水泥窑纯低温余热发电概况余热锅炉
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水泥窑纯低温余热发电技术与装备简介、刖言水泥生产过程需要消耗大量的能源和天然矿物,而这些资源是不可再生的,因此制约了水泥工业的可持续发展,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一一煤炭,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但同时约占熟料烧成热耗30--40%的热量随废气从窑尾和窑头排入大气,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----、华效公司在低温余热发电方面的技术保障能力及业绩公司简介协作单位公司技术力量及外聘技术顾问相关工作业绩三、水泥低温余热发电技术和装备:设计思想A冷却机中部开口,抽取较高温度的废气以提高发电能力。
(由用户选择目前,?窑外分解窑所配套的篦式冷却机出口废气温度多在200r左右,在这种温度下的热量品位较低,?很难进行动力回收,除非窑尾废气温度相当高的特殊情况,一般情况下要对冷却机进行相应的改造。
由于从冷却机各段篦床上逸出的温度是不一样的,可以将这股废气人为地分为两部分,一部分是从冷却机中部逸出的,温度在300C 以上的中温废气,?利用这股废气进行余热动力回收是可行的;另一部分是从冷却机后部逸出的120 C左右的废气,这股废气基本上没有动力回收价值,而且与前一部分废气混合时降低了其热能的品位,使系统的可用能遭受很大的损失。
因此,在冷却机原有废气出口前新开一抽气口,用以抽取冷却机中部逸出的气体进行余热动力回收,原有抽气口抽取冷却机后部废气,两抽气口之间用挡墙相隔,压力的平衡用挡板实现。
设置锅炉旁通烟道,以便锅炉停运时不影响水泥生产。
锅炉出口废气与原抽气口的废气混合后进入电收尘,汇入水泥工艺流程。
B对预热器进行相应改造,由五级换热改为四级换热。
经过认真核算,可实施预热器的改造以提高发电能力,从而提高全厂整体的热利用效率(由用户选择。
水泥窑纯低温余热发电锅炉操作规程第一节锅炉设备的主要规范1.1 一、二线水泥窑生产线余热锅炉参数及结构简介1.1.1 一、二线窑头AQC余热锅炉参数及结构简介一、二线均为日产1200吨熟料生产线。
本余热锅炉是应用于水泥窑余热发电系统中回收水泥窑废气余热的重要设备,其安装部位在水泥窑熟料冷却机废气出口至收尘器间的管道上,因此其简称AQC余热锅炉。
AQC锅炉整体采用管箱式结构,自上而下有过热器管箱,蒸发器管箱及省煤器管箱。
这几组管箱通过底座型钢将自重传递到钢架的横梁上。
具体设计参数如下:锅炉型号:QC52.84/380-4.9(1.2)-2.55(0.3)/250(180)1.1.2 一、二线窑尾SP余热锅炉参数及结构简介本台余热锅炉是应用于水泥窑余热发电系统中回收水泥窑废气余热的重要设备,其安装部位在水泥窑窑尾预热器废气出口至窑尾高温风机入口的废气管道上,因此被称SP余热锅炉。
本锅炉采用单锅筒自然循环方式、露天立式布置,结构紧凑,占地小。
烟气从上自下分别横向冲刷过热器、蒸发器、省煤器,气流方向及粉尘沉降方向一致,且每级受热面都设计了振打除尘装置。
具体设计参数如下:1.2 三线水泥窑生产线余热锅炉参数及结构简介1.2.1 三线窑头AQC余热锅炉参数及结构简介三线为日产3200吨的熟料生产线,本余热锅炉是利用于水泥窑余热发电系统中回收水泥窑废气余热的重要设备,其安装部位在水泥窑熟料冷却机废气出口至收尘器间的管道上,因此其简称AQC余热锅炉。
AQC锅炉整体采用管箱式结构,自上而下有过热器管箱,高压省煤器管箱,蒸发器管箱及省煤器箱。
这几组管箱通过底座型钢将自重传递到钢架的横梁上。
具体设计参数如下:锅炉型号:QC158/380-14.8(4.2)-2.4(0.2)/250(170)1.2.2 三线窑尾SP余热锅炉参数及结构简介本台余热锅炉是应用于水泥窑余热发电系统中回收水泥窑废气余热的重要设备,其安装部位在水泥窑窑尾预热器废气出口至窑尾高温风机入口的废气管道上,因此被称为SP余热锅炉。
水泥回转窑纯低温余热发电技术和经验介绍来源:更新日期:2007-3-23 【字体:小大】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2 900—3300kj/kg,以年产熟料50万吨规模计,每年消耗原煤约6.5万,但同时约占熟料烧成热耗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。
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,采用纯低温余热发电国内尚未有非常成熟和成功的技术和工程,宁国水泥厂纯低温余热发电是引进日本的技术和装备。
目前国内新型干法窑主要采用的是带补燃炉的余热发电技术,但这种技术和国家有关政策有冲突,使这种技术的利用受到限制。
日产1050吨(实际1350吨)φ3.5×88m四级旋风预热器窑(SP窑)采用纯低温余热发电技术进行技术改造,项目由天津水泥设计研究院设计,于2003年5月建成投产,项目装机容量2.5MW,设计发电能力1800kw/h,全部采用国产设备和技术,经过半年左右的运行,主要设备和整个系统都运转正常,各项技术经济指标达到设计要求。
下面就纯低温余热发电系统作一介绍。
1 热力系统系统主机为两台余热锅炉(窑头AQC锅炉和窑尾SP锅炉)和一套补汽凝汽式汽轮发电机组,装机容量为2.5MW,设计发电能力为1800kw/h。
余热来源SP(窑尾预热器):废气流量95000Nm3/h,温度390℃(实际360℃);AQC(冷却机):废气流量40000Nm3/h,温度350℃。
冷却机中部设置抽风口作为AQC锅炉的取风口,通过与冷却机原抽风口之间的风门调节,保证中部抽风口的废气温度达到350℃左右,为减轻废气对AQC锅炉的磨损,在锅炉前设置了沉降室。
水泥窑第一代纯低温余热发电技术核心提示:第一代余热发电技术填补了我国水泥行业的空白,为我国发展这项技术奠定了基础并积累了宝贵的经验,相当于上世纪九十年代初的新型干法窑水平,投资、发电能力、运行的稳定性等都存在一定的问题。
一、水泥窑第一代纯低温余热发电技术的定义及特征1.水泥窑第一代纯低温余热发电技术: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0.69MPa~1.27MPa—280℃~340℃蒸汽将水泥窑窑尾预热器排出的350℃以下废气余热、窑头熟料冷却机排出的350℃以下废气余热转化为电能的技术。
第一代纯低温余热发电技术除上述定义外还同时具有如下两个或两个以上的特征: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;3)窑头余热锅炉、窑尾余热锅炉给水系统为串联系统;4)采用额外消耗化学药品或电能的锅炉给水除氧系统。
二、水泥窑第一代纯低温余热发电技术的构成1.技术要点利用水泥窑窑尾预热器排出的350℃以下废气设置一台窑尾预热器余热锅炉(简称SP锅炉)、利用水泥窑窑头熟料冷却机排出的350℃以下废气设置一台熟料冷却机废气余热锅炉(简称AQC炉)、为余热锅炉生产的蒸汽配置蒸汽轮机、发电系统主蒸汽参数为0.69~1.27MPa—280~340℃、每吨熟料余热发电能力为3140kJ/kg熟料——28~32kwh。
2.热力系统构成模式水泥窑第一代余热发电技术热力系统构成模式主要有如下三种:其一:单压不补汽式中低温发电技术。
其二:复合闪蒸补汽中低温发电技术。
其三:多压补汽式中低温发电技术。
3.技术特点上述三种模式没有本质的区别,共同的特点:其一、将窑头熟料冷却机排出的350℃总废气分为两个部分自冷却机中抽出,其中:在冷却中部设一个抽废气口抽出400℃以下废气,将这部分废气余热用于发电;在冷却机尾部设一个抽废气口抽出120℃以下废气,这部分废气直接排放。
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。
纯低温水泥窑余热锅炉的设计及运行杭州锅炉集团有限公司王峻瞿云富摘要新型干法水泥窑的废气温度在400℃以下,为回收低温废气的余热,开发了纯低温水泥窑余热锅炉。
文章概述了锅炉的设计和运行情况,并展望了应用前景。
本文讨论的余热锅炉为发电用锅炉,用于回收新型干法水泥窑窑头空气冷却机(简称AQC)和窑尾预热器(简称SP)排放的低温余热。
首套机组安装于上海万安企业集团,并于2003年5月成功并网发电。
经考核满负荷平均发电功率为2058.9kWe,其对应的熟料产量约为1350吨/日。
该发电系统由天津院总成,其中余热锅炉主要结构形式由业主和制造厂经调研和厂内试验后共同确定。
产品调研过程中得到了多家水泥厂的指导,在此一并表示衷心感谢!一、综述随着水泥熟料煅烧技术的发展,水泥工业节能技术有了长足的进步,高温余热已在水泥生产过程中被利用。
而新型干法水泥生产线已使单位水泥熟料的热耗大幅下降,其窑头空气冷却机(简称AQC)和窑尾预热器(简称SP)排放的废气温度均低于400℃,如何回收其中的低温余热从而进一步降低水泥生产能耗是我国新型干法水泥生产企业面临的重大技术课题。
在日本水泥窑低温余热回收已应用得相当广泛,这种技术是利用分别设置于AQC和SP之后的AQC余热锅炉和SP余热锅炉来产生低压过热蒸汽供汽轮机组发电。
一九九八年,由日本政府提供的一套先进而成熟可靠的低温余热发电成套设备在宁国水泥厂投产发电。
该套设备适配4000t/d水泥生产线,装机容量为6480kwe,设计年发电量为4087×104kwh,吨熟料发电能力为33.07kwh。
业经五年来运行实绩证明,该系统安全可靠,能为水泥生产企业带来显著的经济效益和环境效益。
虽然水泥业界都认识到纯低温余热发电项目在技术上是可行的,效益是显著的,但该项目在我国水泥行业的普及推广止步于进口设备的昂贵财务成本和国产设备的技术障碍。
对于国内的设备制造厂而言,无须怀疑纯低温余热发电系统的可行性,我们所要进行的是突破技术障碍,进而实现产业化。
新型干法水泥窑低温余热锅炉介绍南通万达锅炉股份有限公司总工程师袁克常用的余热发电热力系统▪常用的有单压、闪蒸、双压余热发电三种方式;▪单压系统指窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉产生相近参数的主蒸汽,混合后进入汽轮机;窑头余热锅炉生产的热水供窑头余热锅炉蒸汽段和窑尾余热锅炉;▪闪蒸系统指锅炉产生一定压力的主蒸汽和热水,主蒸汽进入汽轮机高压进汽口,热水经过闪蒸,生产低压的饱和蒸汽,补入补汽式汽轮机的低压进汽口。
▪双压系统指余热锅炉生产较高压力和较低压力的蒸汽,分别进入汽轮机的高、低压进汽口。
余热发电热力系统的比较▪选择的依据:水泥窑自身特点决定的烟气量和烟气温度,以及烟气用于物料烘干温度的高低。
▪锅炉吸热量的高低,取决于锅炉排烟温度的高低、锅炉散热量、锅炉漏风量。
▪吸热量:双压系统高于闪蒸系统,闪蒸系统高于单压系统。
▪发电量:双压系统高于闪蒸系统,闪蒸系统高于单压系统。
单压发电系统▪可靠,投资成本低,但有明显的适用范围。
▪换热窄点。
▪总供水量=AQC产汽量+SP产汽量+锅炉的排污量。
▪在通常情况下,受限的总供水量不能使AQC的排烟温度降到100℃以下,则不能最大限度的利用余热。
▪闪蒸、双压系统是更好的选择。
闪蒸较适合于余热锅炉与汽机房距离较远的场合。
单压AQC锅炉单压SP锅炉双压AQC锅炉双压SP锅炉卧式布置SP锅炉SP(卧式)锅炉结构特点▪采用辅助循环结构,特殊的水循环结构设计保证了锅炉的安全运行;▪过热器、蒸发器采用蛇形光管受热面,整体模块出厂,每个模块有各自独立的包装运输框架,现场安装时利用锅炉厂提供的专用翻转架安装就位;▪受热面管与集箱采用特殊的连接结构,减轻了机械振动的冲击。
采用较低烟速,减轻磨损,降低烟气侧阻力,减少锅炉自身的动力消耗;▪采用机械振打清灰方式,卧式结构清灰更方便,连续清灰模式对系统运行影响小,与其它清灰方式相比更加节能;▪布置密封式刮板出灰机,大大降低锅炉尾部灰浓度。
窑尾卧式与立式的比较▪卧式清灰效果较好。
新型干法水泥窑低温余热锅炉介绍新型干法水泥窑低温余热锅炉的工作原理主要是将水泥窑废气中的低温余热通过换热器传递给水,将水加热成蒸汽,然后利用蒸汽的能量驱动汽轮发电机发电或者用于其他工业生产过程。
具体来说,水泥窑废气中的烟气在进入换热器之前,首先通过除尘和脱硝系统进行预处理,以确保排放达到环保标准。
然后,烟气通过换热器的烟气侧,与通过泵抽入的水进行交换热,使水的温度升高。
随后,烟气进入空气预热器进一步降低温度,并传递给蒸汽和冷凝水,使其被加热。
最后,加热后的水被送入蒸汽锅炉,在高温高压下转换为蒸汽,然后通过汽轮发电机或用于其他过程。
新型干法水泥窑低温余热锅炉相比传统的水泥窑余热利用设备有许多优势。
首先,该设备能够充分利用水泥窑废气中的低温余热,实现能量的高效利用,提高能源利用效率。
其次,新型干法水泥窑低温余热锅炉的工艺流程简单,设备布置紧凑,占地面积小,适应水泥生产工艺的需求。
此外,该设备还能够降低水泥窑排放的烟尘量和CO2排放量,减少对环境的污染,符合可持续发展的环保要求。
最重要的是,通过利用水泥窑废气中的低温余热进行发电,新型干法水泥窑低温余热锅炉能够为水泥企业带来经济效益,并能够为当地供电系统提供清洁能源。
新型干法水泥窑低温余热锅炉已经在许多水泥企业得到了广泛应用。
这些企业通过与蒸汽发电机组的结合,实现了水泥窑废气中低温余热的高效利用,不仅满足了自身的能源需求,还将多余的电能出售给供电系统,增加了企业的收入。
此外,一些采用该技术的水泥企业还能够享受政府的环保补贴,进一步提高了该技术的经济性。
总结而言,新型干法水泥窑低温余热锅炉是利用水泥窑废气中的低温余热进行能源回收的一种高效环保设备。
该设备工艺流程简单,能够充分利用水泥窑废气中的能量,提高能源利用效率,同时也能够减少烟尘和CO2的排放,符合环境保护的要求。
在实际应用中,新型干法水泥窑低温余热锅炉已经得到了广泛应用,并取得了良好的经济效益和环境效益。