5千td水泥熟料干法生产线纯低温余热发电工程项目可行性研究报告投资建议书word文档（归档）

由于水泥熟料产量低，总的热量不多，余热回收的发电机装机大部分只有。

进入世纪年代以后，新型干法水泥技术的发展。

使水泥窑的单台生产线的能力成倍提高，回水余热的热量增多，使装机容量大大提高。

如目前的国内技术水平比较先进的的窑外分解窑水泥生产技术，生产过程中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排掉的废气，其热量占水泥熟料烧成系统总热耗量以上。

若按目前国内成功的实例测算，按吨熟料发电量计算，的水泥生产线发电机装机可达。

因此根据水泥熟料装置运行的技术参数和余热量，余热回收锅炉选用型号为，余热回收锅炉选用型号为，发电机选用型，凝汽式汽轮机选用。

四建设规模根据水泥熟料生产规模，新上余热回收装置和发电机组套，年发电量万，年供电量万。

第五章工程技术方案热力系统设计原则遵照火力发电厂设计技术规范和小型火力发电厂设计规范进行设计。

贯彻节约用水原则，积极采取措施节约用水，减少水量消耗。

工艺系统设计和设备选型，贯彻技术先进安全可靠的原则。

车间布置，要合理分区，方便施工有利于检修和运行操作，提高综合技术水平。

设备选择与系统确定，要充分结合水泥余热发电系统的特点，体现技术成熟可靠，经济合理。

余热锅炉与水泥生产工艺系统的衔接炉现有的窑尾预热器旋风筒出口废气管道经过改造后，接旁路管道，旁路管道与炉进口相连，出口则与高温风机进口相连，炉的排灰经过输送设备被送到增湿塔的回灰系统中通过控制增湿塔的废气管道和旁路管道的阀门，实现锅炉和增湿塔之间投运转换，当余热锅炉停用时水泥生产线可正常生产。

水泥生产线采用旋风预热器带分解炉的低热耗烧成系统，水泥生产线窑尾级筒出口废气温度设计，炉排烟温度按设计。

炉形式的确定炉有两种布置形式种为卧式，另种为立式。

卧式炉主要特点是由于换热管采用悬挂式布置，不易积灰，清灰容易，换热效果稳定，锅炉内部按顺序前后布置过热器蒸发器和省煤器。

卧式炉的缺点是占地面积大尤其对已有的生产线加余热锅炉系统不方便，布置困难。

锅炉投影面积大，造成粉尘落点分散，般要通过拉链机集中输送，由于拉链机的运动，漏风点多，国产锅炉很难密封，特别是在窑尾负压较大的情况下，漏风严重。

使得国产卧式锅炉热效率相对立式有所降低。

而日本在锅炉密封方面处理的效果好，而大部分采用卧式锅炉。

立式锅炉主要优点锅炉本体采用钢护板结构，锅炉自上而下布置过热器蒸发器和省煤器，由于锅炉投影面积小，粉尘落点集中，回灰采用灰斗式，漏风点少国产立式锅炉较卧式锅炉热效率高由于锅炉的换热面增加是向上发展，因此占地面积较小，比较容易布置可顺着窑尾风管平行布置。

特别适合于已有生产线增加余热发电系统。

立式锅炉主要缺点在相同管束情况下锅炉易积灰特别是窑尾废气中的粉尘浓度较高受热面耗钢量相对较大。

清洁时粉尘要经过过热器蒸发器和省煤器，清灰效果差。

锅炉的积灰主要与粉尘浓度和粉尘性质及受热面的布置水平有关，中空窑进锅炉的温度为左右，此时的粉尘为熔融状态，容易附积在换热面和炉墙上，通过振打吹扫等清灰手段不易清除，从而影响锅炉的热效率。

但经过预热器的烟气其温度为，此时的粉尘主要为生料粉，较为松散，通过声波喇叭松动装置或机械振打装置，就可以清除。

通过以上比较和采取的措施，推荐炉采用立式锅炉。

炉的布置台立式锅炉设置在窑尾预热器与窑尾高温风之间，通过烟气管道与余热锅炉连接，炉的烟气进出口顺着预热器出口管道上进下出。

锅炉烟气侧阻力，通过对高温风机操作参数的调整，可使系统完全正常工作。

为保证余热锅炉的启停不影响水泥生产及电站的稳定运行，在余热锅炉烟气连接管道设有旁通烟道可使炉在出现故障时或水泥生产不正常时解列炉，即满足了水泥生产的稳定运行又保证了炉的安全。

通过旁通管道的调节作用还可使水泥生产及余热锅炉的运行达到理想的运行工况。

炉因熟料冷却机的废气中含有对锅炉换热面磨蚀性较强的熟料微粒，浓度约为，为保证锅炉的使用寿命，提高余热利用率，方案中将在进锅炉之前的管路上设置预收尘装置，根据其粒径级配，选用重力沉降室，进锅炉的浓度，收集的粉尘通过输送设备，直接送往熟料链斗机。

为提高锅炉的产汽量，把进锅炉废气管道的抽气口往熟料冷却机高温段移动，即中部抽风，以获取较高的废气温度，更好地有效地利用余热中的热量锅炉出口重新接至窑头电收尘进口，现有冷却机排风口保留，通过锅炉管道阀门和冷却机尾部排风管道阀门的调节，保证锅炉的产汽量，为了确保炉出现事故时不影响水泥生产，必要时可以解列炉，同时考虑了炉在出现故障是不通水而干烧的特殊情况。

预收尘装置和炉烟气侧阻力损失，漏风系数，水泥生产线炉排烟温度。

余热锅炉受热面型式及清灰装置的确定窑尾余热锅炉的换热面将根据烟气含量尘浓度较高的特点，采用光管受热面管束，以减少烟尘附着在换热面上窑头余热锅炉主要考虑减少水泥熟料颗粒对换热管束的直接冲刷磨损和增加换热面积，因此采用鳍片式管束。

附着在换热面上的粉尘不仅能降低锅炉的热效率，而且使烟气的通过面积减少气流速度增大，对锅炉的冲刷磨损加大，从而降低锅炉的寿命。

因此余热锅炉的清灰在余热利用系统是相当重要的。

窑尾余热锅炉的清灰采用机械振打的措施来清除附着在换热面上的烟尘，通过机械振打，使粉尘进入灰斗最后排除另外在余热锅炉设计时，换热管束之间间距可以布置的相对大些，从而减少锅炉内部的积灰窑头余热锅炉因采用了预除尘措施，进锅炉的粉尘浓度，所以附着在换热面上的粉尘较少，粘结性小，基本能随气流带走，所以不设清灰装置。

热力系统的确定方案单压锅炉系统根据热工标定的窑头窑尾废气量和废气温度，水泥生产线窑头余热锅炉由二级省煤器蒸发器和过热器组成。

窑尾余热锅炉由省煤器五级蒸发器和过热器组成，给水经窑头炉高温省煤器汽包蒸发器过热器，另路则进入窑尾锅炉高温省煤器汽包蒸发器过热器。

然后通过汽轮机进汽管，进入汽轮机做功发电由于蒸发器受热面布置不同，水泥生产线窑头蒸汽量大约为，而窑尾蒸汽量大约为。

该系统设计主要特点最大限度地利用了窑头低热资源，炉省煤器不仅向炉供热水，同时也向炉供应热水。

水泥生产线窑头过热蒸汽温度设计，压力，而窑尾过热蒸汽温度设计为，压力它们在分汽缸混合后温度，压力，保证最经济热利用。

单压系统锅炉结构简单，自然循环。

④汽轮机为单压进汽，设备制造简单，可靠性高，投资费用少。

方案二闪蒸型本方案汽轮机为补汽式，利用热水闪蒸技术，设置台闪蒸器和补汽装置，闪蒸器出的饱和蒸汽混入汽轮机做功。

窑头余热锅炉由省煤器蒸发器和过热器组成，而窑尾余热锅炉由省煤器蒸发器和过热器组成。

给水分为二路路经电动调节阀直接进入窑头炉省煤器，另路经电动阀调节后进入窑尾炉省煤器。

两台省煤器出来的热水分别进入各自的汽包和公用的闪蒸器。

进入窑头炉和窑尾炉汽包的欠饱和水经各自蒸发器过热器加热成过热蒸汽后同进入汽轮机做功发电。

进入闪蒸系统的热水先进闪蒸器，闪蒸产生的饱和蒸汽通过补汽装置进入汽轮机发电。

闪蒸器的出水又重新泵入窑头窑尾锅炉省煤器作为给水。

该系统设计特点用闪蒸技术，热利用效率较高和单压系统相比，大约提高系统运行稳定系统较复杂，除正常设置外，另加设闪蒸器汽轮机增加补汽调节装置④由于闪蒸汽有定的湿度，对汽机的转子要求较高，目前国内生产此类汽轮机较少，须重新设计补汽式汽轮机，汽机制造周期长，价格高。

方案三双压锅炉型该方案最显著的特点是余热锅炉采用高低压两种蒸汽参数向汽机供汽。

窑头窑尾余热锅炉均由省煤器低压蒸发器低压汽包和高压汽包低压汽包和高压汽包高压蒸发器高压过热器组成。

给水分为两路，路经省煤器进入窑头窑尾低压汽包，经低温蒸发器加热成饱和蒸汽进入汽轮机发电。

路经省煤器进入窑头窑尾高压汽包，经窑头和窑尾高压蒸发器高压过热器加热成过热蒸汽进入汽轮机发电。

该系统设计特点利用效率较高和单压系统相比，余热利用提高大约窑头和窑尾余热锅炉热力系统设计较为复杂，运行维修都不方便收低温烟气余热，余热锅炉造价大为提高④由于是双压系统，同样对汽轮机要求较高，目前国内生产此类汽轮机较少，须重新设计补汽式汽轮机，汽机制造周期长，价格高系统运行要求高。

综上所述，单压系统由于其系统简单，设备运行可靠，投资省，而得到方泛采用，其国内使用业绩表明，技术成熟可靠。

而双压或闪蒸系统由于受到国产汽轮产品的限制，最终发电效果并不明显高于单压系统，其关键原因是，大部分汽轮机制造厂并没有根据水泥行业余热发电的具体情况，开发设计新供水泥行业纯低温余热发电用的汽轮机，造成双压补汽式汽轮机内效率略低于单压式汽轮机。

因此，本项目推荐的热力系统为单压系统。

余热烟气性质以及热力计算烟气中的成分设计值烟气中含烟气中含烟气中含烟气中含烟气中含灰分热力计算设计工况水泥产量烟风流量烟风温度过热蒸汽温度过热蒸汽流量过热蒸汽压力混合蒸汽流量混合蒸汽温度混合蒸汽压力汽轮机进汽温度汽轮机进汽压力汽轮发电机汽耗汽轮发电机功率注带的内值为汽轮机实际运行的最低汽耗和最大输出功率。

主机型式及其主要设计规范余热锅炉余热锅炉形式立式塔式自然循环单压无补燃室外露天布置最大工况窑产量参数烟风流量烟风温度过热蒸汽温度过热蒸汽流量过热蒸汽压力混合蒸汽流量混合蒸汽温度混合蒸汽压力汽轮机进汽温度汽轮机进汽压力汽轮发电机汽耗汽轮发电机功率余热锅炉各工况下性能参数每台序号内容单位额定工况性能炉炉主蒸气压力主蒸气温度最大连续蒸发量给水温度余热锅炉进烟量余热锅炉进烟温度余热锅炉排烟温度汽轮发电机组汽轮机序号内容汽轮机型号铭牌功率型式低压单缸单轴冲动凝汽式汽轮机额定转数旋转方向顺汽流方向为顺时针汽轮机回热级数无制造厂家国内汽轮机制造厂汽轮机各工况下的性能参数每台序号内容单位额定工况性能汽轮机发电机功率汽轮机主汽门前压力汽轮机主汽门前温度汽轮机排汽压力汽轮机汽耗率发电机序号内容单位额定工况性能发电机型号额定功率额定电压功率因数额定转数额定频率效率冷却方式空冷热力系统设计特点及说明热力系统概述水泥余热发电的热力系统主要由余热锅炉和汽轮机汽水系统组成，锅炉本体的热力系统随设备整体采购。

汽水循环系统汽水循环系统概述汽水循环系统主要由余热锅炉汽水系统和汽轮机以及辅助设备和管道组成。

锅炉主蒸汽进入汽缸，然后由汽缸进入汽轮机。

因考虑余热锅炉烟气利用汽轮机不设置回热系统，采用真空除氧器。

汽轮机配台射水抽气器式真空除氧器。

主蒸汽和旁路系统主蒸汽管道为母管制，由余热锅炉的过热器出口联箱引出，经锅炉主汽电动门流量测量孔板主蒸汽隔离门后进入主厂房汽缸，由汽缸接至汽轮机的隔离