肖艷: 海螺川崎余熱發(fā)電技術(shù)介紹及推廣概況
在新型干法水泥生產(chǎn)過程中,一般會產(chǎn)生兩路廢氣余熱:一路是窯頭余熱,指熟料在冷卻機內(nèi)冷卻而產(chǎn)生大量的熱空氣;另一路是窯尾余熱,指生料在預熱器內(nèi)與煙氣對流換熱,使得預熱器出口存在著大量的余熱煙氣。
以5000t/d熟料生產(chǎn)線為例:
以2500t/d熟料生產(chǎn)線為例:
2、熟料生產(chǎn)線余熱資源的分析
3、熟料生產(chǎn)線余熱資源的特點:
熟料生產(chǎn)線產(chǎn)生的余熱資源具有流量大、品位低、含塵濃度高的特點。
二、水泥余熱資源回收的必要性及需遵循的原則
1、 余熱回收的必要性
1)通過回收余熱可有效提高系統(tǒng)熱效率,節(jié)約能源;
2)通過回收余熱可改善收塵設備的工況,對于環(huán)保有兩方面作用;
窯頭鍋爐:鍋爐前設置了高效預收塵器,降低煙氣的粉塵濃度,大大改善了熟料線原收塵器的工況條件下; 窯尾鍋爐:采用臥式窯尾鍋爐,其前置式灰斗結(jié)構(gòu)及高效振打除塵方式,大大降低了鍋爐出口煙氣的含塵濃度;
2、余熱回收需遵循的原則。余熱回收既要保證在滿足水泥生產(chǎn)工藝自身余熱需要、不影響水泥窯的熱工操作、不增加水泥熟料燒成熱耗及電耗的前提下,最大限度的回收利用余熱資源;又要合理梯級利用不同品位余熱,充分發(fā)揮余熱的作功能力。
三、海螺川崎余熱發(fā)電的技術(shù)特點及技術(shù)指標
1、技術(shù)特點
1)適應性強:針對水泥窯生產(chǎn)過程中工藝狀況的波動,采用了閃蒸熱力系統(tǒng)技術(shù),較好地解決了與水泥工藝狀況波動的適應性,譬如:窯頭煙溫出現(xiàn)較大波動時,利用閃蒸器,通過自動調(diào)整鍋爐給水流量,將最大限度的回收余熱,提高系統(tǒng)的熱回收效率,確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定。
2)熱回收效率高:根據(jù)窯尾廢氣資源的特性,設計了窯尾臥式余熱鍋爐,良好解決了粉塵在受熱面上的附著問題,提高了鍋爐的換熱效率;同時在鍋爐蒸發(fā)器的設計中應用了具有世界領(lǐng)先技術(shù)的計算軟件,對蒸發(fā)器下降管中設置的節(jié)流孔板孔徑進行精確計算,實現(xiàn)各蒸發(fā)段給水流速的調(diào)節(jié),保證了受熱面內(nèi)的水動力特性。在除塵方面也有出色的表現(xiàn),入風口設置導流板及前置式灰斗,實現(xiàn)預除塵和煙氣均布;受熱面立面布置,不易積灰。
3)換熱效率高
廢氣與過熱蒸汽的傳熱端差只10-15℃,受熱面設計合理,傳熱效率高;蒸發(fā)器下降管設置節(jié)流孔板,調(diào)節(jié)各段的給水流速,保證受熱面內(nèi)的水動力特性。
4)設計理念先進
針對水泥余熱資源的特點:廢氣流量大,品位低,含塵濃度高,在滿足水泥工藝正常運行的前提下,最大限度的回收余熱,即堅持“以熱定電”的設計理念。
熱力參數(shù)的選擇:如熟料生產(chǎn)線原料磨為管磨,要求原料的烘干溫度≥230℃,PH鍋爐的出口溫度為220℃,鍋爐的設計壓力將提高到1.6MPa;而熟料生產(chǎn)線原料磨為立磨,原料的烘干溫度只需200℃左右,PH鍋爐的出口溫度設計為195℃,鍋爐的設計壓力為0.789MPa。
非標汽輪機的開發(fā):通流部分采用全三維通流設計的汽輪機內(nèi)效率普遍達到82%以上,比采用常規(guī)通流設計效率要高出4%~5%左右
5)可靠性好
自行開發(fā)的智能化集散控制系統(tǒng),操作穩(wěn)定可靠,勞動生產(chǎn)率高。如:DCS系統(tǒng)設置了多個PID自動控制回路等。
6)接口技術(shù)方合理
根據(jù)對新型干法水泥工藝系統(tǒng)的認識理解,在余熱發(fā)電系統(tǒng)與水泥工藝系統(tǒng)的接口中,根據(jù)不同的工藝裝備,不同的能耗指標來確定合理取風位置,“量身定做”,避免取高溫風與二、三次風搶風,增加煤耗,取到的風溫過低,余熱回收效率低。確保發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)與水泥窯系統(tǒng)的有機結(jié)合。
2、典型生產(chǎn)線余熱發(fā)電的技術(shù)指標、節(jié)能環(huán)保效益
按煙煤二氧化碳排放系數(shù)87.41t-CO2/TJ計(資料來源:《中國溫室氣體減排技術(shù)選擇及對策評價》)
四、技術(shù)優(yōu)勢在工程中的具體體現(xiàn)
1、安全性、高效性、環(huán)保性
首先,安全性方面該技術(shù)采用的是PID控制回路作用于氣動調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)自動調(diào)節(jié),響應速度快,調(diào)節(jié)精度高,抗干擾能力強;自行開發(fā)的DCS集散控制系統(tǒng),實現(xiàn)過程和邏輯控制,設置完善的報警和保護程序,確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行;當水泥窯工況波動時,閃蒸熱力系統(tǒng)通過自動調(diào)整鍋爐給水流量,避免熱力系統(tǒng)“汽塞”事故發(fā)生。
第二點是高效性,體現(xiàn)在三個技術(shù)層面上,閃蒸熱力系統(tǒng)技術(shù),對水泥窯不穩(wěn)定廢氣資源的適應性強,當窯工藝狀況波動時,可最大限度的回收余熱;高效余熱鍋爐,針對水泥余熱資源的特點,合理設計,換熱效率高;高效汽輪機,通流部分全三維優(yōu)化設計,提高汽輪機內(nèi)效率。
第三點突出在環(huán)保性方面,通過對主蒸汽完全旁路設計,不對外損失排放,節(jié)約水資源,降低噪音;鍋爐水、化學水有組織達標排放;對噪音的控制措施:鍋爐汽包、主蒸汽管道排空處均設置消音器。
2、工程服務體系、管控目標、技術(shù)服務
服務體系可分為三級管理體系,包括公司、工程部、項目部;以及四位一體方式,包括工程、設計、成套、品質(zhì)。
管控目標則體現(xiàn)在安全、質(zhì)量、進度三個方面,對于安全,要求重大安全事故為零;質(zhì)量上強調(diào)符合國家標準,讓用戶滿意;進度上需嚴
格履行合同。
技術(shù)服務依托海螺集團的優(yōu)勢,建立了各種熟料生產(chǎn)線組合的發(fā)電培訓基地,為業(yè)主提供水泥生產(chǎn)和余熱發(fā)電的操作、管理等全方位的技術(shù)服務,使“以窯為主,四操合
一”的操作思想落到實處。
五、技術(shù)成果、工程業(yè)績
至目前,我公司已獲得實用型專利 10項,進入實審階段專利4項。
工程業(yè)績:發(fā)電機組已經(jīng)建有112臺套,水泥生產(chǎn)線160條,總裝機容量1480MW;已建成機組65臺套,裝機容量998MW;并且在泰國、巴基斯坦及國內(nèi)22個省、市、自治區(qū)分布。
在節(jié)能環(huán)保效益也取得了良好的成績,全部投運后,每年可發(fā)電約112.48億度,按照火力發(fā)電同口徑計算,每年可節(jié)約標準煤約405萬噸,減排二氧化碳約1037萬噸。
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