用“闪蒸”原理产生一定压力下的饱和蒸汽作为补汽送入汽轮机后几级辅助做功。
做功后的乏汽经凝汽器冷却形成凝结水重新参与热力循环,循环过程中损耗的水由纯水装置制取的纯水进行补充。
水泥低温废热(余热)回收综合利用与开发摘要:水泥厂的余热按水泥工艺分为中高温余热和低温余热两种,中高温余热是中空回转窑(国内尚存几条生产线)窑尾排出的废气,大约有850℃。
低温余热是从干法预热器窑窑尾SP窑排出的携带生料粉的废气,还有窑头冷却机(篦冷机)AQC窑排出的携带熟料粉的废气。
国内对SP窑的废气取热温度(入锅炉温度)约在330℃左右,AQC窑的废气取热温度(入锅炉温度)约在350℃至380℃之间。
国外对AQC窑废气的取热温度(入锅炉温度)是310℃左右,其烟气量远大于国内同等窑型冷却机的废气量。
为使水泥厂的余热利用效果达到最佳状态,尽量使窑头AQC锅炉的排烟温度降到最低,采用闪蒸技术,部分给水用闪蒸器多级闪蒸产生低压蒸汽,供汽轮机补汽用。
同时,其中另一部分给水加热后供SP锅炉和AQC锅炉。
闪蒸器产生的底压蒸汽,用来汽轮机低压段补汽的方法来回收低温余热,并提高余热利用效率,提高吨熟料水泥的发电量。
同时,汽轮机低压段补汽的方式,对汽轮机的稳定运行和安全起到了关键作用。
国外对这种低压段补汽的汽轮机研制中发现,研制高效的闪蒸器并多级闪蒸产生低压蒸汽补汽时,锅炉负荷的变化对汽轮机的影响比较小的同时,汽轮机的运行也比较稳定。
目前,一些水泥厂和设计院作5级分解窑水泥企业的总体热平衡计算后布置热力系统时,取消或不设闪蒸系统。
还有为了提高窑头AQC锅炉的蒸汽品位,篦冷机上的抽气孔向前移动(窑头燃烧器用的高温热风量不受影响前提下),使入锅炉的废气瘟度提高至380℃,生产出满足(不带补汽的)汽轮机供汽要求的低压微过热蒸汽。
这样以来,降低了总的热效率,降低了余热利用率。
经调查和研究,4—5级预分解窰的SP炉和AQC炉的工作压力根据工厂的具体情况选择不同的工作压力,热力系统中的闪蒸水量根据总的热平衡来确定。
总之,SP炉的排烟温度约210—220℃之间,AQC炉的排烟温度约100℃以下。
从AQC锅炉加热水段加热的热水(接近飽和水)进入闪蒸器后,经多级(两级或叁级)扩容闪蒸出一定量的低压飽和蒸气,进入汽轮机相应的进汽口作功发电。
提高窑外分解窑纯低温余热发电量几项技术措施的探索与实践浙江新都水泥有限公司钱建荣一、窑头低温废气余热的循环利用水泥窑实施纯低温余热发电项目后,在采用较先进的低温低压补汽系统情况下,窑尾余热锅炉(SP炉)的排烟温度可做到165℃左右,这部分废气中的余热大都用于原料(生料)磨作为烘干热源加于利用;窑头余热锅炉(AQC炉)在设置锅炉热水段后排烟温度可做到130℃左右,这部分废气与窑头篦冷机余风混合后的温度为110℃左右,一般经窑头收尘后排放。
如何利用窑头排放废气中的余热资源?理论上有使用低沸点工质换热后用于发电的方案,但其经济性和实用性尚需探讨;此外还有生产热水等方案。
我们采用了易世达能源工程公司的方案,将窑头废气经篦冷机风机引回中温段,通过循环利用其热焓提高AQC炉的产汽量,方案示意如附图1。
本方案的要点在于将110℃左右目前难于利用的低温废气通过与篦冷机内的中温(500℃左右)熟料换热升温后加于利用,实现低温废气余热资源焓—的转换。
本方案在工程实践中已解决的问题有以下几点:1、对熟料冷却尤其是出窑熟料骤冷要求的影响篦冷机在预分解窑系统中作为一项重要的热工设备,主要完成对出窑熟料(1300℃左右)的冷却和回收热能两项任务。
一般要求出篦冷机的熟料温度<65℃+环境温度;此外要求在篦冷机高温区段对出窑熟料实现骤冷,以阻止熟料矿物晶体的长大和其中阿利特矿物C2S由β型向γ型的转化。
分析出窑熟料在篦冷机中的运动和冷却过程,在推动型篦冷机(目前通常称第三/第四代)中,熟料在篦床上的冷却可划分为高中低温三个区段:其高温区主要实现对出窑熟料的骤冷并提高入窑和入炉的二、三次风温;中温区为热回收区:低温区实现对熟料的进一步冷却、降低出篦冷机的熟料温度。
分析篦冷机的风量分配关系:冷却用风由各段风机分别鼓入,风温为20℃左右,高中低温三个区段的进风量分别占总风量的31%、50%和19%左右。
换热后出篦冷机的风量分配为;入窑二次风占15%左右(标况、风温1050℃左右);入分解炉三次风占22%左右(标况、风温950℃左右);其余作为余风排放。
水泥窑纯低温余热发电的若干问题摘要随着我国经济与科技的快速发展,新型干法水泥窖纯低温余热技术已经在水泥工业中广泛的得到了应用。
水泥窖纯低温余热技术就是通过将在水泥煅烧过程中产生的废物余热转化成电能之后,再重新运用于水泥生产的技术。
该技术的出现大大的提高了能源的利用效率,有效地降低了水泥生产的能耗,对于水泥企业的发展有着非常重要的作用。
但是,水泥窖纯低温余热技术还不成熟,仍然存在一些问题。
本文就水泥窖纯低温余热发电的若干问题展开讨论,为纯低温余热技术的研究发展以及推广应用提供有力的参考依据。
关键词低温;余热发电;问题近年来,我国的水泥工业在快速的发展,水泥熟料生产技术也在不断地更新,为水泥生产提供了非常有力的手段。
对于水泥生产而言,现在很多企业都引入了10000t/d、6000t/d、5000t/d、2500t/d等四条新型的干法水泥熟料生产线,通过对窖头熟料冷却热量以及对窖尾排出的废气余热进行发电利用,有效地增大了能源的利用率,降低企业投入成本。
但是水泥窖纯低温余热发电技术仍然存在一些问题,这在一定程度上制约了企业的发展。
下面我们对该技术中存在的若干问题展开研究,为该技术的研究发展、推广应用提供可靠的参考依据。
1现有汽轮机与主蒸汽参数存在不配套问题当下,在工业企业中大部分都引入了10000t/d、6000t/d、5000t/d、2500t/d 等四条新型的水泥生产线,这四条生产线均采用四级窖尾预热器,其废气的温度都在360℃~420℃范围内,具有较高的温度,这也就使得主蒸汽参数的选择空间较大,也为选用标准汽轮机组提供了非常有利的条件。
而对于五级或六级的窖尾预热器而言,其废气的温度在280℃~350℃范围内,由于在水泥生产的过程中,其产生的蒸汽压、发电能力以及相应温度都较低,使得废气余热的利用有很大的难度,这也就说明国内现有的汽轮机存在主蒸汽参数不配套的问题。
2热力系统存在问题在上述4条生产线中,都采用了SP炉、AQC炉水系统的串联方式,不仅仅是其水系统采用串联的方式,其蒸汽系统采用的也是串联方式,这也就使得整个热力系统存在以下问题:1)SP炉、AQC炉都是对窖尾废气进行利用,在系统运行的过程中,一旦其参数出现波动,这两台炉就会相互影响,其运行调整也就变得十分困难;2)由于该热力系统采用的是串联方式,这也就使得AQC炉在出现故障时,在系统中设定的安全系统就会启动,使整个系统停止运行,同时,也会使得SP 炉汽包对SP锅炉直接进行冷水补给,这对SP锅炉的安全运行以及使用寿命都会产生非常大的副作用;3)对于200℃的废气余热的回收而言,其一般采用AQC炉在其主蒸汽段排出的废气低于200℃的低温废气设置生产热水段在150℃~180℃范围内,将该段热水进行分级,对其进行闪蒸扩容处理,分出不同压力的蒸汽,并将其补充到汽轮机中去的方式进行余热回收。
关于水泥窑纯低温余热的综合利用与展望晨怡热管哈尔滨哈锅锅炉容器工程有限责任公司刘明安大峰2008-4-1418:26:48一、目前国内水泥行业生产线的规模,按日(d)产量(t)分类,有1200t/d,2500t/d,5000t/d的窑外分解窑(干法)生产线。
这种生产线的热耗由原来的1400kcal/kg(每公斤水泥熟料所耗的热量)降至~800kcal/kg。
其水泥生产线排出的废热—窑尾(SP)废气温度一般在330~340℃,窑头(AQC)废气温度一般在340~360℃范围内。
从国内水泥行业的潜力来看,市场前景非常广阔,仅黑龙江省内水泥厂的规模来看,具体情况是小岭水泥厂有1200t/d生产线一条,2500t/d生产线一条,宾州水泥厂有2500t/d生产线一条,牡丹江水泥厂有2500t/d生产线两条,黑河有1200t/d生产线一条,佳木斯有1000t/d生产线一条,浩浪河有2000t/d 生产线两条等。
这些水泥厂与国内外其它水泥企业一样,都在向节能型企业转化升级,在这一过程中必然要对其低温余热采用最佳利用方法—纯低温余热发电方法—建余热电站,使水泥生产的成本进一步降低。
国外先进国家在上世纪80年代其国内的水泥生产装备上发展了余热发电技术,在当时的情况与国内现在的情况及条件类似,利用低参数系列的锅炉、汽轮机及发电机来发电。
它们的余热利用水平,按每吨水泥计算约为32kw~38.4kw。
(国内相对的发电水平一般在23kw~28kw之间)。
国外的窑尾(SP)余热锅炉及窑头(AQC)余热锅炉的技术特点是根据尾气的温度低的特点,其参数均为低压(过热蒸汽)锅炉,锅炉的受热面均采用了扩展受热面,即鳍片及翅片结构。
锅炉均立式布置,废烟气从锅炉的顶部入口,下侧部排出。
它的水循环方式均为自然循环。
窑尾的SP锅炉的排烟温度根据水泥工艺需要一般在220~230℃,窑头的排烟温度在90℃以下,充分利用了余热,提高废热的利用率,其部分热水采用闪蒸技术所产生的低压蒸汽补入到汽轮发电机组中,提高了发电量。
(汽轮机的汽耗小于国内同类汽轮机组)。
总之,锅炉立式布置,并采用自然循环方式,所以其受热面(蒸发管束)布置方式较特殊,有别于其他锅炉厂。
针对国内的水泥厂(生产线的条件及特点)情况,所配置的锅炉及发电机组来看较国外配置的锅炉及发电机组水平是不一样的。
单讲2500t/d机组国内一般配3000kw机组,哈锅同国外的相同,配4200kw机组。
二、市场预测:在上述报告中提到仅黑龙江省的水泥企业均有这么多水泥生产线,到现在为止,一条生产线也没有配置发电系统。
根据国内经济形势的发展,从今年开始陆续要上纯低温利用发电装置,如哈尔滨水泥厂、小岭水泥厂、牡丹江水泥厂等等。
从2002年开始浙江省(含江苏省)内各个水泥企业在政府部门的协调和节约能源办的督促下有70%厂家配置了这种设备。
现在已有广东、安徽、河北、河南、山东、北京等省市的水泥企业也都在策划上纯低温余热发电系统(余热电站)。
水泥行业这种技术改造约需要10~15年时间才能完成。
根据以往的技术发展及历史经验,水泥厂内带补燃锅炉的余热发电节能装备的研究,在“八五”期间攻关课题完成推广后于2002年结束推广发展,既约经历了15年时间。
三、哈锅余热锅炉研制的现状:哈锅在上世纪70年代开始已经研制水泥行业的余热锅炉,从低压到中压,蒸发量在5t/h至25t/h的锅炉。
在“八五”期间,同天津水泥设计研究院、鲁南水泥厂、哈尔滨锅炉厂,共同完成了“水泥厂内带补燃锅炉余热发电装备的研究”的科技攻关课题,使水泥厂的余热利用水平有了较大的提高,并获得了国家颁发的重大科技成果奖。
在当时哈锅推广的这一系列产品有:牡丹江水泥厂、湖北葛洲坝水泥厂、河南七里岗水泥厂、浙江钱潮水泥厂、河南渑池水泥厂、福建永定水泥厂、冀东水泥厂、栾县水泥厂、太行水泥厂等企业。
在这一过程中,对用于纯低温余热发电技术系统中的AQC锅炉、SP 锅炉有了研制的技术基础。
哈锅工程公司按哈锅业务划分与委托,承担对水泥的纯低温余热锅炉技术的研制工作,并确定了对纯低温综合利用余热锅炉的选型原则:新型干法窑外分解水泥生产的废气排放温度一般在250℃~400℃之间,烟气量一般在10×104~30×104Nm3/h之间。
例如,某水泥厂2500t/d水泥生产线的篦冷机所排出的废气量约Vr=165300Nm3/h,温度约380℃左右,相当于废气中含Q1=Kcal/h的热量,这一热量相当于700t/d中空回转窑的窑尾所排放废气的总热量Q2(废气量约71593 Nm3/h,温度约850℃),先假设该水泥厂另有一水泥生产线存在废气源排放点,其排烟温度为850℃,当热量Q2=Q1时,评价其二者的热能回收价值。
假设二个废气气源点的压力均是常压,且接近于理想气体,取环境温度To=25℃,计算它们各自所含的火用E1=Q1(1-LnT1 T2)=Q1(1- 298 653-298Ln653 298)=Q1×0.3037E2=Q2(1-To T1-ToLnT1T2)=Q2(1- 298 123-298Ln1123 298)=Q2×0.64796可见虽然二者的热量相等,但其火用的含量E2是E1的一半还多,所以热量Q1和热量Q2相比,热量Q1的回收价值和潜力不如热量Q2所以在热量Q2的情况下回收废热(余热),应该采用次中压或中压锅炉产生较高品质的蒸汽,然后用作动力或发电,热量Q1只能用来预热锅炉给水或制成热水锅炉用作采暖或制冷。
上述的分析法是火用平衡的分析法。
根据热力学第二定律,确认自然过程具有方向性和不可逆性,亦即实际自然界发生的热过程都是不可逆过程,这就给种种形式的能量之间相互转换规定了限制,因而各种形式的能量转换成有用功(火用)的能力是不同的,也即各种形式能量中的火用含量部分是不同的,火用是能量中能够转换成有效功的那部分能量。
针对举例工厂的实际情况及其附属装备(如汽轮发电机组)的实际能力,确定这台余热锅炉(AQC余热锅炉)为次中压锅炉,即生产工作压力为2.45MPa,额定蒸汽温度为350℃±5℃的上段(蒸发段)和生产部分给锅炉给水加热、部分供闪蒸汽用的下段(热水段)的结构形式。
AQC余热锅炉在设计工况下,烟气流量为165300Nm3/h,烟气温度为380℃,AQC余热锅炉排烟温度约为110℃,其他参数如下:名称额定工作压力额定蒸汽温度额定蒸发量锅炉给水温度锅炉总的进水量符号PeTnDe tgsQ 单位MPa ℃t/h ℃t/h 数值2.45350℃~16223℃45.856(含省煤器段)哈锅工程公司早在上世纪九十年代中末期年开始,尤其到2002年,已同天津水泥工业设计研究院,南京水泥工业设计研究院,都进行了技术合作,并取得了一定的成效,在2005年3月17日杭州会议(峰会)——纯低温余热技术研讨会后,研制出具有哈锅特色的余热锅炉产品,为水泥厂的节能降耗做出了主要贡献。
我们在这方面发扬原有的技术长处的同时,积极引进消化国外同行业的先进技术,使锅炉产品的性能质量、运行质量更加完善。
以下是我们按上述余热锅炉的选型原则,所设计制造的窑头及窑尾余热锅炉简图及设计参数:2500t/d水泥线用余热锅炉SP炉的参数(HG-F6285-SP):总烟气量:1800~195000Nm3/h入锅炉烟温:V′=~350℃出锅炉烟温:V″=~220℃锅炉工作压力:Pe=1.35MPa蒸汽温度:tn=320℃锅炉蒸发量:D=20t/h2500t/d水泥线窑头用余热锅炉AQC炉的参数(HG-F11000-AQC):总烟气量:800~1000Nm3/h入锅炉烟温:V′=250~360℃出锅炉烟温:V″=90~100℃锅炉工作压力:Pe=1.35MPa蒸汽温度:tn=310~320℃锅炉产汽量:D=7.5~8t/h热水段:进水水温:56℃出水水温:180℃通水量:28t/h5000t/d水泥线窑头用余热锅炉AQC炉的参数(HG-F28000-AQC):总烟气量:2200~2400Nm3/h入锅炉烟温:V′=360~380℃出锅炉烟温:V″=90~100℃锅炉工作压力:Pe=1.27MPa蒸汽温度:锅炉产汽量:D=25t/h热水段:进水水温<90℃出水水温150℃通水量:54t/h5000t/d水泥线用余热锅炉SP炉的参数(HG-F9500-SP):总烟气量:~3400Nm3/h入锅炉烟温:V′=~330℃出锅炉烟温:V″=~220℃锅炉工作压力:Pe=1.27MPa蒸汽温度:tn=~300℃水给温度:tgs=~150℃锅炉蒸发量:四、国外先进国家对水泥上的余热利用技术早在上世纪80年代开始研究开发,并应用于水泥厂上。
它的总体余热利用效率及吨熟料发电水平远高于国内水平。
我们引进技术的重点:一是总体(水泥厂)热力分析及热平衡方法;二是余热锅炉的结构、布置方式等;三是高效的闪蒸器;四是汽轮机技术。
在这一过程中已同南京水泥院和天津水泥院合作,掌握水泥厂热力分布情况,进而进行合理的热力分析及平衡计算,确定关键设备的技术参数。
五、对水泥厂而言,以2500t/d线为例,按国内水平,余热电站初投资约为2300万元(人民币)包括土建等用,按国外合作后的余热电站的初投资约为2940万元(人民币)。
国内水泥厂目前建设电站约用2-3年收回全部初期投资,同国外合作后按其模式建的余热电站约用1.8~2.5年回收初期投资。
我们引进和合作开发的技术要点主要是水泥厂的总体布置。
热力分析及热平衡方法,余热锅炉(AQC,SP),闪蒸器,汽轮机等技术。
针对水泥厂纯低温余热综合利用,按照前述火用平衡法的原则,在目前的窑尾及窑头的废气温度的前提下,所设计的余热锅炉的介质为水的时候,完全能够产出低参数的蒸汽来发电。
在不久的将来,水泥行业的生产工艺进一步发展,水泥生产的热耗进一步降低,水泥生产线的窑头及窑尾所排出的废气温度进一步降低至270℃时,所配置的余热锅炉(以水为介质时)只能制成热水锅炉或采暖或制冷,另一方面其后(窑头、窑尾)所配置的余热锅炉的介质采用低沸点的(有机或无机)液体时,配以特殊(介质)的汽轮发电机来发电,使锅炉排出温度低于90℃或更小,使余热利用率进一步提高。
这一技术和领域的开发与涉足,符合国家长期科技开发规划,符合建立和谐社会的需要,是再生能源、循环经济、提高能源利用效率,利国利民,提高企业经济效益的主要途径,必须下功夫抓好,并加以推进落实。