水泥生产余热发电

余热发电系统工艺流程

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 P H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A QC炉的I

段。 ②PH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 P H余热锅炉废气温度降到18 0 —200C，供生料粉磨烘干使用。P H锅炉热效率可达35%以上。 ③汽轮发电机组：上述二台余热锅炉生产的蒸汽共可发电 4100kW 因此配置4500kW凝汽式汽轮机组一套。 整个工艺流程是：40 C左右的给水经过除氧，由锅炉给水泵加压进入 AQC 锅炉省煤器后加热成135 C左右的热水，热水分成两部分，一部分送往AQC锅炉，另一部分送往SP锅炉；然后依次经过各自锅炉的蒸发器、过热器产生1.6MPa-320C和1.6MPa-320C的过热蒸汽，在蒸汽母管汇合后进入汽轮发电机组做功，做功后的乏汽进入凝汽器成为冷凝水，冷凝水和补充纯水经除氧器除氧再进行下一个热力循环。 PH锅炉出口废气温度180-200 C左右，用于烘干生料。 表2-6主要余热发电设备一览表

水泥余热发电

一、水泥窑纯低温余热发电背景 随着水泥熟料煅烧技术的发展，发达国家水泥工业节能技术水平发展很快，低温余热在水泥生产过程中被回收利用，水泥熟料热能利用率已有较大的提高。但我国由于节能技术、装备水平的限制和节能意识影响，在窑炉工业企业中仍有大量的中、低温废气余热资源未被充分利用，能源浪费现象仍然十分突出。新型干法水泥熟料生产企业中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排出的350℃左右废气，其热能大约为水泥熟料烧成系统热耗量的35％，低温余热发电技术的应用，可将排放到大气中占熟料烧成系统热耗35％的废气余热进行回收，使水泥企业能源利用率提高到95％以上。项目的经济效益十分可观。 我国是世界水泥生产和消费的大国，近年来新型干法水泥生产发展迅速，技术、设备、管理等方面日渐成熟。目前国内已建成运行了大量2000t/d以上熟料生产线，新型干法生产线与其他窑型相比在热耗方面有显著的降低，但新型干法水泥生产对电能的消耗和依赖依然强劲，因此，新型干法水泥总量的增长对水泥工业用电总量的增长起到了推动作用，一定程度上加剧了电能的供应紧张局面。而目前国内运行的新型干法水泥熟料生产线采用余热发电技术来节能降耗的企业极少，再者，国内由于经济潜力增长加剧了电力短缺的矛盾，刺激了煤电项目的增长，一方面煤电的发展会加速煤炭这种有限资源的开采、消耗，另一方面煤电生产产生大量的CO2等温室气体，加剧了对大气的环境污染。因此在水泥业发展余热发电项目是行业及国家经济发展的必然。此外，为了提高企业的市场竞争力，扩大产品的盈利空间，国内的许多水泥生产企业在建设熟料生产线的同时，也纷纷规划实施余热发电项目。 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余热发电项目已经成为水泥业发展的一种趋势，也完全符合国家产业政策。 截至2009年，全国新型干法熟料生产线为934条,熟料产能7.6亿吨, 预计到2010年全国新型干法熟料生产线为1080条左右，熟料生产能力为8.6亿吨左右。虽然在水泥行业余热发电推广和普及迅速,除已建和在建外，到2010年全国还有50%的全国新型干法熟料生产线可以配置余热发电装置,如果以上新型干法熟料线全部配套余热发电，每年可实现节电270亿度，相当于节约煤炭消耗1000万吨（标煤），可减排CO2约24400万吨。 根据国家现行产业政策和“八部委”文件要求，截止2010 年国内新型干法水泥生产线配套建设纯低温余热电站的比例将达到40％，即到2010 年底以前还将有约400多座纯低温余热电站建成并投入运行。 二、新型干法水泥窑纯低温余热发电的兴起 1998年3月，日本政府赠送的中国首套水泥纯低温余热发电机组在海螺建成投运，十年来，该项目取得了良好的社会和经济效益，起到了很好的示范作用。海螺集团公司集成创新，在原有的基础上，针对水泥工艺特性改进设计，自行研发DCS系统，个性化设计，国产化装备。所开发的纯低温水泥窑余热发电技术余热回收效率高、发电过程中无需补充燃料，不产生任何污染，已处于国际领先地位。该技术是符合国家产业政策的绿色发电技术，是一种环保的、节能减排的、符合可持续发展要求的循环经济技术，经济效益也非常显著。

低沸点工质的有机朗肯循环纯低温余热发电技术

低沸点工质的有机朗肯循环纯低温余热发电技术 作者：来源：更新日期：2007-3-19 引言 我国水泥厂的余热发电，先后经历高温余热发电、带补燃炉的中低温余热发电和纯低温余热发电3个阶段。纯低温余热发电与带补燃的中低温余热发电相比，具有投资省、生产过程中不增加粉尘、废渣、N0。和S0。等废弃物排放的优点。 本文介绍以色列奥玛特(0RMAT)公司利用低温热源的有机朗肯循环(0rga nic Rankine Cyck，简称()RC)纯低温余热发电技术。该技术有别于常规技术，其特点是：不是用水作为工质，而是使用低沸点的有机物作为工质来吸收废气余热，汽化，进入汽轮机膨胀做功。 1.低沸点的有机物 在一个大气压下，水的沸点足100℃，而一些有机物的沸点却低于水的沸点，见表l。 有机物的沸点与压力之间存在着对应关系，以氯乙烷为例，见表2。水的沸点与压力之间对应关系见表3。

由表2和表3可见，氯乙烷的沸点比水低，蒸气压力很高。根据低沸点有机工质的这种特点，就可以利用低温热源来加热低沸点工质，使它产生具有较高压力的蒸气来推动汽轮机做功。 2ORC纯低温余热发电在地热发电方面的应用 0RC纯低温余热发电技术在我国地热发电方面已得到初步应用，我国目前已经勘测发现的地热田均属热水型热储。热水型资源发电采用的热力系统主要有两种，即扩容(闪蒸)系统和双工质循环系统。西藏羊八井地热电站，热水温度145℃，采用二次扩容热力系统，汽轮机(青岛汽轮机厂设计制造D3一1．7／0．5型地热汽轮机发电机组)单机容量3000W，3000W／m in，一次进汽压力182kPa，温度115℃，二次进汽压力54kPa，温度81℃，额定排汽压力为10kPa。双工质循环系统中，地热水流经热交换器，把地热能传递给另一种低沸点丁质，使之蒸发产生蒸气，组成低沸点工质朗肯循环发电。双工质循环机组，其热效率高，结构紧凑。我国的小型双工质循环系统地热电站——辽宁营口熊岳试验电站的装机容量2×J00KW，利

余热发电设计方案

水泥有限公司 2000t/d水泥窑余热发电工程（5MW）项目技术方案

目录 1 项目申报基本概况 (1) 1.1项目名称 (1) 1.2项目地址 (1) 1.3项目建设规模及产品 (1) 1.4项目主要技术经济指标 (1) 2 拟建项目情况 (3) 2.1建设内容与范围 (3) 2.2建设条件 (3) 2.3装机方案 (4) 2.4电站循环冷却水 (11) 2.5化学水处理 (12) 2.6电气及自动化 (13) 2.7给水排水 (16) 2.8通风与空调 (16) 2.9建筑结构 (16) 2.10项目实施进度设想 (18) 2.11组织机构及劳动定员 (19) 3 资源利用与节约能源 (21) 3.1资源利用 (21) 3.2节约能源 (21)

附：原则性热力系统图

1 项目申报基本概况 1.1 项目名称 项目名称：水泥有限公司2000t/d水泥窑余热发电工程（5MW）1.2 项目地址 ，与现有水泥生产线建在同一厂区内。 1.3 项目建设规模及产品 根据2000t/d水泥窑的设计参数和实际运行情况，建设规模拟定为：在不影响水泥熟料生产、不增加水泥熟料烧成能耗的前提下，充分利用水泥生产过程中排出的废气余热建设一座装机容量为5MW纯低温余热电站。 产品为10.5kV电力。 1.4 项目主要技术经济指标 主要技术经济指标一览表

2 拟建项目情况 2.1 建设内容与范围 本项目根据2000t/d水泥生产线的实际运行情况、机构管理和辅助设施，建设一座5MW纯低温余热电站。本项目的建设内容与范围如下：电站总平面布置； 窑头冷却机废气余热锅炉（AQC炉）； 窑尾预热器废气余热锅炉（SP炉）； 窑头冷却机废气余热过热器（简称AQC-SH）； 锅炉给水处理系统； 汽轮机及发电机系统； 电站循环冷却水系统； 站用电系统； 电站自动控制系统； 电站室外汽水系统； 电站室外给、排水管网及相关配套的土建、通讯、给排水、照明、环保、劳动安全与卫生、消防、节能等辅助系统。 2.2 建设条件 2.2.1 区域概况 2.2.2 余热条件 根据公司提供的水泥窑正常生产15天连续运行记录，废气余热条件如下。 （1）窑头冷却机可利用的废气余热量为： 废气量（标况）：140000Nm3/h 废气温度： 310℃ 含尘量： 20g/Nm3 为了充分利用上述废气余热用于发电，通过调整废气取热方式，将废

水泥窑余热发电锅炉双压技术

2 双压系统技术介绍 2．1 为什么采用双压系统 水泥窑产生余热废气量很大，温度在350℃以下，为了充分利用这些低温热源，就要求发电系统更为合理。根据朗肯循环和数学微积分原理可知，蒸汽分段进入汽轮机做功发电是最合理的。 双压系统可使相对高温热源(210～350℃烟气)产生较高参数的蒸汽，使相对低温热源(100～210℃烟气)产生较低参数的蒸汽，使能量分布优化，系统充分吸收低参数热量，发出更多的电能。对于火力发电，为了提高热力循环系统效率，一般应尽量提高主蒸汽参数，对于水泥窑纯低温余热发电，主蒸汽参数的选取取决于水泥窑排放废气的温度，应尽可能接近废气温度，考虑传热温差和受热面的经济性，一般有10～15℃的温差。而主蒸汽压力的选取则要多方面斟酌，例如某项目选取l.7MPa，330℃，对于l.7MPa的主蒸汽，其饱和温度为204℃，因换热温差的存在，烟气产生主蒸汽后，余热锅炉排出烟气温度在210℃以上，主蒸汽压力选择得越高，产生主蒸汽后的烟气排出温度越高。这样主蒸汽压力的选取，对210℃以下烟气余热利用有重大影响。这对于窑尾预热器(SP)是合适的，因为210℃左右以下的烟气热量还要用于原料烘干。但对于窑头篦冷机(AQC)来说，是不经济的，因为210℃以下热量排放掉，不仅造成能源浪费，还对环境产生了热污染。根据我国的实际情况及技术水平，AQC的排气温度在90～100℃是合适的，这样造成100～200℃之间热量的利用成为问题，根据分析这部分热量占总废热量的17～20％。为了有效地利用这部分热量，我们采用双压系统，高压主蒸汽(参数为1.7MPa，330℃)吸收210℃以上的烟气热量，低压系统蒸汽(参数为0.45MPa，165℃)可以吸收l00～210℃之间的烟气热量。 当然，为尽可能利用余热，提高余热利用率，也可以再设置一级或多级压力，通过定量分析计算，对上述余热，使用三压后，只比双压多发几十千瓦电，而系统造价却要增加一百多万元，技术经济性较差，系统会更复杂。同理，多压的技术经济性更差。因此，对水泥厂中低温余热来说，双压技术是比较合适的。 2.2双压系统的技术关键点 双压锅炉 双压锅炉能使排气温度降到95℃左右，比单压锅炉吸收余热量大，系统热量利用率高。杭州锅炉厂已经有非常成熟的双压锅炉技术。 补汽式汽轮机 补汽式汽轮机的设计和制造技术已经很成熟。我公司通过和西安交通大学联合，对补汽式汽轮机持续开发研究和科技创新攻关，确定了合适的补汽点,设计了蜗壳式补汽缸，解决了补汽难的问题。

余热发电的工艺流程、主要设备和工作原理简单介绍

纯低温余热发电工艺流程、主机设备和工作原理简介 直接利用水泥窑窑头窑尾排放的中低温废气进行余热回收发电，无需消耗燃料，发电过程不产生任何污染，是一种经济效益可观、清洁环保、符合国家清洁节能产业政策的绿色发电技术，具有十分广阔的发展空间与前景。 工艺流程: 凝汽器热水井内的凝结水经凝结水泵泵入.2闪蒸器出水集箱，与出水汇合,然后通过锅炉给水泵升压泵入锅炉省煤器进行加热,经省煤器加热后的水(223℃)分三路分别送到炉汽包炉汽包和.1闪蒸器内。进入两炉汽包内的水在锅炉内循环受热,最终产生一定压力下的过热蒸汽作为主蒸汽送入汽轮机做功.进入.1闪蒸器内的高温水通过闪蒸技术产生一定压力下的饱和蒸汽送入汽轮机第三级后做功，而№.1闪蒸器的出水作为№.2闪蒸器闪蒸饱和蒸汽的热源，№.2闪蒸器闪蒸出的饱和蒸汽送入汽轮机第五级后做功，做过功后的乏汽经过凝汽器冷凝后形成凝结水重新参与热力循环。生产过程中消耗掉的水由纯水装置制取出的纯水经补给水泵打入热水井。 主机设备性能特点： 一、余热锅炉: 炉和炉 锅炉的设计特点如下: 锅炉型式为立式,锅炉由省煤器、蒸发器、过热器、汽包及热力管道等构成。锅炉前设置一预除尘器（沉

降室），降低入炉粉尘。废气流动方向为自上而下,换热管采用螺旋翅片管,以增大换热面积、减少粉尘磨损的作用。锅炉内不易积灰，由烟气带走，故未设置除灰装置，工质循环方式为自然循环方式。 过热器作用：将饱和蒸汽变成过热蒸汽的加热设备，通过对蒸汽的再加热，提高其过热度（温度之差），提高其单位工质的做功能力。 蒸发器作用：通过与烟气的热交换，产生饱和蒸汽。 省煤器作用：设置这样一组受热面，对锅炉给水进行预热，提高给水温度，避免给水进入汽包，冷热温差过大，产生过大热应力对汽包安全形成威胁，同时也避免汽包水位波动过大，造成自动控制困难。一方面最大限度地利用余热，降低排烟温度，另一方面，给水预热后形成高温高压水，作为闪蒸器产生饱和蒸汽的热源。 沉降室作用：利用重力除尘的原理将烟气中的大颗粒熟料粉尘收集，避免粉尘对锅炉受热面的冲刷、磨损。 锅炉的设计特点如下: 锅炉型式为卧式,锅炉由蒸发器、过热器、汽包及热力管道构成，废气流动方向为水平流动,换热管采用蛇形光管,以防止积灰。因生料具有粘附性，故锅炉设置振打装置进行除灰,工质循环为采用循环泵进行强制循环方式。 二、汽轮机 汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机。依其做功原理的不同，可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮

水泥工厂余热发电设计规范标准

1 总则 1.0.1 为在水泥工厂余热发电工程设计中，贯彻国家能源综合利用基本方针政策，做到安全可靠、技术先进、降低能耗、节约投资，制定本规。 1.0.2 本规适用于新建、扩建、改建新型干法水泥生产线余热发电的工程设计。 1.0.3 新建、扩建水泥工厂的余热发电工程或既有水泥生产线改造增设余热发电系统，设计基本原则应符合国家产业政策和现行国家标准《水泥工厂设计规》GB50295和《水泥工厂节能设计规》GB50443。 1.0.4 当余热发电工程设计容含有热电联供或设有补燃锅炉时，相关部分应符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规》GB50049的有关规定。 1.0.5 水泥工厂余热发电工程环境保护和劳动安全设计，必须贯彻执行国家有关法律、法规和标准。 1.0.6 水泥工厂余热发电工程设计，除应符合本规外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语 2.0.1 余热发电工程设计文件、图纸使用术语应符合本规规定。本规未纳入与水泥工厂余热发电工程相关的术语应符合现行国家标准《工业余热术语、分类、等级及余热资源量计算办法》GB/T1028、《电力工程基本术语标准》GB50297及国家有关术语标准的规定。 2.0.2 余热利用Waste Heat Recovery 以环境温度为基准，对生产过程中排出的热载体可回收热能的利用。 2.0.3 窑头余热锅炉 Air Quenching Cooler Boiler 利用窑头熟料冷却机排出的废气余热生产热水或蒸汽等工质的换热装置，简称AQC炉。 2.0.4 窑尾余热锅炉Suspension Preheater Boiler 利用窑尾预热器排出的废气余热生产热水或蒸汽等工质的换热装置，简称SP 或PH锅炉。 2.0.5 余热发电Waste Heat Power Generation 仅利用工业生产过程中排放的余热进行发电，也称纯余热发电。 2.0.6 热电联供 Cogeneration 余热发电在生产电能的同时，还可生产热水或蒸汽供热。 2.0.7主厂房 Main Power Building 设有汽轮发电机组及附属设备、设施的厂房。 2.0.8闪蒸器 Flasher 具有一定温度和压力的不饱和水进入压力较低的容器中时，由于压力的突然降低使不饱和水变成容器压力下的饱和蒸汽和饱和水的容器。 2.0.9 双压锅炉 Dual-pressure Boiler 具有两种蒸汽工作压力参数的锅炉。

水泥厂余热发电

水泥厂余热发电 水泥厂余热发电 宁国水泥厂水泥窑余热发电项目总结报告 安徽宁国水泥厂 一、前言 一九九五年八月，日本国新能源产业技术综合开发机构（NEDO）与中国国家计委、国家建材局签订了水泥余热发电设备示范事业基本协定书，由日方无偿提供一套先进且成熟可靠的低温余热发电技术和设备用于中国现有水泥厂，通过科学论证和国内外专家的实地考察，日方提供的这套设备安装在宁国水泥厂4000t/d 水泥生产线上，发电机装机容量为6480kw，设计年发电量为4087x10000kwh，吨熟料发电能力为3307kwh／t。 二、余热发电项目的主要技术特点 水泥厂余热资源的特点是：流量大，品位低。以宁国水泥厂4O00t/d生产线为例，PH（预热器）和、AQC（冷却机）出口废气流量和温度分别为258550Nm3/h、340℃和306600Nm3/h、238℃，其中部分废气用来烘干燃煤和原料。 针对上述余热资源的特点，在热力系统的设计上采取以下技术措施： 1、采用减速式两点混汽式汽轮机，利用参数较低的主蒸汽和来自闪蒸器的饱和蒸汽发电； 2、设置具有专利技术的余热锅炉，能够充分利用余热资源； 3、应用热水闪蒸技术，设置一台高压用蒸器和一台低压闪蒸器，闪蒸出的饱和蒸汽混入汽轮机做功；

4、由于PH出口废气还要用于原料烘干，所以PH锅炉无省煤器，只设蒸发器和过热器，从而使出炉烟温达250℃，仍可用于原料烘干； 5、AQC锅炉设计为立式自然循环锅炉，带汽包，烟气自上而下通过锅炉。锅炉自上而下布置过热器、蒸发器和省煤器，由于废气粉尘为熟料颗粒，粘附性不强，除尘方式采用自然沉降；另外为增大换热面积，强化换热效果，AQC锅炉的传热管设计为螺旋翅片管。PH锅炉采用卧式强制循环锅炉，带汽包，设蒸发器和过热器，烟气在管外水平流动，受热面为蛇彩光管，设置机械振打装置来解决废气的粉尘附着问题。 再者，整个余热发电系统采用先进的DCS集散控制系统，系统的操作简便可靠，并设有完善的报警和保护程序，使整个发电工艺系统能够长期稳定运行。 上述关键技术的解决，为保证系统设计的可靠性、合理性起到重要作用。较好地解决了制约我国纯低温水泥余热发电技术水平提高的瓶颈问题，以上技术在宁国水泥厂余热发电系统成功应用，在国内处于领先水平，并且达到国际先进水平。 三、项目的建成和运转实绩 项目于一九九六年十月十八日破土动工，一九九八年一月十四日实现两台锅炉通汽煮炉，随后顺利完成了蒸汽吹管，汽轮机冲动和升速，汽轮机保护动作实验等一系列工作，同年二月八日发电机组并网发电一次成功。 自一九九八年三月开始实质性运转至二OO一年底，从统计数据表明，平均吨熟料发电量已达35．35kwh／t，累积发电量已达18677万千瓦时，实现了系统安全、稳定、高效运行，实现投产当年达产达标的可喜成绩。在项目的生产管理上，充分吸收海螺集团多年来生产管理的先进经验，组织技术管理人员及时编写了一系列规章制度和安全操作规程，使余热发电系统的生产管理迅速走向科学

水泥窑余热发电概述

水泥窑余热发电概述 水泥窑余热发电概述 水泥窑余热发电技术是直接对水泥窑在熟料煅烧过程中窑头窑尾排放的余热废气进行回收，通过余热锅炉产生蒸汽带动汽轮发电机发电。 一条日产5000