水泥余热发电工艺流程

余热发电技术

概况

在钢铁、水泥等工业企业每天都向外排放大量的中低温烟气、废蒸汽、废热水等余热资源。它们携带的能量属于中、低温余热。传统的余热回收系统是把这些热能转化为热空气、热水或蒸汽，供生产或生活需要。但是这种热能利用方式，往往受制于企业的生产条件，很多情况并不能将这些热能充分利用。低温余热发电技术将这些低品质的热能直接转化为使用方便、输送灵活的电能，不仅建厂投资成本低，而且经济效益显著，为大型企业余热回收利用，节能降耗找到了一条行之有效的途径和方法。

余热发电技术

朗瑞公司与多家大学和研究所合作，研发了具有自主知识产权的余热发电技术和成套设备，在水泥、钢铁、电厂等行业积累了较多的余热发电设计和总承包业绩。

余热发电的基本过程如下：

通过余热回收装置——余热锅炉将工业生产中排出的废气余热进行回收换热，产生过热蒸汽或饱和蒸汽推动汽轮机实线热能——机械能的转换，再带动发电机发出电能，并供给工业或生活中的用电负荷。

典型的水泥行业低温余热发电系统流程图如下图所示：

三维流程图如下图所示：

整套系统由八部分组成。

1.余热锅炉，余热锅炉包括窑尾PH锅炉和窑头AQC锅炉，余热锅炉回收水泥窑头和窑尾的废气余热产生过热蒸汽或饱和蒸汽。

2.汽轮机发电机组，汽轮机多采用多级补汽凝汽式汽轮机，利用压力参数较低的主蒸汽和来自闪蒸器的饱和蒸汽导入汽轮机做工。发电机为三相交流同步发电机，采用同轴交流无刷励磁或静止可控硅励磁方式。 3.汽轮机排汽通过凝汽器冷凝成凝结水，经凝结水泵增压，通过管道进入汽封凝汽器加热，加热后的凝结水再通过管道与闪蒸器下降管来水汇合，作为锅炉给水泵进口给水经锅炉给水泵增压后通过锅炉给水管道送往AQC锅炉省煤器，提高锅炉给水温度后作为余热锅炉的给水。

4.循环冷却水。循环冷却水系统的作用主要是为凝汽器及其他冷却设备提供冷却循环用水，系统包括冷却水泵和一套机械强制通风立式冷却塔及相应的冷却水管道等根据实际需要，也可以采用自然通风逆流双曲线型冷却塔。在水资源缺乏的地区，也可以采用风冷凝汽技术。

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 PH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AQC炉的I

段。

② PH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 PH余热锅炉废气温度降 到18 0 —

水泥生产及余热发电工艺流程

1.原料准备：

水泥的主要原料包括石灰石、粘土、煤炭和铁矿石等。这些原料经过粉碎、混合和储存后，形成称为原料料堆的物料贮存库。

2.煤炭烧烤：

煤炭是水泥生产过程中的重要燃料，主要用于熟料（可烧成水泥的原料）的回转窑燃烧。在煤炭烧烤过程中，煤炭经过烘干、烧结和脱硫等处理，形成高温燃烧所需的热能。

3.煤炭燃烧：

煤炭在熟料窑中被点燃，在高温下进行燃烧，产生大量的能量。同时，煤炭的燃烧会产生废气，包括二氧化碳、氮氧化物和硫化物等。为了减少环境污染，需要对煤炭燃烧过程进行控制和治理。

4.熟料制备：

原料料堆中的原料通过称重、配比和研磨等工艺，进入窑炉进行熟化反应。在窑炉中，原料在高温条件下发生化学反应，最终形成水泥熟料。

5.熟料烧成：

熟料在回转窑中经过烘干、预热和煅烧等过程，使其在高温中充分烧结，形成成品水泥熟料。同时，熟料烧成过程中产生的热能被回收利用，用于生活热水供应和余热发电。

6.煤炬： 煤炬是指烧制过程中煤粉和熟料的混合物，其主要作用是提供燃料和热能。煤炭粉碎后与熟料混合，形成煤炬，通过窑炉进入烧结过程。

7.水泥磨磨煤：

熟料烧成后，形成的水泥熟料经过水泥磨磨煤工序，与适量石膏一起磨成水泥粉末。水泥磨磨煤是水泥生产过程中的最后一道工序，在这个过程中通过添加适量的石膏，调整水泥的硫铝酸盐含量，以控制水泥凝固时间。

8.余热发电：

水泥生产过程中熟料窑产生的高温热气和窑外的余热可以通过余热发电系统进行回收利用，产生电能，减少能源浪费。余热发电系统通常包括余热锅炉、蒸汽发生器和发电机组。余热锅炉将烟气中的热能转化为蒸汽，然后传递给蒸汽发生器，通过发电机组将蒸汽转化为电能。

以上就是水泥生产及余热发电的工艺流程。水泥生产产生的废气、废水和尾渣等需要经过处理和利用，以减少对环境的污染。余热发电系统的引入不仅可以提高能源利用率，还可以降低碳排放和降低生产成本，具有重要的经济和环境效益。

水泥厂2500td水泥生产线余热发电项目技术方案

一、项目概况

1.1项目背景

水泥行业是一个消耗大量能源的行业，占据了国内全部能源消耗的3.6%，而能源消耗对企业经济效益的影响是巨大的，为了改善能源利用率，降低生产成本，提高企业经济效益，减少污染物的排放，同时企业又极度需要电能来保证正常的生产，因此在水泥生产线中增加余热发电设备，利用水泥行业的余热可以节约能源，同时也可以提高企业经济效益，是当今水泥行业的发展趋势。

1.2项目简介

本项目是一个2500t/d水泥生产线的余热发电项目，预计本项目的完工后，可以节约能源，减少污染物的排放，同时为企业提供电力，从而改善企业经济效益，实现可持续发展。

1.3项目规模

本项目是一个2500t/d水泥生产线余热发电项目，预计容量3.2MW，包含两台发电机、一台电动机及其附属设备，以及配套的管网和控制系统等。

二、技术方案

2.1余热发电技术方案