2010/10/16 14:47:41
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内容摘要:新型干法水泥窑纯低温余热发电锅炉
水泥工业是一个高能耗和高电耗的产业,随着水泥熟料煅烧技术的发展,较高温度的余热已在新型干法水泥生产线的生产过程中被利用,其排放的余热烟气温度已经下降到350℃以下,即使这样,低温余热浪费的热量也约占总水泥生产输入热量的1/3左右。因此,只有进一步优化纯低温余热发电技术,才能在不增加吨熟料能耗的基础上,提高余热利用效率,提高吨熟料发电量。
目前我国水泥工业纯低温余热发电技术,其热力系统只要有三种模式,即单压系统、复合闪蒸系统及双压补汽系统。一般而言,在水泥原燃料性能、水泥工艺装备配置及其生产操作条件基本相同的情况下,吨熟料的余热发电功率是单压系统的较低,闪蒸系统的居中,双压系统的较高或者可以达到相当高的程度。
水泥线纯低温余热发电双压技术就是充分利用纯低温废气余热,通过双压余热锅炉产生过热蒸汽推动汽轮机做功发电。以5000t/d干法水泥生产线配套建设纯低温余热发电项目装机10MW为例,每年发电7000多万千瓦时,可以解决水泥线40%的用电量,相当于每年少烧3万吨标准煤,少向大气中排放7万吨二氧化碳,节能效果可达25%。同时,窑头废气排放温度由原来250℃降至90℃左右,大大降低了废气对环境的热污染,有利于环境保护。
按照余热锅炉整体结构特征和余热烟气在锅炉内的流动方向,水泥线余热锅炉可分为立式、卧式和立-卧结合三种结构形式。立式结构,受热面水平布置,适宜于烟气沿垂直方向流动,可以是上升流动,也可以是下降流动;卧式结构,受热面一般垂直布置,适宜于烟气水平方向流动,但冷灰斗的漏风难以解决,漏风热损失比较大;而立-卧结合的结构,受热面可以分别垂直和水平布置,适宜于烟气垂直与水平相结合式流动,此结构使在受热面间设置分离装置进行烟尘预分离成为可能。总而言之,采用任何结构主要根据水泥线生产工艺流程布置,相对空间和占地面积并考虑余热锅炉对废气的综合利用效果等因素来决定。对于含多级余热器及预分解窑的水泥生产线来讲,立式结构的余热锅炉更具有优越性,它不但占地面积小,而且与水泥线生产工艺流程相适应,也利于成分发挥立式锅炉受热面结构配置及运行方便的要求,同时也有利于减少烟道系统的漏风,提高余热锅炉热效率。而对于处于低位布置的窑头空气冷却机而言,卧式结构的余热锅炉或自下向上流动的立式结构的余热锅炉,其熟料粉尘的预分离装置的设置和管道连接则更具有优势。
图4-8示出了5000t/d新型干法水泥生产线余热发电工程系统。
一般一条生产线设置两台余热锅炉,分别称为窑头余热锅炉(air queching cooler,简称AQC)和窑尾余热锅炉(suspension preheater,简称SP)。
其中窑尾余热锅炉采用单压系统生产一种压力的过热蒸汽;窑头余热锅炉设置两个锅筒,生产两种压力的过热蒸汽。窑头和窑尾余热锅炉产生相同压力的高压过热蒸汽混合后,送入汽轮机高压气缸做功,窑头余热锅炉产生的较低压力的蒸汽送入汽轮机的低压气缸做功。这种发电系统被称为水泥窑纯低温余热发电双压系统。
在正常情况下,5000t/d新型干法水泥生产线熟料产量是5800t/d,最大是6000t/d,
此时送入窑尾(SP)余热锅炉和窑头(AQC)余热锅炉的烟气参数如表4-3所示。
图4-9示出了5000t/d新型干法水泥生产线窑头和窑尾余热锅炉的本体结构,其中窑头余热锅炉型号为QC260/380-22.6(8.2)-1.5/350(0.25)/185;窑尾余热锅炉型号为QC380/320-21.8-1.5/300。窑头和窑尾余热锅炉整体采用立式布置,自然循环方式,窑头余热锅炉采用双压技术,而窑尾余热锅炉采用单压技术。
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