水泥余热发电论文

水泥余热发电论文（共10篇）

水泥余热发电论文 篇1

我国水泥窖余热发电技术一直以来都是能源发展过程中较为重视的一项技术, 该技术在近年来得到了较大的提升, 并且已经逐渐向国际水平靠拢。该技术的应用能够有效的解决部分供电问题, 极大的提升水泥生产的经济效益。下文主要针对水泥厂余热发电体系中的监测系统进行了全面详细的探讨。

1 计算机监测系统在水泥厂余热发电运行维护中的作用

四川金顶所采用的监测系统, 将开发和运行合为一体, 该系统是我国发电机组所广泛使用的通用型数据采集处理系统。由于该系统本身在运行的过程中, 较为便捷的将分散、大面积的控制台式转变成为了集中化的CRT监视模式, 也就良好的具备了进行巡回检测、数据处理、越限报警、开关量变态处理、事故追忆、相关参数画面显示及报表和故障信息打印等功能。因此, 该系统能够帮助电机组启动、运行、事故查找、恢复等方面的工作带来较大的便利性, 切实有效的降低了操作期间所涉及到的人员负担工作, 同时又为发电机组的正常运行提供保障。

2 影响计算机监测系统发挥作用的主要障碍

由于国内一些单位竞相开发和研制, 在整体设计中, 还有许多不足之处, 使目前有的系统还未达到常规仪表那种应用自如的程度, 不能发挥出应有的作用。通过我厂发电运行过程中暴露的问题和同兄弟单位交流的情况来看, 主要表现如下:

2.1“死机”现象频繁

计算机监测系统运行中的“死机”是目前应用中常常碰到的一个难以解决的问题, 偶发性“死机”是非固定性故障。“死机”后重新启动又能运行如故。“死机”原因大致归纳如下:

2.2 前置数据采集系统 (1/0子系统) 故障

1/0过程通道子系统是监测计算机系统的重要组成部分。对它的设计有很高的技术性。影响其工作可靠性的因素是多方面的, 如模板设计技术、抗共模干扰技术等, 均可影响系统的可靠性、稳定性和测量精确度。

2.3 偶发性干扰

有些现场干扰脉冲源可达千伏以上, 致使计算机系统误动作, 程序“飞掉”造成“死机”。重者造成扫描模块损坏。

3 提高监测系统可靠性的技术措施

3.1 对现场安装、设计与施工提出详细具体的要求

在在对监测系统本身执行安全工作的过程中, 务必要对强电、弱电线路进行分离, 防止出现线路混合的可能性。信号电缆线路的敷设方式对于系统本身稳定性、可靠性、监测精度等多个方面有着直接影响, 所以, 在对于信号电缆线以及电力电缆线进行敷设的过程中, 要保持两条线路之间能够有30cm以上的距离。在有条件的情况下可以使用隔板来进行隔离, 防止平行走线的情况出现。而对于模拟信号进行安装的过程中, 要针对毫伏类型的低电压平信号使用具有绝缘层的屏蔽双绞线。各个不同部分的信号线屏蔽层都应当要使用一点接地的方式。此外, 为了能够最大限度的减少成本投入, 相应的开关量信号可以利用KVV控制电缆双绞线的敷设方式。

3.2 机控室信号电缆的引入

大量的数据采集信号电缆, 从地下电缆安装架上通过地面开孔处进入机控室连接到系统中间端子柜上。要求地面开孔处距离中间端子柜约2~3m。这样由地面开孔进入的灰尘不致于在中间端子柜中直接形成风道。2~3m的地上通道不仅可以缓冲地下灰尘的侵入, 又可使数采系统有散热通风的空间。

3.3 信号分类与连线要求

发电厂自身的信号源主要可以区分成为开关量、模拟量两种形式。开关量信号之中, 主要涉及到了一般开关量、脉冲量、中断开关量等。而在模拟量信号之中, 则是包含了热电阻信号、电气信号、热电偶信号、变送器信号等等。

3.3.1 热电偶信号

通常情况下都是直接利用331-7KF02模块来进行数据采集工作, 并且无需使用点偶变送器, 而接地式屏蔽热电偶则是效果最佳的信号输入形式。不接地的浮动点偶本身务必要对屏蔽层进行接地处理, 同时要采取适当的方式来进行热电偶负端处理。但是在实际数据采集处理的过程中, 有个别信号无法上来, 因此, 可以直接将所有的热电偶信号负端短接都并接到系统模块的10、11脚上, 从而使得问题得以解决。

3.3.2 热电阻 (RTD) 信号

为了能够最大限度的减少成本投入, RTD与电阻信号连接, 利用331-1KF01模块来进行处理, 其中的传输线本身为三线制形式, 能够直接采集。但该措施没有使用任何屏蔽电缆, 其中的变频器电缆也同样没有使用屏蔽方式, 极易导致热电阻信号数据的曲线出现锯齿的可能性。如此以来, 在性能效果不良的情况下, 水泥厂甲方必然不认可, 这就需要将汽机房所有热电阻采集更换成为专门的热电阻模块331-7PF01, 从而解决问题。

3.3.3 变送器信号

对于压力流量信号直接选用331-7KF02二线制信号采集, 都没有使用配电器。电流信号和变频器反馈采用隔离器。

3.3.4 开关量信号

开关量输入采用321-1FH00交流220v直接接入, 输出信号采用322-1BH01加24v中间继电器进行隔离。

3.4 关于地线

我们实际用的地线只有一个, 如果有条件最好仪表和电器地分开。

3.5 供电系统

所有PLC控制柜使用三特6kva不间断的, 6报表采用wincc-dde每隔一个小时自动吧汽轮机和发电机数据采集到EXCEL中, 有个缺点就是excel不能关闭。

3.6 汽包水位调节采用三冲量

3.7 跳机画面设置

4 数据采集通道装置设计与安装的可靠性技术措施

4.1 关于功能模块的自诊断

测量、扫描功能模块要选择对因地电位的不同引起的共模干扰和对工频串模干扰有一定范围的抑制功能的产品。一般功能模块的实时在线诊断最简单易行的方法是进行在线的读、写操作检验, 定时的访问诊断。对A/D转换器的工作状态应能实时跟踪, 当诊断出其工作不正常时, 能及时地向处理机汇报并报告故障源。

4.2 数据采集通道系统的自诊断和自恢复

为解决和克服偶发性“死机”现象, 仅有一般的“看门狗”是不够的, 还应有硬件的系统诊断与自恢复功能, 即建立程序运行监视程序。在线诊断出运行程序“死锁”或“飞掉”时, 无论系统处于什么状态, 都能自动重新启动程序运行。

4.3 模拟量输入信号预处理与信号互连技术

工业现场通常都存在由于强磁场机械的开闭, 因信号传输中靠近动力电缆受到的干扰, 不希望出现的热电偶效应, 大地电位差等原因造成的噪声干扰源。系统设计者必须采取信号预处理措施和采用合理的信号连接技术将噪声限制到容许的范围内, 以使数据采集处理装置能适应各种工艺环境。

5 结语

综上所述, 水泥厂余热发电监测系统对于发电机组的运行状况掌控来说, 起到了极其重要的作用, 但是监测系统在进行安装设计的过程中, 务必要针对其中所涉及到的多个方面重点方面加以处理, 防止出现故障问题的可能性。良好的对于各个部分所可能出现的问题加以解决, 对于整个发电机组的长久运行有着极为重要的作用。

摘要：四川金顶4000t/d干法水泥生产线水泥窑尾、窑头部分设1台SP余热炉, 1台AQC余热炉、1台12MW的汽轮发电机组建成一个小型余热发电厂。在发电机主控室上位机采用DELL商用机, 下位机采用s7-400H系统, 走以太网通讯。本篇文章主要针对水泥厂余热发电监测系统进行了全面详细的探讨, 以期为我国的监测系统应用发展作出贡献。

关键词：水泥厂,余热发电,监测系统

参考文献

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[2]胡亚民.水泥窑余热发电技术应用现状和发展前景[J].新世纪水泥导报, 1999 (06) .

[3]张才雄.亚洲水泥公司花莲水泥厂3000t/d SP窑带余热发电生产线简介[J].水泥工程, 1996 (06) .

水泥余热发电论文 篇2

采用纯低温余热发电技术，把熟料生产过程中排放的余热进行回收，转化为电能再用于生产，不仅不会对环境造成污染，还能有效节约能源、减少粉尘和二氧化碳排放量，是水泥企业“节能减排”战役中的主战场，是降低成本、增加效益最为明显的一条路子，在不影响水泥生产工艺及不变动现生产设备的前提下，回收废气余热进行发电，能力达到40千瓦时/吨，超过我国平均水平的26-28千瓦时，年节煤17038吨。

水泥熟料锻烧过程中，由窑尾预热器、窑头熟料冷却机等排掉的400℃以下低温废气余热，其热量约占水泥熟料烧成总耗热量30%以上，造成的能源浪费非常严重。水泥生产，一方面消耗大量的热能（每吨水泥熟料消耗燃料折标准煤为100～115kg），另一方面还同时消耗大量的电能（每吨水泥约消耗90～115kwh）。如果将排掉的400℃以下低温废气余热转换为电能并回用于水泥生产，可使水泥熟料生产综合电耗降低60%或水泥生产综合电耗降低30%以上，对于水泥生产企业：可以大幅减少向社会发电厂的购电量或大幅减少水泥生产企业燃烧燃料的自备电厂的发电量以大大降低水泥生产能耗；可避免水泥窑废气余热直接排入大气造成的热岛现象，同时由于减少了社会发电厂或水泥生产企业燃烧燃料的自备电厂的燃料消耗，可减少CO2等燃烧废物的排放而有利于保护环境。降低能耗、保护环境

为“建设节约型社会、推进资源综合利用”政策的推行提供技术支持

能源、原材料、水、土地等自然资源是人类赖以生存和发展的基础，是经济社会可持续发展的重要的物质保证。而随着经济的发展，资源约束的矛盾日益凸显。为此中国政府在为贯彻实施《节能中长期专项规划》而编制的《中国节能技术政策大纲》（2005年修订稿）中明确支持“大中型新型干法水泥窑余热发电技术”的研究、开发、推广工作。

建设余热电站，投资小，见效快，可以大幅降低水泥生产能耗既成本，相应地可以大幅提高企业经济效益。

根据新型干法水泥生产技术的发展，在1990年安排了国家重大科技攻关项目《水泥厂低温余热发电工艺及装备技术的研究开发》工作。截止2005年底，利用这项技术在中国国内的23个水泥厂36条1000～4000t/d预分解窑生产线上建设投产了28台、总装机为45.36万Kw的以煤矸石、石煤为补燃锅炉燃料的综合利用电站，各水泥厂取得了可观的经济效益。这项技术的研究、开发、推广、应用，为我国开发水泥窑纯低温余热发电技术及装备工作积累了丰富的经验。

根据研究、开发、推广《带补燃锅炉的水泥窑低温余热发电技术》的经验，结合日本KHI公司1995年为中国一条4000t/d水泥窑提供的6480Kw纯低温余热电站的建设，国内分别于1997年、2001年在一条2000t/d水泥线、一条1500t/d水泥线上利用中国国产的设备和技术建设投产了装机容量各为3000Kw、2500Kw的纯低温余热电站。2001年至2005年，中国水泥行业利用中国国产的设备和技术在十数条1200t/d级、2500t/d级、5000t/d级新型干法窑上配套建设了装机容量分别为2.0MW、3.0

MW、6.0MW的纯低温余热电站，形成了中国第一代水泥窑纯低温余热发电技术，综合技术指标可以达到吨熟料余热发电量为3140KJ/kg-28～33kwh/t。

通过对十数条1200t/d级、2500t/d级、5000t/d级新型干法窑2.0MW、3.0MW、6.0MW纯低温余热电站建设、运行经验的总结，自2003年起，中国研究、开发出了第二代水泥窑纯低温余热发电技术。至2007年2月，利用第二代水泥窑纯低温余热发电技术在中国国内的1条1500t/d、1条1800t/d及1条2000t/d、1条3200t/d、4条2500t/d、6条5000t/d共14条新型干法水泥生产线上设计、建设、投产了11台装机容量分别为1台3MW、1台3.3MW、2台7.5MW、3台4.5MW 2台9MW、2台18MW的纯低温余热电站，其吨熟料余热发电量均为3140KJ/kg-38～42kwh/t。安徽宁国、江西、山东、广西柳州等地的干法水泥窑先后建成带补燃炉和纯低温余热发电系统，并投入运行。可见，随着世界经济快速发展、新型节能技术的推广应用，充分利用有限的资源和发展水泥窑化余热发电项目已成为水泥工业发展的一种趋势，也完全符合国家产业政策。本项目符合我国采用循环经济的模式实现国民经济可持续发展的要求，有利于推动循环经济的发展。

对于带有5级预热器的水泥窑其余热发电能力在保证满足生料烘干所需废气温度为210℃、煤磨烘干所需废气参数、不影响水泥生产、不增加水泥熟料烧成热耗及电耗、不改变水泥生产用原燃料的烘干热源、不改变水泥生产的工艺流程及设备的条件下，每吨熟料余热发电量实际上不可能超过750kcal/kg-33kwh（实际熟料产量为5500t/d,热耗为小于750kcal/kg或者预热器出口废气温度小于330℃,生料烘干温度大

于210℃时的发电功率不会大于7800Kw）。对于新型干法水泥煅烧工艺形成的低温废气余热，以熟料热耗750Kcal/Kg为基数，当熟料热耗每增加7～8Kcal/Kg时，吨熟料余热发电量应增加1 kwh以上。以750Kcal/Kg的熟料热耗,采用第二代余热发电技术, 电站发电功率应为7900～8750KW。

水泥熟料热耗从130公斤标煤减低到110公斤标煤。节能率为15左右，每年要减少熟料煤耗3以上。计算的标煤节省量为：8×0.130-8×0.110=0.16亿吨标煤，相应地减排CO2为：0.16亿吨×2.4=0.384亿吨。

(1)冷却机采用多级取废气方式，为电站采用相对高温高压主蒸汽参数及实现按废气温度将废气热量进行梯级利用创造条件；

(2)电站热力系统采用1.57～3.43MPa—340～435℃相对高温高压主蒸汽参数，为提高余热发电能力提供保证；

(3)汽轮机采用多级混压进汽(即补汽式)汽轮机，为将180℃以下废气余热生产的低压低温蒸汽转换为电能提供手段；

(4)利用C2级旋风筒内筒至C1级旋风筒入口的450～600℃废气设置蒸汽过热器，使其一方面C1级旋风筒入口的废气温度仅需降低8～12℃(是水泥生产所允许的同时不会增加熟料热耗)，另一方面通过设置的C2级旋风筒内筒过热器可使SP炉独立生产主蒸汽，有利于提高余热发电能力及增加电站生产运行管理的灵活性、稳定性；

(5)窑头熟料冷却机冷却风采用循环风方式，即将AQC炉出口废气部分或全部返回冷却机，这样可以提高窑头熟料冷却机废气余热回收率并同时可以提高窑头AQC炉

进口废气温度从而进一步提高发电量。

中国水泥窑余热发电技术研究、开发、推广工作的整个过程均是以大连易世达能源工程有限公司的主要技术力量为核心并因此获得了若干项有关水泥窑余热发电技术的中国国家专利。

以750Kcal/Kg的熟料热耗,对于2500t/d窑：吨熟料余热发电能力应为

利用球团烟气余热发电的可行性 篇3

由于当前我国能源利用率低、生态环境压力大，文章通过介绍余热回收利用现状，针对国内球团厂的排废烟气，阐述了利用废弃余热发电的方案以及取得的经济效益，探讨利用球团烟气余热发电的可行性。

项目背景及意义

余热利用现状及国家节能政策。当前我国能源利用仍存在利用效率低、经济效益差、生态环境压力大的主要问题，节能减排、降低能耗、提高能源综合利用率作为发展战略规划的重要内容，是解决我国能源问题的重要途径。

目前我国能源利用率仅为33%左右，比发达国家低10%，至少50%的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃，因此，工业余热回收利用又被称为一种“新能源”，节能潜力巨大，已成为我国节能减排工作的一项重要内容。

国家发改委在“十二五”规划中要求：到2015年能源消耗的强度比2010年要下降16%，温室气体的排放强度要下降17%，主要污染物的排放总量要下降8～10%。要实现这些目标，其具体措施包括调整经济结构、淘汰落后产能、限制“两高”行业的发展，大力发展新兴产业、大力发展服务业。要积极推进技术进步，特别是节能减排的技术，节能减排的产品，实施节能减排重点工程，推进企业进行技术改造。

只有政府、企业、社会、群体的共同努力，全面落实国家节能减排的目标和措施，才能实现匕述目标。

余热现状

现有热源参数如下：

中低温烟气直接排入大气，造成热量浪费，随着国家节能、减排政策的推进，挖掘企业潜力，降低生产成本势在必行，利用高温烟气发电可以废气再利用，是节能、减排措施之一。

烟气余热利用可行性分析

200℃的烟气，可以采用ORC（有机朗肯循环）余热发电技术进行发电，根据热力学的有机朗肯循环原理，利用低品位余热发电，具有机械损耗低，热能利用率高、易启动，日常维护成本低等优点，可以满足需求。

通过本项目的实施，可年发电476.784×10Kwh，年节约标煤1668吨。

烟气余热发电项目方案

ORC（有机朗肯循环）余热发电技术简介。烟气余热发电属于低品位余热利用技术，传统的以高温、高压水蒸汽做为驱动力的汽轮机发电机组不再适用，采用ORC（有机朗肯循环）系统，利用有机工质在低温下蒸发的特性，采用有机工质做为循环工质，有机工质在蒸发器内吸热蒸发，产生一定的压力，驱动螺杆膨胀机发电。ORC（有机朗肯循环）余热发电原理图如下：

本工程中采用烟气集热器分别将烟气温度由200℃降温至160℃，收集到的热量可以将63.7t/h的热水从70℃升温至159℃，作为ORC螺杆膨胀发电的热源。

159℃的热水进入ORC机组的蒸发器，使低温液体有机工质吸热转变为有机工质蒸汽，工质蒸气进入螺杆膨胀机膨胀，驱动发电机发电；从蒸发器排出的热水再进入预热器加热即将进入蒸发器的液体工质；从预热器排出的70℃热水进入烟气集热器吸收烟气热量后再升温至159℃循环使用；而膨胀发电后的工质蒸气则进入蒸发式冷凝器冷凝为液体，再进入预热器循环使用。当螺杆机需检修或紧急停机时，螺杆机快关阀立即关闭，集热器进水阀门切断，循环水储存在储罐中，不影响前续工艺正常生产。

项目目标。总装机容量为：950 kw；净发电量为：602 kW。

方案配置

（1）ORC螺杆膨胀发电站KE950-110W-1-50一套。

a）主发电机的装机功率：950 kW；

b）蒸发式凝汽器耗水量：10.0t/h；

c）净发电功率：620kW（除去自身、蒸发冷、工质泵、油泵等耗功）

（2）热水泵2台。热水泵2台流量：80吨/小时，扬程：30m，额定功率：15kW，变频控制

（3）补水泵2台。补水泵2台流量：8吨/小时，扬程：67m，额定功率：3kW

满负荷运行时，净发电总量：620-15-3=602kW。

设备布置

螺杆膨胀发电站单台机组尺寸：一台KE950-110W-1-50长（m）×宽（m）×高（m）11*9*11，单台运行重量140吨；以上要求设备四周有1m以上的空间，安装位置要求室内（也可在室外加盖简易房），以靠近接入用户低压柜、冷却水源为最佳。

发电机组布置位置

实际安装位置现场踏勘后确定，达到合理、美观、实用的效果。

方案实施条件

场地要求。本工程为余热发电工程，在场地建设上有一定的局限性，考虑以充分利用高度空间，采用集中布置方式。机组为集成模块式结构，直接配置防雨设施；在发电站设备上装有控制台，开关柜需要设置在厂房内的电控室中；动力风机、水泵需要厂方提供连接。

电源要求：交流电源AC380V，3相，50HZ。

水源要求：烟气集热器循环水为一次性注入，循环使用，要求水质为去离子水，不含杂质。蒸发式冷凝器用水要求达到工业循环水标准即可。

经济效益分析

效益计算依据

年最大负荷利用小时：7920小时

电价：0.6元/度

水价：1.1元/吨

效益分析

说明：节约标煤指标0.35kg/kWh，减少CO2排放指标0.8316kg/kWh。

年获节能补助。年节约标准煤1668吨×500元/吨=83.40万元（各地政府节能补助情况不同，按当地政府补助计算）。

工程造價（估价）

结论。根据以上分析，烟气利用ORC技术低温余热发电具有可行性；每年可为企业创造277.898万元经济效益，减少C02排放3965吨。

水泥窑余热发电研究进展 篇4

中国是世界上水泥主要生产国, 2010年中国水泥产量占世界总产量的60%。水泥行业也是高耗能产业之一。当前, 我国水泥工业中立窑、干法中空窑等落后技术装备还占相当比重, 可持续发展面临严峻挑战。

2 水泥窑余热发电国内外研究现状

2.1 国外研究现状

针对高温废热发电的研究已持续相当长的时期, 自能源危机以后, 低温余热发电才引起各国的关注。日本、美国、德国等在水泥窑余热发电技术领域较早涉入, 且技术较为成熟。

1981年, 日本住友公司岐阜水泥厂首先利用冷却机低温废气进行发电。目前, 日本有超过一半的新型干法水泥生产线已安装了余热发电装置, 且稳定性强、发电效率高, 位于余热回收技术领域的领先水平。同时, 德国也引进以色列ORMAT公司的技术和装备, 实现了冷却机的废气余热发电。以色列利用ORC系统针对水泥生产过程中产生的150℃~350℃低温烟气进行余热发电, 该技术被美国、日本、俄罗斯等国家引进。美国的Recurrent公司开发了一套以氨和水的混合液为工质的汽轮机余热回收发电系统, 技术较为领先。

2.2 国内研究现状

我国水泥窑余热发电技术发展较晚, 解放前其还处于空白状态。我国水泥窑余热发电技术主要经历了以下四个阶段。

第一阶段:20世纪50年代~80年代。首先, 为了解决水泥需求量增加和电力紧张的难题, 我国开始进行干法中空窑余热发电技术及装备的研发。后来, 参照日本引进德国技术在中国建立的中空窑余热发电装备, 对现有技术进行改造升级, 实现中空窑余热发电技术的突破。

第二阶段:20世纪90年代。随着我国新型干法工艺的发展, 废气温度已降至400℃左右, 但前期问题仍未解决。国家安排三项科技攻关课题, 实现了我国水泥窑余热利用技术的跨越。

第三阶段:20世纪90年代~21世纪初。此阶段主要为第二阶段余热发电技术及装备的普及与示范化应用。

第四阶段:21世纪初之后。随着人们节能和环保意识的不断提高, 单纯以发电量为目标的余热发电技术已经不能满足水泥余热发电的需求, 使水泥窑余热发电进入蓬勃发展时期。

3 水泥窑余热发电技术概述

在水泥窑余热发电技术发展过程中, 涌现出三代余热发电技术。

第一代余热发电技术:窑头和窑尾设置余热锅炉, 分别回收预热器一级出口和篦冷机排出的350℃~400℃的废气余热。主要包括单压不补汽式系统、双压补汽式系统、复合闪蒸式系统, 其均通过产生低压的蒸汽来进行做功发电。

第二代余热发电技术:在窑头篦冷机上设置两个抽气口, 高温口排出的500℃废气余热供过热器回收, 低温口排出的360℃以下的废气余热供余热锅炉回收;窑尾直接回收预热器一级出口排出的350℃废气余热, 在二级预热器内设置过热器进行回收。与第一代相比, 第二代技术回收了在窑尾二级预热器中的废气余热, 且在窑头篦冷机处采用分级抽气, 实现了温度对口、梯级利用, 提高余热回收效率。

第三代余热发电技术:第三代技术主要对第二代技术进行改造升级, 增设窑头篦冷机的抽气口, 保证高温、中温、低温废气余热的梯级回收。

4 水泥窑发电量与能耗之间的关系

部分专家提出余热发电上限, 认为目前的纯低温余热发电已经达到40k Wh/t熟料, 余热资源回收空间十分狭小, 余热利用的意义不大。对于水泥行业, 200℃以下的大量低品质余热尚未得以利用, 且如窑筒体散热等, 余热回收潜力也十分巨大。

水泥熟料的理论热耗在390kcal/kg~430kcal/kg, 以目前的先进生产工艺, 熟料热耗能可以达到710kcal/kg。即熟料烧成的热效率约为54.93%~60.56%, 折算成标煤约为40000g~45710g标煤/t熟料, 经折算可发电130k Wh/t~114k Wh/t熟料。但目前的纯低温余热发电仅回收40k Wh/t熟料, 再增加发电量就会导致煤耗的增加。国家规定的发电对标系数为350g/k Wh, 如果多烧350g煤可以多发2k Wh的电, 也必然是可行的。但实际上, 可以采取相应措施, 增加发电量的同时并不增加煤耗。比如说:首先是纯低温余热发电技术的突破, 余热回收的温限进一步扩大;采用“补燃 (或变相补燃) ”, 不消耗煤, 而采用生活垃圾、工业垃圾、农业秸秆、食品工业的排渣等作为补燃材料。

5 水泥窑余热发电存在的问题

目前, 低温余热发电技术主要存在以下几个问题:

(1) 汽轮机发电机组方面。为了充分利用350℃以下纯低温废气余热发电, 国内还亟待解决一系列问题, 比如多级低参数混压进汽式汽轮机组的设计、制造等问题。

(2) 水泥生产工艺与余热发电技术结合方面。水泥窑窑尾废气温度控制范围、窑头熟料冷却剂能否与余热锅炉实现一体化、篦冷机余风的最佳温度等问题, 还需进一步研究。

(3) 热锅炉中管束的磨损与积灰也是一个难题。废气含尘量大、粉尘硬度高, 极易产生积灰和磨损, 不仅影响水泥窑的稳定运行, 也影响电站的发电功率。

(4) 自动化控制系统也不容忽视。当前, 水泥熟料线DCS控制系统、余热发电DCS控制系统是完全独立控制系统, 常发生因多发电而导致水泥质量不稳定、熟料能耗增加等问题。

摘要：本文总结了水泥窑低温余热发电技术的现状及发展历程, 阐述了水泥窑发电量与能耗的关系, 同时指出了现阶段水泥窑低温余热发电技术存在的问题, 以期为我国水泥窑行业的发展提供依据。

关键词：水泥窑,余热回收,进展

参考文献

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水泥余热发电论文 篇5

水泥余热发电项目的环保验收监测评价

摘要：介绍了某水泥厂5 000 t/d新型干法水泥生产线,利用窑头和窑尾废气进行纯低温余热发电的项目.分析了该项目对周围水、气、声、渣产生的环境影响.结论表明:水泥余热发电项目不仅不会时周围环境产生负面影响,而且会带来环境效益,同时为企业节省大笔电赍开支,是典型的绿色环保项目.可以为同类型企业废气余热综合利用提供有益的借鉴.作 者：王薇 WANG Wei 作者单位：江苏省环境监测中心,江苏,南京210004期 刊：江苏环境科技 ISTIC Journal：JIANGSU ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2008,21(z1)分类号：X8关键词：余热发电 环境保护验收 综合利用

水泥余热发电节能量计算方法探讨 篇6

据相关专家分析, 在余热发电系统投入运行后, 熟料产量会受到一定影响, 煤耗和电耗会有所上升, 标准煤耗会上升3~4kg/t, 综合电耗会上升2~4k Wh/t, 也就是说余热电站每多发lk Wh的电, 窑系统将多消耗1~1.12kg标准煤的燃料[1,2]。在生产管理中, 我们需要避免的是能耗上升幅度较大和系统运行不正常的情况。然而有些水泥企业单独设置发电部门, 对熟料生产和余热发电分别考核, 这就造成了两系统争风的问题, 最终导致熟料煤耗的增加。为此本文提出一种新的余热发电节能量计算方法, 供大家交流。

1 现阶段余热发电节能量的计算方法

现阶段余热发电节能量的计量方法如下:

式中:

Es———统计期内余热发电系统的节能量, kgce;

k———每千瓦时电力折合的标准煤量, kgce/k Wh, 取统计报告期上一年度国家公布的电力折算系数;

qhe———统计期内余热电站发电量, k Wh;

q0———统计期内余热电站自用电量, k Wh。

李黎[3]等人认为, 以窑系统+余热发电系统的前后实际消费电量差评价余热发电项目经济效益较易操作, 因为水泥企业余热发电的发电量只能自己消耗而不能外售, 因此如果企业余热电站发的电多, 外购的电也就相应减少。但是, 单纯考虑节电量而不考虑窑系统的煤耗, 实际上也是只考虑了余热发电系统。

单纯考虑电站的发电量, 在煤价便宜的情况下 (1kg标准煤的价格与1k Wh电的购电价格之比小于0.7的条件下, 采用其他措施可以增加水泥生产综合效益) , 企业会考虑增加熟料煤耗以增加发电量, 或是在单独考核发电部门业绩的情况下, 也会造成熟料能耗的增加。因此, 在计算余热发电节能量时必须综合考虑发电系统和生产系统。

探讨水泥企业余热发电节能量计算的新方法, 不但可以规范余热发电项目节能量的计算, 指导企业和第三方节能量审核机构对使用余热锅炉发电产生的节能量进行计算, 同时也可以避免部分企业利用非余热进行发电, 造成不必要的能源浪费。

2 综合考虑窑系统后的计算方法

新的计算方法综合考虑了水泥窑系统和余热发电系统。经过调研发现, 余热发电系统对窑系统既有正面影响又有负面影响。如:对窑尾高温风机、窑尾和窑头电除尘器有正面的影响;对增湿塔、生料磨、煤磨及窑系统的操作会产生负面影响, 有时甚至会对窑系统的用风产生影响。为了简化计算, 新方法只考虑窑系统熟料煤耗, 并根据熟料28d抗压强度进行修正。

节能量的计算, 是将余热发电系统的供电量折算成标准煤后再减去由于余热发电的影响而发生变化的那部分熟料综合煤耗作为余热发电项目的节能量。

水泥余热发电项目节能量的计算公式:

式中:

ehe———统计期内余热发电量折算的单位熟料标准煤量, kgce/t;

er———统计期内修正后的熟料综合煤耗, kgce/t;

ea———基期修正后的熟料综合煤耗, kgce/t;

a———统计期内熟料强度等级修正系数;

eqt———统计期内除余热发电外采用其他节能措施引起的节能量, kgce/t;

P′CL———统计期内的熟料总产量, t。

如果企业的窑系统在统计期内又采用了其他的节能措施, 那么在计算余热发电节能量时应扣除由于这种节能措施引起的节能量。当某些生产企业采用两条或多条水泥熟料生产线共用发电机组时, 如每条生产线都有其他节能措施, 在计算eqt时应按每条生产线的熟料产量计算加权平均值。

3 两种节能量计算方法示例

现举例说明采用两种方法计算余热发电项目节能量的不同之处。表1是企业1两条2 500t/d生产线、共用一台汽轮发电机组的余热发电投入运行前后相关参数;表2是企业2一条2 500t/d生产线的相关参数。

3.1 采取公式 (1) 计算的节能量

3.1.1 企业1余热发电项目节能量的计算

取k=0.333kgce/k Wh, 将表1数据代入式 (1) , 得:

3.1.2 企业2余热发电项目节能量的计算

取k=0.326kgce/k Wh, 将表2数据代入式 (1) , 得:

1) 2012年4月:

2) 2012年5月:

3.2 采取公式 (2) 计算的节能量

3.2.1 企业1余热发电项目节能量的计算

1) 余热发电量折标准煤的计算

由表1数据计算出:

2) 熟料强度等级修正系数

A为统计期内熟料平均28d抗压强度。

两条生产线的熟料强度相差不大, 故修正系数取小数点后两位, 即为1.00。

3) 余热发电节能量的计算

计算时, 取eqt=0, 将表1数据代入式 (2) , 得:

3.2.2 企业2余热发电项目节能量的计算

1) 2012年4月

(1) 余热发电量折标准煤的计算

(2) 熟料强度等级修正系数

(3) 余热发电节能量的计算

2) 2012年5月

(1) 余热发电量折标准煤的计算

(2) 熟料强度等级修正系数

(3) 余热发电节能量的计算

余热发电运行前后的熟料煤耗均由企业给出, 如需计算, 可依据GB16780—2012中的公式 (1) 进行。

表3为采用两种计算方法计算的节能量。

注:变化率的计算为: (方法2-方法1) /方法1, 正号表示节能量增加, 负号表示节能量降低。

3.3 结果分析

表3中企业1的数据显示, 与采用公式 (1) 相比, 用公式 (2) 计算的结果变大了, 2010年5月份的余热发电节能量增加了5.9%, 而两个月的熟料产量之比只增加了1.4%, 熟料28d抗压强度变化不大。因此, 造成节能量增加的原因只能是由于2010年5月的熟料煤耗较之前的熟料煤耗降低了, 也即投入余热发电后企业的熟料综合煤耗是下降的, 说明余热发电系统对窑系统带来了正面影响, 将正面影响部分也作为节能量的一部分, 也是对余热发电项目的一种鼓励。当然, 这些数据仅代表企业1该月的生产状况。

表3中企业2在2012年4月份的节能量, 采用公式 (2) 的结果较公式 (1) 的增加了7.9%。主要原因是因为该月的熟料煤耗较2007年5月降低的缘故, 修正后的单位熟料煤耗降低了0.8kgce, 而造成煤耗降低的直接原因则是熟料产量的增加, 后者比前者增加了约29.4%。与此相比, 2012年5月的熟料产量增加比例为17.7%, 而该月的熟料煤耗则与2007年5月的相当。修正后的单位熟料煤耗增加了1.1kgce。因此采用公式 (2) 计算的节能量较公式 (1) 计算的结果降低了近16.6%, 说明余热发电给窑系统带来了负面影响, 也即余热发电系统利用了本该用于生产熟料的热耗来发电。因此, 这部分热耗要从节能量中扣除。

由此可见, 在保持熟料产量基本不变的情况下, 余热发电系统对生产系统有一定的影响, 主要是对熟料煤耗的影响。余热发电的初衷是利用窑头和窑尾废气余热进行发电, 而不是利用正常的生产用热发电。如果是正面的影响, 则对企业投资余热发电项目是一种鼓励, 如果是负面的影响, 必须杜绝, 方法之一便是从节能量的计算入手。

采用公式 (2) 计算余热发电节能量, 突出了熟料综合煤耗, 而不仅仅考虑余热发电量, 因为, 窑系统和发电系统是一个整体, 相互影响, 相互依托, 不能一分为二。公式 (1) 虽然简单, 由于只考虑了余热发电系统, 具有一定的片面性。因此, 推荐采用公式 (2) 进行余热发电节能量的计算。

4 结束语

新的余热发电节能量计算方法综合考虑了窑系统和余热发电系统, 将熟料综合煤耗也作为计算节能量的参数之一, 可以避免企业为了多发电而影响窑系统的正常生产。尽管有些企业在多发电的同时也能保证窑系统不受影响, 但大多数企业的余热发电系统对窑系统还是有一定的负面影响的。因此, 新的节能量计算方法在一定程度上也可以限制企业的非正常发电行为, 实现真正的节能减排。

文中的数据由企业提供, 且不具有广泛的代表性, 数据也比较单薄, 难以对公式形成支撑, 如果企业有兴趣的话, 可以提供更多的数据以供公式的验证和完善公式的科学性。

参考文献

[1]方仕鹏.余热发电效率及对窑系统的影响及对策[J].新世纪水泥导报, 2010 (3) :19-21.

[2]唐金泉.水泥窑纯低温余热发电技术评价方法的探讨[J].中国水泥, 2007 (5) :58-62.

水泥余热发电论文 篇7

2011年4月, 中国水泥行业协会副会长在2011中国国际水泥峰会上表示, 实际上2011年中国水泥余热发电市场已大大超过预期, 预计2011年全国上余热发电站的水泥生产线252条, 总装机容量1 927MW, 设计熟料产能约3.0亿t。

她表示, 主要原因是:2010年投运了210条新型干法生产线, 这些生产线均配套建设余热发电, 余热配套设施于2011年投运。她同时称, 根据“十二五”水泥需求预测, 保守估计水泥还有4～5亿t的发展空间, 加上继续淘汰1.5亿t熟料生产能力, 计划新增熟料4.5～5亿t, 还要新建300条5 000t/d新型干法水泥熟料生产线。

(摘自中国建材新闻网)

水泥余热发电论文 篇8

一、改造方案

此次改造主要采用低压损五级旋风预分解技术, 对水泥窑进行综合节能增产技术改造。主体方案是将原有1号窑Φ3.5×70m拆除, 将2号窑Φ3.6×70m改造为Φ3.6×57m预分解窑, 同时对石灰石破碎、生料制备、煤粉制备进行配套改造。其设计指标为:熟料产量2300t/d, 热耗800kcal/kg。

二、改造内容及配套主机设备

1、新建石灰石破碎系统

选用单段锤式破碎机, 型号DPC20.18, 生产能力350~450t/h。

2、新建石灰石预均化堆场

选用Φ60m圆形预均化堆场, 有效储量9600t。圆形悬臂堆料机:型号YDQ.450/15.75, 能力450t/h;圆形刮板取料机:型号YDQ.Q300/60, 能力300t/h。

3、生料制备与窑尾废气处理

将原有生料制备 (管磨) 及两台窑余热发电系统拆除, 利用其场地建设生料制备与窑尾废气处理系统。原料粉磨选用立式磨, 并利用窑尾废气余热对原料进行烘干, 废气处理选用袋式收尘器, 以确保粉尘排放达标。系统主要设备见下表:

4、生料均化与供料

新建Φ15×47m多股流均化库, 储量6400t。入窑生料计量选用固体流量计, 计量能力80~300 m3/h, 计量精度±1%。

5、窑尾预分解系统

窑尾预分解系统选用北京天正协力科技公司设计的单系列五级旋风预热器带BSC炉, 设计能力2300t/d。

旋风筒:一级旋风筒 (C1) :内径4700毫米2个;二级旋风筒 (C2) :内径6600毫米1个;三级旋风筒 (C3) :内径6800毫米1个;四级旋风筒 (C4) :内径6800毫米1个;五级旋风筒 (C5) :内径7000毫米1个。

分解炉:型式BSC, 内径5600毫米。

高温风机:风量450 000 m3/h;风压7500Pa。

6、回转窑

原回转窑规格Φ3.6×70m, 三道支撑。改造方案:从窑尾开始截去13m筒体, 换烧成带20m筒体;更换传动电机及减速机;保留窑头窑中基础, 重新设计窑尾基础。

7、熟料冷却与废气处理

熟料冷却采用第三代篦式冷却机, 余风处理选用高效电除尘器。系统主要设备见下表:

8、煤粉制备与烧成供煤

利用原有两台风扫煤磨, 对系统工艺设备进行更新改造, 窑头、窑尾喂煤选用科氏力计量系统, 利用篦冷机余热对原煤进行烘干。

系统主要设备见下表:

9、中央控制室

计算机控制系统选用集散型控制系统。它是由过程控制级、控制管理级和通讯网络等部分组成, 具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范、调试方便、运行可靠等特点。并配有线扫描型窑胴体测温装置、工业电视系统, 以实现集中控制与操作。

三、投产运行及效果分析

本改造项目于2009年3月破土动工;2010年2月设备安装结束、设备调试、点火试生产, 当年实现达标;2011年实现稳定运转, 日产达到新高, 最高月份平均日产达到2854t/d, 年平均日产2543t/d。与改造前相比, 日产 (改造前两台窑) 提高1500 t/d以上, 煤耗 (标) 下降135kg/t, 熟料28天强度提高5MPa。2011年水泥窑产质量、消耗完成情况见下表:

1、高产因素分析

本次改造从点火试生产以来, 经过两年多生产运行, 通过不断摸索最佳工艺控制参数, 总结中控操作经验, 提高操作水平, 水泥窑实现了稳产高产。年平均日产2543t/d, 其单位容积产量达到5.55t/d.m3, 在国内新型干法窑当中处于高水平, 是改造窑型成功范例。经分析, 认为水泥窑能实现高产有以下几方面因素:

一是预分解系统设计合理。预热器换热效率高, 在投料175t/h以上时, 一级出口温度低于330℃。分解炉采用二次喷腾加鹅颈管结构设计, 保证了燃料在分解炉内能充分燃烧, 在生产运行中很少出现温度倒挂现象, 预热器结皮堵塞事故少。头尾煤比例控制在37~40:63~60范围内, 入窑分解率稳定在90%~95%。

二是坚持薄料快转的操作方法。回转窑直径决定其产量, Φ3.6×57m窑要接近或达到Φ4×60m窑的产量, 在保证入窑物料分解率的前提下, 只有通过提高窑速, 减薄窑内料层厚度, 即“薄料快转”, 才能实现高产。通过实践摸索, 回转窑转速稳定控制在4.3r/min。

三是坚持使用好煤。煤质好坏及其稳定性对熟料产、质量影响很大。本次改造由于受场地、投资所限, 没有采用原煤预均化, 生产控制中只能采取铲车搭配简易均化办法, 来控制煤质相对稳定。为保证回转窑煅烧, 在原煤采购上坚持购买灰分低、发热量高的优质煤。2011年年平均灰分26.9%, 发热量23 000k J/kg。

四是使用助烧剂改善生料易烧性。由于该公司硅质原料使用风化砂、页岩, 含有结晶态Si O2, 生料易烧性较差, 通过实验, 在生料配料中参加1.5%的助烧剂, 明显改善生料易烧性, 熟料产、质量均有提高。见下表统计数据 (2011年8月没有使用助烧剂, 10月、11月使用助烧剂) :

8月与11月比较 (KH-、SM、煤灰分相近) 熟料强度提高1.6MPa;台时提高1.49t/h。

2、存在问题

生产实践证明, 该预分解窑系统还有进一步增产潜力, 改造项目工艺匹配等问题有待进一步研究解决。

一是煤磨产量问题。两台煤磨最高产量20t/h, 在原煤水分高、煤灰分高、冬季出现冻块的情况下, 煤磨产量17~18t/h。为保证窑的供煤, 被迫放粗煤粉细度, 或减少投料量, 煤粉细度高时达到20%, 这是窑改造留下的遗憾。

二是窑速问题。由于回转窑是在旧窑筒体改造而成的, 大齿圈、轮带、托轮均为原有, 虽然设计窑速为4.7 r/min, 生产操作窑速曾控制在4.5 r/min, 但出现窑翻瓦事故、托轮磨损等问题, 所以窑速限定在4.3 r/min, 影响窑产量进一步提高。

三是篦冷机冷却能力不足。回转窑改造设计产量2300t/d, 当时没有想到窑产量能达到这么高, 篦冷机选型按最大产量2500 t/d配套, 当窑产量达到2700~2800 t/d时, 熟料温度高, 电收尘入口温度高。这既影响熟料质量 (强度、需水量) , 同时对电收尘安全运行不利, 此情况夏季生产更明显。

3、结语

水泥窑纯低温余热发电的若干问题 篇9

1 现有汽轮机与主蒸汽参数存在不配套问题

当下, 在工业企业中大部分都引入了10000t/d、6000t/d、5000t/d、2500t/d等四条新型的水泥生产线, 这四条生产线均采用四级窖尾预热器, 其废气的温度都在360℃~420℃范围内, 具有较高的温度, 这也就使得主蒸汽参数的选择空间较大, 也为选用标准汽轮机组提供了非常有利的条件。而对于五级或六级的窖尾预热器而言, 其废气的温度在280℃~350℃范围内, 由于在水泥生产的过程中, 其产生的蒸汽压、发电能力以及相应温度都较低, 使得废气余热的利用有很大的难度, 这也就说明国内现有的汽轮机存在主蒸汽参数不配套的问题。

2 热力系统存在问题

在上述4条生产线中, 都采用了SP炉、AQC炉水系统的串联方式, 不仅仅是其水系统采用串联的方式, 其蒸汽系统采用的也是串联方式, 这也就使得整个热力系统存在以下问题:

1) SP炉、AQC炉都是对窖尾废气进行利用, 在系统运行的过程中, 一旦其参数出现波动, 这两台炉就会相互影响, 其运行调整也就变得十分困难;

2) 由于该热力系统采用的是串联方式, 这也就使得AQC炉在出现故障时, 在系统中设定的安全系统就会启动, 使整个系统停止运行, 同时, 也会使得SP炉汽包对SP锅炉直接进行冷水补给, 这对SP锅炉的安全运行以及使用寿命都会产生非常大的副作用;

3) 对于200℃的废气余热的回收而言, 其一般采用AQC炉在其主蒸汽段排出的废气低于200℃的低温废气设置生产热水段在150℃~180℃范围内, 将该段热水进行分级, 对其进行闪蒸扩容处理, 分出不同压力的蒸汽, 并将其补充到汽轮机中去的方式进行余热回收。通过其机理可以看出, 该种余热回收方式对于汽轮机的要求非常高, 而国内的汽轮机生产技术相对其要求而言还有一定的差距。同时, 热力系统具有一定的复杂性, 这也就使得对其执行器与调节阀的要求非常高, 使得串联系统分级调整难度比较大。

3 对低于200℃的低温废气余热利用存在问题

在生产系统中, 为了有效地提高对于废气余热的利用率, 增大热力循环系统的运行效率, 其一般选取较高的主蒸汽参数。通常来讲, 主蒸汽压力为1.0MPa时, 其饱和温度为183℃, 由于其中存在换热温差, 这也就使得废气在完成蒸汽过程后, 其最低温度也在185℃以上;而当主蒸汽压力为1.6MPa时, 其饱和温度是203℃, 在完成蒸汽工作后, 废气的最低温度高于205℃。通过分析可以得出, 主蒸汽压力增大, 在生产主蒸汽之后, 其废气的温度也就越高。在水泥的生产过程中, 根据要求可以看出, SP炉的排出废气温度要在200℃左右, 现用的SP炉满足此方面的要求。而从AQC炉方面来说, 通过其冷却机的废气都是干燥的含尘空气, 其锅炉面没有低温腐蚀的问题存在, 同时也不能够对通过冷却机的废气余热进行再利用。由此可以看出, 要想使得废气余热的利用率最大化, 就要使得从AQC炉排出的废气温度最低化。通过上文可以看出, 我国对于废气余热回收仅能够达到185℃, 这也就存在了废气余热利用不充分以及能量浪费的问题。

4 汽轮机组的问题

对于废气余热进行发电利用而言, 由于废气本身的温度较低, 其余热量较大, 为了使得将废气余热的利用率达到最大化, 就要求汽轮机组能够同时将2~3个具有不同压力等级的蒸汽通入汽轮机。但是, 目前国产汽轮机组在这方面还存在缺陷, 其问题主要有:首先汽轮机低压进汽口没有对调节配汽等机构进行充分的考虑, 这也就使得其补汽的过程具有一定的难度, 不能够满足因水泥窖产生波动而使得补汽量以及补汽参数产生变化的要求。其次是没有对汽轮机低压进气口的通流结构进行相应的调整, 仍然在汽轮机组中采用标准的通流结构。再其次是低压进气阀与主蒸汽进气阀之间的保护、联锁、调节、控制关系没有按照实际情况进行调节, 这也就使得其生产安全性得不到保障。最后是在汽轮机运行的过程中没有将低压蒸汽进入汽轮机而使其尾叶沾染一定水分造成腐蚀等情况考虑在内, 也没有设立相应的除湿措施。在余热回收系统中, 汽轮机组的问题是其对于发电能力差距以及200℃以下的废气不能进行充分利用的主要因素之一。

5 电站系统与水泥生产系统的协调配合存在问题

在水泥生产企业一般都建设有相应的余热电站, 而为了使得资源的利用充分, 就需要将水泥生产系统与电站系统进行协调配合。但是, 目前我国的水泥生产企业在两者之间的协调配合方面存在一些问题。在水泥厂中, 对于已经投入生产的余热电站而言, 因为电站的运行与水泥生产的特点具有很大的差异, 这也就使得在对其进行管理时, 将其分为两套独立运行的系统, 都由专业的人员对其进行管理。而在余热锅炉系统的运行过程中, 其投入与解出都需要与窑的运行参数相配合, 这也就使得窑的管理流程增加, 使得两者之间在运行过程中产生一定的矛盾。

6 结论

本文通过对水泥窑纯低温余热发电的若干问题进行分析, 为纯低温余热发电技术的发展提供可靠的科学依据, 促进水泥工业的发展。

摘要：随着我国经济与科技的快速发展, 新型干法水泥窖纯低温余热技术已经在水泥工业中广泛的得到了应用。水泥窖纯低温余热技术就是通过将在水泥煅烧过程中产生的废物余热转化成电能之后, 再重新运用于水泥生产的技术。该技术的出现大大的提高了能源的利用效率, 有效地降低了水泥生产的能耗, 对于水泥企业的发展有着非常重要的作用。但是, 水泥窖纯低温余热技术还不成熟, 仍然存在一些问题。本文就水泥窖纯低温余热发电的若干问题展开讨论, 为纯低温余热技术的研究发展以及推广应用提供有力的参考依据。

关键词：低温,余热发电,问题

参考文献

[1]唐金泉.水泥窑纯低温余热发电技术评价方法的探讨[J].中国水泥, 2009 (12) .

[2]唐金泉.我国新型干法水泥窑纯低温余热发电技术现状[J].中国水泥, 2010 (10) .

水泥余热发电论文 篇10

我公司水泥窑纯低温余热发电系统使用BN5-1.6/0.3补凝式汽轮机, 液压系统由径向钻孔离心式主油泵供给压力油, 系统中装有两台型号为YL-12.5的表面热交换冷油器, 每台冷油器的冷却面积为12.5m2, 有264根铜管, 运行中油侧压力为1.0MPa、水侧压力为0.2MPa。正常运行状态时, 冷油器一用一备, 必要时也可两台并联运行。该系统在2009年10月投运后, 曾多次出现冷油器的铜管大面积漏油事故, 给企业的安全生产带来不利影响。

2 原因分析及处理

2.1 事故原因分析

冷油器泄漏事故刚发生时, 首先怀疑冷油器存在铜管胀接质量问题。对此, 在更换铜管时严格按检修工艺要求施工操作, 且更换铜管后严格执行冷油器的严密性试验, 即油侧应进行1.5倍工作压力的水压试验, 保持5min无渗漏。但是泄漏事故仍继续出现。进一步检查发现, 并非所有的泄漏都发生在胀口, 有半数是铜管出现裂缝引起泄漏;运行原始记录显示有3次泄漏事故都是切换冷油器运行后就出现。因此怀疑液压系统供油设计的合理性。

汽轮机液压系统的供油原理见图1。从图中可看到, 主油泵出口约1.0MPa的高压油分成两路:一路供调速保安系统;另一路至冷油器, 油冷却至41℃左右后又分两路, 一部分供给喷射泵, 另一部分降压到0.12MPa供轴承润滑使用。油箱的油温和主油泵出口油温均稳定在44℃左右。

我们认为, 该供油系统设计结构不合理。供喷射泵使用的高压油经过冷油器, 使冷油器长时间受1.0MPa的油压, 引起铜管在运行时发生严重泄漏事故。

2.2 技改方案

技改方案见图2。将喷射泵的高压油取点设置在冷油器之前, 在管道上增加节流阀, 将经过冷油器的压力油节流降压到0.45MPa, 确保汽轮机轴承用油的需求。

经测算:喷射泵的喷嘴流量为100L/min, 润滑油的流量为180L/min。喷射泵的高压油不经过冷油器, 降低了冷油器的负荷, 虽然冷却油量的减少使油箱油温有所上升, 但幅度很低, 不影响油系统的其他性能参数。

3 效果