备的纯低温余热电站在上海 万安集团金山水泥厂四级预热器水泥熟料生产线正式投入运行， 该电站装机，正常发电功率为，吨熟料发电量达 ，接近同类电站的国际先进水平。年月，设计 天津水泥工业设计研究院有限公司 的全部国产装备的纯低温余热电站在浙江小浦众盛水泥有限公司 五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机，正常发 电功率为，吨熟料发电量达，使得五级 预热器水泥熟料生产线纯低温余热发电达到了个崭新的技术水平。 年月，设计的全部国产装备的纯低温余热电站在浙江 三狮有限公司五级预热器水泥熟料生产线正式投入运 行，该电站装机，正常发电功率约，吨熟料 发电量达，该厂每天因发电的建设而净利润余万元，预计 年回收电站建设的全部投资。 经过对全厂热力系统的优化，对水泥线取风点的重新选择同时由于 汽轮发电机机组及锅炉设备效率的提升。年月，设计的全 部采用国产装备的，第三代改进型纯低温余热电站在浙江红狮水泥有限 公司和江西高安红狮水泥有限公司级熟料生产线投入运行，该电 站装机容量为，正常发电量约，吨熟料发电量达 ，谱写了五级预热器水泥熟料生产线纯低温余热发电 的崭新篇章。 设计这些余热电站的相继建成及投产，收到了良好的经济效 益与社会效益，在大幅度降低水泥生产成本的同时也为国家节约了能源， 保护了环境，为可持续发展战略作出了贡献。 有鉴于此，我公司根据公司的具体情况，在对国家及重庆市资源综 合利用的产业政策进行认真的学习和研究，同时在对国内现有的资源综 合利用电站尤其是所拥有的纯低温余热电站的系统和技术进行 了综合调研的基础上，为了实施可持续发展战略和执行资源综合利用政 策，同时保证水泥生产能够顺利进行，根据企业现有生产规模技术条 件，并综合考虑现有和拟建的水泥生产线所产生的余热及场地布置等因 素，拟利用水泥熟料生产线窑头窑尾余热资源，建设套装机容量为 的纯低温余热电站，以达到充分利用水泥生产线排放的废热资源， 降低生产成本，提高企业经济效益之目的，在此基础上委托我公司编制 天津水泥工业设计研究院有限公司 可行性研究报告。 工程名称 我公司二期水泥熟料生产线低温余热电站工程 设计依据及建厂条件 厂址选择 期余热电站已经考虑到了为二期电站预留扩建端的措施。二期电 站主厂房含汽轮发电机房电站电力室电站中控室位于期主厂 房东侧的预留空地上循环水泵站及冷却塔布置在主厂房北侧窑头 窑尾余热锅炉布置在生产线附近的空地上。 工程地质条件 拟建场地大部分为山地，地形有定的起伏，基岩埋藏深度变化较 大，局部基岩出露。场区内地质构造简单，岩性单，属合川向斜中段 东翼，为单斜岩层，主要以紫红色泥岩页岩为主，夹少量砂岩，未见 有不良地质现象。工程地质条件较好，主要地层地基承载力特征值般 在左右。 地下水埋藏相对较深，地下水对混凝土无腐蚀性。 本工程建设在已建好的水泥生产线中，根据水泥生产线建设情况看 该地区地质情况较好。在余热电站设计阶段应进步查明场地的工程地 质情况，为基础工程的合理设计提供可靠依据。 自然条件 气象资料 年平均气温 极端最高气温 极端最低气温 年平均相对湿度 年平均降雨量 年平均气压 年平均风速 年最大风速 天津水泥工业设计研究院有限公司 全年主导风向 年平均气温 极端最高气温 极端最低气温 年平均相对湿度 地震烈度 据建筑抗震设计规范，本场地建筑物抗震设 防烈度为度，设计基本地震加速度值为。 化学药品供应 电站主要消耗药品有氯化钠磷酸三钠等，均由当地市场采购，汽 车运输。 供水水源 本工程生产用水循环水补水水源拟采用嘉陵江水，公司现有供 水设施最大供水能力为，公司水泥生产线总用水量约为， 尚有的裕量。电站补水量为含管网和不可预见水量， 现有供水设施可以满足电站建成后所有生产用水。 资金筹措 本工程的项目总投资万元，本项目所需资金全部自筹。 主要设计原则及指导思想 总体技术方案要求电站设计遵循稳定可靠，技术先进，降低能耗， 节约投资的原则，具体指导思想如下 以稳定可靠为前题，采用经实践证明是成熟可靠的工艺和装备。 在稳定可靠的前提下，提倡技术先进。要尽可能采用先进的工艺技术 方案，以降低发电成本和基建投入。 生产设备原则上采用国产设备，但部分关键控制设备和仪表考虑国内 采购的国外技术产品含组装原装。 贯彻执行国家和地方对环保劳动安全消防计量等方面的有关 规定和标准，做到三同时。 天津水泥工业设计研究院有限公司 研究范围 本可行性研究的范围如下 子项号子项名称备注 电站总平面图 汽轮发电机功率 期电站站用电计算负荷 拟建二期余热电站站用电负荷电站 二期平均发电功率 二期站用电计算负荷 当两座电站及两条水泥生产线正常运行时，需 外购电负荷平均为 热力系统及装机方案 天津水泥工业设计研究院有限公司 热力系统及装机方案设计原则 根据期水泥熟料生产线废气可利用的余热量，推测二期生产线废 气余热量为 二期水泥生产线窑头熟料冷却机中部取风废气余热量为 标况，具有约的热量。 二期水泥生产线窑尾预热器废气余热量为标 况排出的废气考虑用于生料烘干，具有约 的热量 上述两部分余热利用总量为。计算余热发电平均功率为 。 热力系统及装机方案设计原则 充分利用该公司生产线窑头熟料冷却机及窑尾预热器废气余热。 本工程实施后电站不应向电网返送电 余热电站的建设及生产运行应不影响水泥生产系统的生产运行 余热电站的系统及设备应以成熟可靠技术先进节省投资提高效 益为原则，并考虑目前国内余热发电设备实际技术水平。 烟气通过余热锅炉沉降下来的窑灰应回收并用于水泥生产以达到资源 综合利用及环境保护的目的。 热力系统及装机方案确定 根据目前国内纯余热发电技术及装备现状，结合水泥窑生产线余热 资源情况，本工程装机方案采用纯低温余热发电技术。 装机方案比较 针对工艺参数，现分三种压力参数计算如下 主汽压力 窑尾主汽 温度 窑头主汽 温度 窑尾蒸汽 窑头蒸汽 窑尾排烟 温度 窑头排烟 温度 发电功率 方案 方案 天津水泥工业设计研究院有限公司 方案 以上计算结果是基于汽轮机排汽压力均为，汽轮机及内效 率为，发电机效率，的条件得到的。经比较方案的发电功率 最高，可达到。 装机容量的确定 根据目前国内纯余热发电技术及装备现状，结合公司水泥窑生产线 余热资源情况，本工程装机方案采用低温余热发电单压热力系统技术。 余热锅炉 根据废气参数计算，窑尾余热锅炉可生产 过热蒸汽 根据废气参数计算，窑头余热锅炉可生产 过热蒸汽 汽轮机组 以上两台余热锅炉产生的过热蒸汽并入汽轮机房的主蒸汽母管，除 去管线的压力及温度损失混合为过热蒸汽，其焓 值为，作为汽轮机进汽排气压力目前国内低 压汽轮机的排气压力的湿蒸汽，排气焓约为，有效焓降为 ，因此余热锅炉所产生的蒸汽共具有约平均的发电能 力。 综上所述，本工程确定装机方案如下 台凝汽式汽轮机组台窑头余热锅炉台窑尾余热锅 炉 热力系统 根据本装机方案，为满足生产运行需要并达到节能回收余热的目 的，结合水泥生产工艺条件，热力系统方案确定如下 在窑头冷却机中部废气出口设置窑头余热锅炉。为减轻锅炉磨损， 在窑头余热锅炉前设置了干扰式分离器。窑头余热锅炉分两段设置，其 中段为蒸汽段，段为热水段。 天津水泥工业设计研究院有限公司 在窑尾预热器废气出口设置窑尾余热锅炉。窑尾余热锅炉只设置 段蒸汽段。 窑头余热锅炉段生产参数过热蒸汽。窑头 余热锅炉段生产的左右的热水，其中的热水提供 给窑头余热锅炉段，另外的热水作为窑尾余热锅炉给水窑尾 余热锅炉生产的参数过热蒸汽与窑头余热锅炉产 生的过热蒸汽并入汽轮机房的主蒸汽母管，除去室外管线的压力温度 损失混合为过热蒸汽作为主蒸汽进入汽机做功，做功后 的乏汽通过冷凝器冷凝成水，凝结水经凝结水泵送入锅炉给水泵为窑头 余热锅炉段提供给水，从而形成完整的热力循环系统。热力系统具体 方案详见附图电站原则性热力系统图。 装机方案的特点 窑头熟料冷却机余热锅炉根据二期熟料生产线窑头冷 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，采取 中部取风，从而提高进入窑头余热锅炉的废气温度，在缩小窑头余热锅 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。该锅 炉采用两段受热面，最大限度地利用了窑头熟料冷却机废气余热。窑头 余热锅炉段为蒸汽段，生产的蒸汽，窑头余热锅炉 段为热水段，生产左右的热水，作为窑头余热锅炉蒸汽段及窑尾余 热锅炉的给水。 窑尾余热锅炉为蒸汽锅炉，生产的蒸汽，当水 泥窑窑尾废气温度波动时，相应的窑尾余热锅炉的产汽量可随之发生变 化，保证排出的烟气满足熟料生产线的烘干要求。 为了保证电站事故不影响水泥窑生产，余热锅炉均设有旁通废气 管道，旦余热锅炉或电站发生事故时，可以将余热锅炉从水泥生产系 统中解列，不影响水泥生产的正常运行。 余热锅炉均采用立式锅炉，解决余热锅炉漏风磨损堵灰等 问题并减少占地面积，提高余热回收率。 天津水泥工业设计研究院有限公司 除氧器均采用真空常温除氧方式，有效的保证了除氧效果，并 最大限