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摘要:本文对水泥窑余热发电技术做了简单叙述,并结合工程实例,对C2过热器在实际工程中的应用做了简要介绍。
关键词:余热发电,C2过热器
中图分类号:TM617
1、水泥窑余热发电技术概述
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35%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。
目前水泥行业已经推广应用的几种纯低温余热发电技术,以蒸汽参数来分,基本上有两类:一类为第一代水泥窑纯低温余热发电技术,即0.689~1.27MPa—280~330℃的低压低温系统;一类为大连易世达新能源发展股分有限公司2003年至2005年研究开发成功的第二代水泥窑纯低温余热发电技术,其标志为:主蒸汽参数为1.27~3.43MPa-340~435℃,实现了理论上采用这种主蒸汽参数时的最大发电量3140kj/kg-38~45kWh。第二代纯低温余热发电技术热力系统基本构成模式之一见图1。
2、C2过热器简介
在不影响水泥线正常运行的前提下,为进一步提高发电量,大连易世达新能源发展股分有限公司成功开发了C2过热器(SSH蒸汽过热器)。该装置的外观形式与C2级预热器内筒完全相同,从而替代C2级预热器内筒。该装置的作用是利用C2级预热器内的相对高温窑尾废气将窑尾SP余热锅炉生产的低温蒸汽进一步过热,因提高了進汽轮机蒸汽的过热度,可使水泥窑纯低温余热发电功率提高2.5%以上。
设置C2蒸汽过热器使C2级预热器出口废气温度降低5℃,根据我公司经验,补充加强C1级预热器本体及C1级预热器出口废气管道的保温后可使出C1级预热器的废气温度提高5~6℃,这样做的结果,不但消除了窑尾C2级预热器增加C2蒸汽过热器后对熟料热耗的影响,同时还可使出C1级预热器的废气温度比上C2蒸汽过热器前略有提高。
3、C2过热器实例
大连易世达新能源发展股分有限公司已将C2蒸汽过热器技术全面推向市场,至今已在多个项目上配套投产了SSH蒸汽过热器并全部达到(超过)了预期目标,本文对我公司总承包的带有C2蒸汽过热器的登封嵩基水泥有限公司项目做简要介绍。
登封嵩基水泥有限公司有一条设计产量为5000t/d(实际产量预计为5500t/d)新型干法熟料生产线,为利用新型干法水泥窑生产过程中产生的废气余热,节约能源、减少环境热污染、进一步降低产品生产成本,登封嵩基水泥有限公司拟利用该条水泥窑废气余热建设余热电站。根据工厂提供的资料,窑尾预热器排放的废气参数为375000 Nm3/h—310℃,生料烘干所需废气温度为170℃,煤烘干废气温度为220℃。因此根据此工况条件,我公司为其设计的余热发电热力系统见图2。
SP中压段产生的蒸汽通过C2蒸汽过热器进一步锅炉,可使蒸汽温度由290℃过热至380℃,发电功率可达9370KW;按其熟料产量5000t/d计算,吨熟料发电量可达45 KW。按水泥线年运转时间300天计算,本余热电站年发电量可达6746万度电。5000t/d熟料生产线配套的余热电站按投资6000万计算,工业用电按0.5元/度计算,考虑到管理成本及设备维护成本,余热电站的投资可在2.5年内回收。
水泥生产企业建设余热电站,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。
关键词:余热发电,C2过热器
中图分类号:TM617
1、水泥窑余热发电技术概述
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35%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。
目前水泥行业已经推广应用的几种纯低温余热发电技术,以蒸汽参数来分,基本上有两类:一类为第一代水泥窑纯低温余热发电技术,即0.689~1.27MPa—280~330℃的低压低温系统;一类为大连易世达新能源发展股分有限公司2003年至2005年研究开发成功的第二代水泥窑纯低温余热发电技术,其标志为:主蒸汽参数为1.27~3.43MPa-340~435℃,实现了理论上采用这种主蒸汽参数时的最大发电量3140kj/kg-38~45kWh。第二代纯低温余热发电技术热力系统基本构成模式之一见图1。
2、C2过热器简介
在不影响水泥线正常运行的前提下,为进一步提高发电量,大连易世达新能源发展股分有限公司成功开发了C2过热器(SSH蒸汽过热器)。该装置的外观形式与C2级预热器内筒完全相同,从而替代C2级预热器内筒。该装置的作用是利用C2级预热器内的相对高温窑尾废气将窑尾SP余热锅炉生产的低温蒸汽进一步过热,因提高了進汽轮机蒸汽的过热度,可使水泥窑纯低温余热发电功率提高2.5%以上。
设置C2蒸汽过热器使C2级预热器出口废气温度降低5℃,根据我公司经验,补充加强C1级预热器本体及C1级预热器出口废气管道的保温后可使出C1级预热器的废气温度提高5~6℃,这样做的结果,不但消除了窑尾C2级预热器增加C2蒸汽过热器后对熟料热耗的影响,同时还可使出C1级预热器的废气温度比上C2蒸汽过热器前略有提高。
3、C2过热器实例
大连易世达新能源发展股分有限公司已将C2蒸汽过热器技术全面推向市场,至今已在多个项目上配套投产了SSH蒸汽过热器并全部达到(超过)了预期目标,本文对我公司总承包的带有C2蒸汽过热器的登封嵩基水泥有限公司项目做简要介绍。
登封嵩基水泥有限公司有一条设计产量为5000t/d(实际产量预计为5500t/d)新型干法熟料生产线,为利用新型干法水泥窑生产过程中产生的废气余热,节约能源、减少环境热污染、进一步降低产品生产成本,登封嵩基水泥有限公司拟利用该条水泥窑废气余热建设余热电站。根据工厂提供的资料,窑尾预热器排放的废气参数为375000 Nm3/h—310℃,生料烘干所需废气温度为170℃,煤烘干废气温度为220℃。因此根据此工况条件,我公司为其设计的余热发电热力系统见图2。
SP中压段产生的蒸汽通过C2蒸汽过热器进一步锅炉,可使蒸汽温度由290℃过热至380℃,发电功率可达9370KW;按其熟料产量5000t/d计算,吨熟料发电量可达45 KW。按水泥线年运转时间300天计算,本余热电站年发电量可达6746万度电。5000t/d熟料生产线配套的余热电站按投资6000万计算,工业用电按0.5元/度计算,考虑到管理成本及设备维护成本,余热电站的投资可在2.5年内回收。
水泥生产企业建设余热电站,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。