一、華效資源簡(jiǎn)介

 

     華效資源有限公司是由原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委資源司為承擔(dān)世界銀行/全球環(huán)境基金項(xiàng)目而組織成立的有限責(zé)任公司。于1997年10月經(jīng)國(guó)家工商總局批準(zhǔn)注冊(cè)成立，2003年改制成股權(quán)多元化的股份制企業(yè)。經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，已經(jīng)形成了以余熱發(fā)電系統(tǒng)工藝開(kāi)發(fā)、發(fā)電主設(shè)備研發(fā)制造、發(fā)電工程總承包和項(xiàng)目投融資為一體的節(jié)能環(huán)保高科技集團(tuán)公司。同時(shí)，公司還開(kāi)發(fā)推廣燃煤電廠電子束煙氣脫硫和電廠水處理零排放等技術(shù)。

 

     華效資源與哈爾濱電站集團(tuán)公司的發(fā)電設(shè)備國(guó)家工程研究中心共同組建了哈爾濱華晟余熱發(fā)電設(shè)備有限公司。同時(shí)依托發(fā)電設(shè)備國(guó)家工程研究中心的核電技術(shù)，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)開(kāi)發(fā)和工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，針對(duì)水泥窯、燃汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)、冶金燒結(jié)爐和冶金蒸汽熱網(wǎng)余汽等余熱資源的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)制造了具有高技術(shù)難度的閃 蒸汽輪機(jī)和余熱鍋爐系統(tǒng)，可以對(duì)余熱資源量身定做發(fā)電設(shè)備，形成了以閃蒸工藝專利技術(shù)和閃蒸汽輪機(jī)為核心的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，從而形成了華效資源獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力，為市場(chǎng)推廣奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為我國(guó)余熱資源高水平的利用提供了技術(shù)上的保證。

 

     華效資源是獨(dú)家擁有閃蒸余熱發(fā)電工藝專利技術(shù)(先后有四項(xiàng)專利)，同時(shí)自己開(kāi)發(fā)制造余熱發(fā)電主設(shè)備和開(kāi)展工程總承包的專業(yè)高科技公司。獨(dú)特的閃蒸發(fā)電專利技術(shù)具有高效和平衡兩大特點(diǎn)，也就是在常規(guī)發(fā)電工藝的基礎(chǔ)上，增加了閃蒸調(diào)節(jié)回路，可以將廢氣溫度降低到90℃以下排入大氣，極大的提高了余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。同時(shí)，由于帶有閃蒸調(diào)節(jié)回路，使得整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)能很好的適應(yīng)和平衡廢氣溫度和流量發(fā)生較大幅度的變化，保持發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，也對(duì)原設(shè)備工藝(如水泥窯)起到了很好的系統(tǒng)平衡穩(wěn)定的作用。

 

     2003年，公司首次將閃蒸余熱發(fā)電技術(shù)，成功應(yīng)用在華能集團(tuán)海南發(fā)電公司南山電廠2×FT8燃汽輪機(jī)機(jī)組余熱閃蒸發(fā)電項(xiàng)目上，并取得了國(guó)家電網(wǎng)的新發(fā)電工藝和裝備上網(wǎng)的許可。之后公司將該技術(shù)應(yīng)用于水泥行業(yè)，山東泰山水泥集團(tuán)公司大型水泥窯（5000t/d+2500t/d）余熱發(fā)電工程于2006年1月并網(wǎng)發(fā)電，在全國(guó)的水泥行業(yè)具有重要的示范意義。今年伊始，我公司與中國(guó)材料集團(tuán)的中材水泥公司簽訂了中材郁南水泥公司等4個(gè)水泥廠的水泥窯余熱發(fā)電工程。截止到目前，已完成國(guó)內(nèi)40多條水泥窯閃蒸余熱發(fā)電工程的可行性研究報(bào)告、初步設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)。同時(shí)也與上海寶山鋼鐵公司等企業(yè)，開(kāi)展了各種冶金爐余熱發(fā)電項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。公司的發(fā)展目標(biāo)是成為國(guó)內(nèi)最大的中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的集成商。

 

     華效資源余熱發(fā)電項(xiàng)目根據(jù)水泥企業(yè)的經(jīng)營(yíng)情況、市場(chǎng)規(guī)模、資金實(shí)力，主要采取以下幾種合作方式。

 

     工程總承包模式(交鑰匙模式)    即業(yè)主提供資金，華效資源負(fù)責(zé)余熱發(fā)電電廠的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、建造、試運(yùn)行及工程技術(shù)服務(wù)，業(yè)務(wù)主方享有整個(gè)余熱發(fā)電的所有權(quán)。項(xiàng)目的建設(shè)周期一般在12個(gè)月以內(nèi)，整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)調(diào)試結(jié)束，投入正式運(yùn)營(yíng)，業(yè)務(wù)享有整個(gè)項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)收益。

 

     BT運(yùn)營(yíng)模式    華效資源帶資金并負(fù)責(zé)余熱發(fā)電電廠的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、建造、試運(yùn)行及工程技術(shù)服務(wù)，整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)調(diào)試結(jié)束后，華效資源將整個(gè)項(xiàng)目轉(zhuǎn)讓給水泥廠，一旦項(xiàng)目移交，水泥廠需要支付受讓款。該運(yùn)營(yíng)模式下，余熱發(fā)電項(xiàng)目總的轉(zhuǎn)讓價(jià)格要高于工程總承包模式，這是因?yàn)槿A效資源提供資金，同時(shí)承擔(dān)建造風(fēng)險(xiǎn)所致，一般項(xiàng)目整體轉(zhuǎn)讓價(jià)格為總承包模式下建造價(jià)格的1.15～1.2倍。

 

     BOT運(yùn)營(yíng)模式    即建設(shè)——運(yùn)營(yíng)——移交模式。華效資源采取的是準(zhǔn)BOT模式，即華效資源帶資金，負(fù)責(zé)余熱發(fā)電電廠的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、建造、試運(yùn)行及工程技術(shù)服務(wù)，在整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)調(diào)試結(jié)束，投入正式運(yùn)營(yíng)，華效資源在一定期限內(nèi)享有整個(gè)項(xiàng)目的所有權(quán)，并負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)管理或委托運(yùn)營(yíng)管理整個(gè)余熱發(fā)電電廠，享有發(fā)電收益，但與BOT模式不同的是，為使水泥廠盡早分享余熱發(fā)電收益，華效資源愿意讓度其擁有的發(fā)電收益中一部分給水泥廠，使水泥廠同樣能享有余熱發(fā)電運(yùn)營(yíng)回報(bào)。該模式適用于處于快速發(fā)展期，經(jīng)營(yíng)狀況良好，資信能力尚佳，但資金不足的水泥廠，其對(duì)于水泥廠的好處是，化解水泥廠的資金壓力，水泥廠前期不需要任何資金投入，但卻能夠享有余熱發(fā)電項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)回報(bào)。

 

      目前，根據(jù)中國(guó)水泥行業(yè)的實(shí)際情況，華效資源正在設(shè)計(jì)、制造和建設(shè)的水泥窯余熱發(fā)電項(xiàng)目中，以2500t/d和5000t/d水泥窯為例，其發(fā)電能力如下：

1、5000t/d水泥窯，按照目前的一般實(shí)際運(yùn)行狀況，根據(jù)實(shí)際測(cè)量的余熱參數(shù)，設(shè)計(jì)裝機(jī)10000kW發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)際發(fā)電能力在9000～11000kW之間。

2、2500t/d水泥窯，按照目前的一般實(shí)際運(yùn)行狀況，根據(jù)實(shí)際測(cè)量的余熱參數(shù)，設(shè)計(jì)裝機(jī)5000kW發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)際發(fā)電能力在4500～5500kW之間。

對(duì)于具體的項(xiàng)目要根據(jù)實(shí)際的參數(shù)標(biāo)定，而后單獨(dú)設(shè)計(jì)余熱發(fā)電系統(tǒng)和主設(shè)備。

 

1、閃蒸余熱發(fā)電技術(shù)概述

 

     閃蒸發(fā)電技術(shù)是一種能最大限度地利用中、低溫余熱的純余熱利用發(fā)電技術(shù)。該技術(shù)主要以200℃～500℃的低溫廢氣作為熱源，通過(guò)余熱鍋爐生產(chǎn)出過(guò)熱蒸汽和一定量的飽和水，將常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)無(wú)法利用的部分低品位低溫?zé)崮?，通過(guò)閃蒸系統(tǒng)生產(chǎn)出飽和蒸汽，與過(guò)熱蒸汽一起進(jìn)入多參數(shù)汽輪機(jī)作功發(fā)電，從而增加余熱發(fā)電功率，因此此技術(shù)一般可比常規(guī)技術(shù)多發(fā)電10～30%左右。同時(shí)，因?yàn)樵黾恿碎W蒸回路，使得該系統(tǒng)具有平衡和吸收不穩(wěn)定熱源發(fā)生的參數(shù)變化，保證發(fā)電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行，也對(duì)原工藝系統(tǒng)(例如水泥窯系統(tǒng))起到了平衡穩(wěn)定的作用。華效資源有限公司是國(guó)內(nèi)唯一擁有閃蒸發(fā)電技術(shù)的公司。

 

2、閃蒸復(fù)合發(fā)電的主要技術(shù)特點(diǎn)：

 

閃蒸復(fù)合發(fā)電技術(shù)可最大限度地利用200℃以上的低品位余熱；

余熱利用率80%左右，最終廢氣排出溫度可控制在90℃以下；比常規(guī)余熱發(fā)電技術(shù)效率高10～30%左右；

閃蒸系統(tǒng)對(duì)余熱源參數(shù)大幅度變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性；

 

     閃蒸工藝和主設(shè)備完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，所開(kāi)發(fā)的多進(jìn)汽閃蒸汽輪機(jī)達(dá)到國(guó)際同等技術(shù)水平，經(jīng)過(guò)兩個(gè)實(shí)際項(xiàng)目的運(yùn)行效果良好。水泥窯余熱鍋爐的排灰除塵能力強(qiáng)，換熱效率明顯高于其他類型的鍋爐。

 

     經(jīng)濟(jì)效益明顯，一般項(xiàng)目都在2～4年收回投資。屬純余熱利用技術(shù)，不增加任何對(duì)環(huán)境污染因素，社會(huì)效益高。

 

3、帶調(diào)節(jié)回路的閃蒸余熱發(fā)電工藝原理

 

     閃蒸余熱發(fā)電工藝技術(shù)，具有熱利用率和發(fā)電效率高、能平衡余熱熱源大幅度的不穩(wěn)定波動(dòng)的特點(diǎn)。這是通過(guò)獨(dú)特的閃蒸回路和閃蒸主動(dòng)調(diào)節(jié)組合控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，其原理就是利用閃蒸技術(shù)對(duì)大幅波動(dòng)的煙氣余熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)，在系統(tǒng)（鍋爐）吸收大量波動(dòng)的煙氣余熱后，利用閃蒸技術(shù)僅產(chǎn)生少量蒸汽的原理，大大減小了對(duì)閃蒸余熱發(fā)電系統(tǒng)的擾動(dòng)，保證余熱發(fā)電系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。

 

      帶可調(diào)節(jié)閃蒸系統(tǒng)的余熱發(fā)電工藝系統(tǒng)主要由鍋爐(1和6)、閃蒸器11、閃蒸汽輪機(jī)12、發(fā)電機(jī)13、凝汽器14、水泵(15和16)、閃蒸主動(dòng)調(diào)節(jié)組合控制器17和相應(yīng)的專家管理自控軟件等組成。可應(yīng)用于多熱源系統(tǒng)或單熱源系統(tǒng)，可以用于立式鍋爐或臥式鍋爐。

 

      下圖為帶可調(diào)節(jié)閃蒸系統(tǒng)的多熱源的余熱發(fā)電工藝系統(tǒng)示意圖。如圖所示，所述多熱源系統(tǒng)由一臺(tái)立式鍋爐1、一臺(tái)臥式鍋爐6和一套由汽輪機(jī)12和發(fā)電機(jī)13組成的汽輪發(fā)電機(jī)組組成。所述立式鍋爐1中的省煤器2的出口之一接至

 

 

系統(tǒng)圖1：帶調(diào)節(jié)回路的閃蒸余熱發(fā)電系統(tǒng)

    

本鍋爐1的汽包5，通過(guò)蒸發(fā)受熱面3及過(guò)熱器4后的過(guò)熱蒸汽引入汽輪機(jī)12，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)13做功發(fā)電。省煤器2的出口之二接至臥式鍋爐6的汽包10，通過(guò)水泵9和蒸發(fā)受熱面7及過(guò)熱器8后的過(guò)熱蒸汽匯同過(guò)熱器4中的過(guò)熱蒸汽一同引入汽輪機(jī)12帶動(dòng)發(fā)電機(jī)13做功發(fā)電。省煤器2的出口之三經(jīng)閃蒸主動(dòng)調(diào)節(jié)組合控制器12接至閃蒸器11。閃蒸器11出口的閃蒸汽接入汽輪機(jī)12，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)13發(fā)電，閃蒸器11下方出口的水匯同從汽輪機(jī)12的排汽與經(jīng)凝汽器14進(jìn)入凝結(jié)水泵15的水共同進(jìn)入給水泵16，供給立式鍋爐1中的省煤器2進(jìn)行循環(huán)。閃蒸主動(dòng)調(diào)節(jié)組合控制器（17）的專家管理系統(tǒng)軟件通過(guò)對(duì)各相關(guān)數(shù)據(jù)的處理由控制器調(diào)節(jié)，達(dá)到對(duì)系統(tǒng)主動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。

     蒸汽/熱水閃蒸復(fù)合發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于水泥生產(chǎn)工藝更為有利，因?yàn)楦G頭余熱氣體成分近似于空氣，SOx組份可忽略不計(jì)，不存在低溫腐蝕問(wèn)題，可以將鍋爐排氣溫度控制在90℃左右，這樣就實(shí)現(xiàn)了最大限度地利用能量的目標(biāo)。因此，閃蒸發(fā)電系統(tǒng)比一般單壓發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量提高10～30%，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

 

     閃蒸系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，由于水泥窯運(yùn)行時(shí)窯頭排氣余熱溫度（窯頭余熱鍋爐入口煙氣溫度）波動(dòng)，閃蒸系統(tǒng)可以通過(guò)主動(dòng)調(diào)節(jié)組合控制器17(如系統(tǒng)圖1)及閃蒸器11及回路系統(tǒng)，調(diào)節(jié)窯頭余熱鍋爐給水量保證省煤器不會(huì)產(chǎn)生汽化，同時(shí)最大限度吸收余熱。在保證主動(dòng)適應(yīng)水泥窯熱工狀況的波動(dòng)的同時(shí)，通過(guò)閃蒸系統(tǒng)起到緩沖作用，對(duì)水泥窯篦冷機(jī)出口風(fēng)溫波動(dòng)有明顯的穩(wěn)定作用，大幅降低了窯頭排風(fēng)機(jī)入口風(fēng)溫的波動(dòng)，對(duì)水泥窯的正常運(yùn)行起到了很好的輔助作用。

①、華效資源利用自己的經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)軟件等自有技術(shù)，聚集電廠工藝設(shè)計(jì)(電力設(shè)計(jì)院)、鍋爐和汽輪機(jī)設(shè)備制造設(shè)計(jì)的技術(shù)人員共同完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和技術(shù)集成及協(xié)調(diào)，以達(dá)到系統(tǒng)優(yōu)化和合理組合，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)。華效資源已完整的組成了設(shè)備開(kāi)發(fā)制造和工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)于一體的開(kāi)發(fā)研制設(shè)計(jì)隊(duì)伍，形成了華效資源的最大優(yōu)勢(shì)。

②、雙進(jìn)汽(或多進(jìn)汽)的閃蒸汽輪機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，這項(xiàng)技術(shù)是移植了我國(guó)唯一定點(diǎn)生產(chǎn)核潛艇汽輪機(jī)的哈電集團(tuán)的核電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)也應(yīng)用了如采用全三維葉片等大型發(fā)電機(jī)組的一些設(shè)計(jì)方法和技術(shù)。由于閃蒸汽屬于飽和蒸汽，所以閃蒸汽含水量達(dá)到10％左右，必須對(duì)汽輪機(jī)采取除水等一系列措施。所以飽和蒸汽汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和制造是整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備關(guān)鍵，具有唯一性。

③、臥式鍋爐的設(shè)計(jì)、制造也是系統(tǒng)中比較有高度的一項(xiàng)技術(shù)，華效資源完成的山東泰山水泥的臥式鍋爐，實(shí)現(xiàn)除灰效果好、熱效率高、操作簡(jiǎn)單和運(yùn)行安全可靠。

④、對(duì)不穩(wěn)定熱源采取的調(diào)節(jié)主動(dòng)控制系統(tǒng)及專家管理系統(tǒng)控制軟件，是華效資源根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的運(yùn)行情況和各種余熱特性，獨(dú)立開(kāi)發(fā)出來(lái)的一套控制思路和軟件系統(tǒng)，是整個(gè)系統(tǒng)的靈魂。

²       燃汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)；

²       水泥窯余熱發(fā)電；

²       鋼鐵行業(yè)各種窯爐余熱利用；

²       化工、焦炭、煤制氣、玻璃窯等工藝過(guò)程產(chǎn)生的余熱發(fā)電。

 

2.2 水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)比較

 

     在我國(guó)純低溫余熱發(fā)電主要方式有三種：?jiǎn)螇汗に囅到y(tǒng)；雙壓工藝系統(tǒng)；閃蒸工藝系統(tǒng)，其中單壓與雙壓為傳統(tǒng)常規(guī)工藝系統(tǒng)。

     單壓系統(tǒng)就是在上述閃蒸系統(tǒng)中去掉閃蒸器11及其回路、組合控制器17及其回路、調(diào)節(jié)閥18及其回路和調(diào)節(jié)控制閥19及其回路后的系統(tǒng)，如下圖所示。

單壓發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)是：①、由于缺少閃蒸器及其回路，則沒(méi)有二次蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電，所以系統(tǒng)發(fā)電效率低。

②、由于沒(méi)有閃蒸器和回路，因此窯頭鍋爐廢氣出口一般在150℃以上，有大量的熱量沒(méi)有吸收。而當(dāng)水泥窯余熱溫度和流量發(fā)生突然增高的時(shí)候，沒(méi)有任何方法可以吸收多余的熱量，所以系統(tǒng)圖2中省煤器(2)的水管中的水會(huì)發(fā)生汽化(專業(yè)術(shù)語(yǔ)教“汽塞”)，使得鍋爐汽包(5和10)的水位無(wú)法控制，從而造成整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)停止運(yùn)行。當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)停止運(yùn)行的時(shí)候鍋爐換熱也將停止，所以鍋

系統(tǒng)圖2：?jiǎn)螇河酂岚l(fā)電系統(tǒng)圖

 

爐出口廢氣溫度會(huì)大幅上升，使得水泥窯廢氣引風(fēng)機(jī)的耗電量急劇上升，對(duì)整個(gè)水泥窯正常穩(wěn)定的生產(chǎn)，造成了比較大的影響。

③、由于以上原因，單壓系統(tǒng)發(fā)電效率低、系統(tǒng)只能間斷運(yùn)行或者是把系統(tǒng)的工質(zhì)熱水排放掉，所以整個(gè)發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益差。

④、系統(tǒng)屬常規(guī)發(fā)電工藝，并且套用國(guó)家原有的系列發(fā)電設(shè)備，所以項(xiàng)目總投資略低于閃蒸發(fā)電項(xiàng)目，但投資回收期較長(zhǎng)。

①、由于雙壓系統(tǒng)是在單壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，又機(jī)械的疊加了一套較低壓力的單壓系統(tǒng)，以提高整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電效率，所以雙壓發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量從理論上講高于單壓發(fā)電系統(tǒng)。

②、由于是兩個(gè)單壓系統(tǒng)的疊加，所以單壓系統(tǒng)的第①和第②的問(wèn)題依然存在，所以系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力和單壓相同，也處于間斷發(fā)電的狀態(tài)，造成經(jīng)濟(jì)效益較差。

 

三、華效資源公司設(shè)備特點(diǎn)

3.1閃蒸汽輪機(jī)的特殊設(shè)計(jì)

 

     由于閃蒸汽輪機(jī)有多級(jí)葉片在濕蒸汽區(qū)域工作，末級(jí)葉片濕度非常大，必須采取特殊措施，盡最大可能地去除去蒸汽中的水分，減少對(duì)末級(jí)葉片的水蝕。主要采取的措施如下：

1．末二級(jí)動(dòng)葉片背弧頂部均采用焊接整條的司太立合金片，采用先進(jìn)的工藝，保證焊接質(zhì)量，可以很好地起到防止水刷、保護(hù)葉片的作用，倒數(shù)第三級(jí)動(dòng)葉采用電火花強(qiáng)化處理以加強(qiáng)強(qiáng)度。

2． 在結(jié)構(gòu)上采用核電汽輪機(jī)特有的去濕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步去除通流蒸汽中的水分。核電汽輪機(jī)特殊的去濕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有：在隔板和汽缸上設(shè)計(jì)專門(mén)的去濕環(huán)和捕水口，在末兩級(jí)動(dòng)葉片上設(shè)計(jì)有去濕槽結(jié)構(gòu)，利用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的離心力作用將大部分水分從蒸汽內(nèi)甩出主流區(qū)，達(dá)到去濕度、防水蝕的目的。

3．在汽缸隔板結(jié)合面處采用特殊工藝（核電用），以保證結(jié)合面不被水蝕。

4．把核電汽封的結(jié)構(gòu)模式架接到閃蒸汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)上。

 

3.2窯尾余熱鍋爐

窯尾余熱鍋爐有兩種結(jié)構(gòu)形式：即臥式和立式。

3.2.1臥式爐

    華效資源采用的臥式爐主要優(yōu)點(diǎn)有：不易積灰，這與鍋爐內(nèi)部的換熱面采用掛件式布置有關(guān)；清灰容易，不存在累積搭橋的可能。因?yàn)橥庑谓Y(jié)構(gòu)與粉塵沉降室一致，機(jī)械振打落下的粉塵落入灰斗，不影響高溫風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。

臥式爐可能的問(wèn)題點(diǎn)及對(duì)策：

3.2.2立式爐：

    立式鍋爐主要優(yōu)點(diǎn)：漏風(fēng)點(diǎn)少、比較容易布置（可順著窯尾風(fēng)管方向布置）、占地面積較小。

立式鍋爐主要缺點(diǎn)：在管束間距相同的情況下鍋爐易積灰（特別是窯尾廢氣中的粉塵濃度較高）、管束間易出現(xiàn)搭橋現(xiàn)象，耗鋼量相對(duì)較大。因?yàn)橥庑谓Y(jié)構(gòu)的原因（見(jiàn)附圖），機(jī)械振打落下的粉塵落入一部分隨廢氣進(jìn)入高溫風(fēng)機(jī)，在振打裝置停運(yùn)一段時(shí)間后開(kāi)機(jī)時(shí)，可能因大量粉塵進(jìn)入高溫風(fēng)機(jī)而惡化高溫風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況，從而影響整個(gè)燒成系統(tǒng)的穩(wěn)定。

3.2.3關(guān)于鍋爐積灰：

      鍋爐的積灰主要與粉塵濃度和粉塵性質(zhì)及受熱面的布置水平有關(guān)，中空窯進(jìn)入鍋爐的廢氣溫度約為850±50℃，此時(shí)的粉塵為熔融狀態(tài)，容易附積在換熱面和爐墻上，無(wú)論是立式還是臥式部署，通過(guò)振打吹掃等清灰手段不易清除，從而影響鍋爐的熱效率。

新型干法窯預(yù)熱器出口的煙氣溫度約330℃，此時(shí)的粉塵主要為生料粉，較為松散，在進(jìn)行立式余熱鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，換熱管束間距可以布置的相對(duì)大一些，換熱管束采用光管，并通過(guò)機(jī)械振打等手段，在一定時(shí)間內(nèi)可基本達(dá)到清灰目的，但由于工作溫度較高，部分粉塵附著在換熱面上，經(jīng)振實(shí)后，逐漸形成陶瓷態(tài)外殼，不易清除并逐漸加厚。

臥式爐由于傳熱管豎直布置，不會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題。

3.1.4國(guó)外應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)：

最早開(kāi)發(fā)水泥余熱發(fā)電的國(guó)家是日本，其在早期也是臥式、立式都有，但立式爐的管束間距很大，以防止發(fā)生搭橋。因此臥式爐的體積是立式爐的3到4倍，差別很大。自從進(jìn)入上世紀(jì)八十年代中期 ，立式爐經(jīng)過(guò)3年以上的運(yùn)行，其積灰不易清除的后果逐漸顯現(xiàn)，鍋爐運(yùn)行工況惡化。立式爐逐漸退出市場(chǎng)，成為臥式爐的一統(tǒng)天下。

 

四、水泥窯余熱發(fā)電工程設(shè)計(jì)和建設(shè)應(yīng)注意的問(wèn)題

目前水泥余熱發(fā)電均是在水泥生產(chǎn)線投產(chǎn)后，以技術(shù)改造形式建設(shè)的。在進(jìn)行水泥生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)時(shí)，基本上未考慮余熱發(fā)電的要求，這樣給余熱發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)帶不小的困難，有些工程建設(shè)時(shí)考慮到了余熱發(fā)電，但從工藝流程、運(yùn)行參數(shù)確定、空間位置及建筑結(jié)構(gòu)上，考慮得還是不多。因此，最好的辦法是設(shè)計(jì)水泥生產(chǎn)線的同時(shí)，提前做好余熱發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)劃或初步設(shè)計(jì)，可以同步建設(shè)（這時(shí)余熱發(fā)電系統(tǒng)的機(jī)組容量要考慮充分，留有一定余量），也可待水泥生產(chǎn)線投產(chǎn)后根據(jù)熱工標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)和工程建設(shè)，盡量做到兩方面兼顧。

余熱發(fā)電工程是純粹利用水泥生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的廢氣余熱回收發(fā)電的，廢氣的流量和溫度是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最根本的參數(shù)，如果設(shè)定有誤，則設(shè)計(jì)出的熱力系統(tǒng)不能很好地利用廢氣余熱發(fā)電，影響發(fā)電能力甚至發(fā)電系統(tǒng)的安全運(yùn)行；另外水泥生產(chǎn)系統(tǒng)各主機(jī)設(shè)備的運(yùn)行式?jīng)r也是進(jìn)行余熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，關(guān)系到發(fā)電系統(tǒng)能否很好地適應(yīng)燒成系統(tǒng)的各種工況，以及發(fā)電系統(tǒng)并入后對(duì)主生產(chǎn)線的運(yùn)行是否產(chǎn)生不利影響。有條件的企業(yè)應(yīng)認(rèn)真研究生產(chǎn)線投產(chǎn)以來(lái)的運(yùn)行情況，總結(jié)出最有代表性的相關(guān)參數(shù)，結(jié)合對(duì)生產(chǎn)線的熱工標(biāo)定，提出能使余熱發(fā)電系統(tǒng)最好地適應(yīng)主生產(chǎn)線運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，從而達(dá)到最好的效果。

余熱發(fā)電站一般都配置獨(dú)立的集散控制系統(tǒng)（DCS），但由于余熱鍋爐的操作與熟料燒成系統(tǒng)有千絲萬(wàn)縷的關(guān)系，兩個(gè)控制系統(tǒng)的關(guān)系特別是相關(guān)廢氣擋板的操作控制是設(shè)計(jì)人員必須充分重視的問(wèn)題。如有可能，應(yīng)盡量將余熱電站的操作臺(tái)設(shè)置在中央控制室內(nèi)；若條件不允許，也應(yīng)充分考慮兩個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊和各種聯(lián)鎖和保護(hù)。要在操作規(guī)程中明確規(guī)定有關(guān)操作程序，以保證窯操作員和電站操作員的動(dòng)作協(xié)調(diào)，在保證熟料燒成系統(tǒng)熱工穩(wěn)定的前提下盡量提高發(fā)電功率，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。