水泥防水知识
水泥技术|肖艳: 海螺川崎余热发电技术介绍及推广概况
作者:防水之家  建材之家    2017-08-22  浏览:63
防水之家讯:一、新型干法水泥生产线余热资源的分析
在新型干法水泥生产过程中,一般会产生两路废气余热:一路是窑头余热,指熟料在冷却机内冷却而产生大量的热空气;另一路是窑尾余热,指生料在预热器内与烟气对流换热,使得预热器出口存在着大量的余热烟气。以5000t/d熟料生产线为例:




以2500t/d熟料生产线为例:



2、熟料生产线余热资源的分析



3、熟料生产线余热资源的特点:



熟料生产线产生的余热资源具有流量大、品位低、含尘浓度高的特点。



二、水泥余热资源回收的必要性及需遵循的原则

1、 余热回收的必要性

1)通过回收余热可有效提高系统热效率,节约能源;



2)通过回收余热可改善收尘设备的工况,对于环保有两方面作用;

窑头锅炉:锅炉前设置了高效预收尘器,降低烟气的粉尘浓度,大大改善了熟料线原收尘器的工况条件下; 窑尾锅炉:采用卧式窑尾锅炉,其前置式灰斗结构及高效振打除尘方式,大大降低了锅炉出口烟气的含尘浓度;
2、余热回收需遵循的原则。余热回收既要保证在满足水泥生产工艺自身余热需要、不影响水泥窑的热工操作、不增加水泥熟料烧成热耗及电耗的前提下,最大限度的回收利用余热资源;又要合理梯级利用不同品位余热,充分发挥余热的作功能力。

三、海螺川崎余热发电的技术特点及技术指标

1、技术特点

1)适应性强:针对水泥窑生产过程中工艺状况的波动,采用了闪蒸热力系统技术,较好地解决了与水泥工艺状况波动的适应性,譬如:窑头烟温出现较大波动时,利用闪蒸器,通过自动调整锅炉给水流量,将最大限度的回收余热,提高系统的热回收效率,确保系统运行稳定。

2)热回收效率高:根据窑尾废气资源的特性,设计了窑尾卧式余热锅炉,良好解决了粉尘在受热面上的附着问题,提高了锅炉的换热效率;同时在锅炉蒸发器的设计中应用了具有世界领先技术的计算软件,对蒸发器下降管中设置的节流孔板孔径进行精确计算,实现各蒸发段给水流速的调节,保证了受热面内的水动力特性。在除尘方面也有出色的表现,入风口设置导流板及前置式灰斗,实现预除尘和烟气均布;受热面立面布置,不易积灰。

3)换热效率高

废气与过热蒸汽的传热端差只10-15℃,受热面设计合理,传热效率高;蒸发器下降管设置节流孔板,调节各段的给水流速,保证受热面内的水动力特性。

4)设计理念先进

针对水泥余热资源的特点:废气流量大,品位低,含尘浓度高,在满足水泥工艺正常运行的前提下,最大限度的回收余热,即坚持“以热定电”的设计理念。

热力参数的选择:如熟料生产线原料磨为管磨,要求原料的烘干温度≥230℃,PH锅炉的出口温度为220℃,锅炉的设计压力将提高到1.6MPa;而熟料生产线原料磨为立磨,原料的烘干温度只需200℃左右,PH锅炉的出口温度设计为195℃,锅炉的设计压力为0.789MPa。


非标汽轮机的开发:通流部分采用全三维通流设计的汽轮机内效率普遍达到82%以上,比采用常规通流设计效率要高出4%~5%左右,即在同等进汽条件下,发电量会增加4~5%,达到国际先进水平。其重点技术在于隔板采用焊接结构,确保静叶喉部面积、叶片高度、安装角满足设计要求;动叶带围带整圈联接,振动应力小,运行安全可靠;通流子午面光顺,具有更高的流动效率;新一代梳齿式汽封,以特有的扰流作用,最大限度的减少漏汽;叶片型线优化设计,确保汽轮机在大范围变工况时具有较高的效率;弯扭联合成型静叶栅设计,比直叶片损失降低25%以上,提高汽轮机的级效率。


5)可靠性好

自行开发的智能化集散控制系统,操作稳定可靠,劳动生产率高。如:DCS系统设置了多个PID自动控制回路等。

6)接口技术方合理
根据对新型干法水泥工艺系统的认识理解,在余热发电系统与水泥工艺系统的接口中,根据不同的工艺装备,不同的能耗指标来确定合理取风位置,“量身定做”,避免取高温风与二、三次风抢风,增加煤耗,取到的风温过低,余热回收效率低。确保发电系统实现与水泥窑系统的有机结合。


2、典型生产线余热发电的技术指标、节能环保效益



按烟煤二氧化碳排放系数87.41t-CO2/TJ计(资料来源:《中国温室气体减排技术选择及对策评价》)



四、技术优势在工程中的具体体现

1、安全性、高效性、环保性

首先,安全性方面该技术采用的是PID控制回路作用于气动调节阀实现自动调节,响应速度快,调节精度高,抗干扰能力强;自行开发的DCS集散控制系统,实现过程和逻辑控制,设置完善的报警和保护程序,确保系统安全稳定运行;当水泥窑工况波动时,闪蒸热力系统通过自动调整锅炉给水流量,避免热力系统“汽塞”事故发生。

第二点是高效性,体现在三个技术层面上,闪蒸热力系统技术,对水泥窑不稳定废气资源的适应性强,当窑工艺状况波动时,可最大限度的回收余热;高效余热锅炉,针对水泥余热资源的特点,合理设计,换热效率高;高效汽轮机,通流部分全三维优化设计,提高汽轮机内效率。

第三点突出在环保性方面,通过对主蒸汽完全旁路设计,不对外损失排放,节约水资源,降低噪音;锅炉水、化学水有组织达标排放;对噪音的控制措施:锅炉汽包、主蒸汽管道排空处均设置消音器。

2、工程服务体系、管控目标、技术服务

服务体系可分为三级管理体系,包括公司、工程部、项目部;以及四位一体方式,包括工程、设计、成套、品质。

管控目标则体现在安全、质量、进度三个方面,对于安全,要求重大安全事故为零;质量上强调符合国家标准,让用户满意;进度上需严

格履行合同。

技术服务依托海螺集团的优势,建立了各种熟料生产线组合的发电培训基地,为业主提供水泥生产和余热发电的操作、管理等全方位的技术服务,使“以窑为主,四操合
一”的操作思想落到实处。

五、技术成果、工程业绩

至目前,我公司已获得实用型专利 10项,进入实审阶段专利4项。

工程业绩:发电机组已经建有112台套,水泥生产线160条,总装机容量1480MW;已建成机组65台套,装机容量998MW;并且在泰国、巴基斯坦及国内22个省、市、自治区分布。

在节能环保效益也取得了良好的成绩,全部投运后,每年可发电约112.48亿度,按照火力发电同口径计算,每年可节约标准煤约405万吨,减排二氧化碳约1037万吨。


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