技術 | 水泥窯余熱發(fā)電技術應用
目前國內已經建成的純水泥余熱發(fā)電項目單壓系統(tǒng)居多,系統(tǒng)相對簡單,汽輪機選型容易,但是發(fā)電效率相對于雙壓系統(tǒng)較低。
2、雙壓余熱發(fā)電系統(tǒng)
水泥窯余熱廢氣量很大,溫度在450℃以下,為了充分利用這些低溫熱源,就要求發(fā)電系統(tǒng)更為合理。
雙壓系統(tǒng)可使相對高溫熱源產生較高參數(shù)的蒸汽,使相對低溫熱源產生較低參數(shù)的蒸汽,系統(tǒng)充分吸收低參數(shù)熱量,發(fā)出更多的電能.對于火力發(fā)電,為了提高熱力循環(huán)系統(tǒng)效率。一般應盡量提高主蒸汽參數(shù),對于水泥窯純低溫余熱發(fā)電,主蒸汽參數(shù)的選取決于水泥窯排放廢氣的溫度,應盡可能接近廢氣溫度,考慮的傳熱溫差和受熱面的經濟性,一般有10℃——15℃的溫差.例如某項目選取1.7Mpa,330℃。對于1.7Mpa的主蒸汽,其飽和溫度為204℃,因換熱溫差的存在,煙氣產生主蒸汽后,余熱鍋爐排出煙氣溫度在210℃以上,主蒸汽壓力選擇得越高,產生主蒸汽后的煙氣排出溫度越高.這樣主蒸汽壓力的選取,對210℃以下煙氣余熱利用有重大影響。這對于窯尾預熱器(SP)是合適的,因為210℃左右以下的煙氣熱量還要用于原料烘干,但對于窯頭篦冷機(AQC)來說,是不經濟的,因為210℃以下熱量排放掉,不僅造成能源浪費。還對環(huán)境產生了熱污染.根據我國的實際情況及技術水平,AQC的排氣溫度在90℃~100℃是合適的,這樣造成100℃~200℃之間熱量的利用成為問題,根據分析這部分熱量占總廢熱量的17~20%。為了有效地利用這部分熱量,采用雙壓系統(tǒng),高壓主蒸汽(參數(shù)為1.7Mpa,330℃)吸收210℃以上的煙氣熱量,低壓系統(tǒng)蒸汽(參數(shù)為0.45Mpa,165℃)可以吸收100℃~200℃之間的煙氣熱量。
雙壓鍋爐能使排氣溫度降到95℃左右,而單壓鍋爐只能使排氣溫度降到140℃左右,雙壓鍋爐提高系統(tǒng)熱量利用率達10%左右。
3、閃蒸余熱發(fā)電系統(tǒng)
蒸汽/熱水閃蒸復合發(fā)電技術是一種利用中、低溫余熱的純余熱利用型發(fā)電技術.該技術主要以200℃~450℃的低溫廢氣作為熱源,通過余熱鍋爐生產出過熱蒸汽和一定量的飽和水,將常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)無法利用的部分低品位低溫熱能,通過閃蒸系統(tǒng)生產出飽和蒸汽,與過熱蒸汽—起進入多參數(shù)汽輪機作功發(fā)電,從而增加余熱發(fā)電功率。采用此項技術一般可比單壓發(fā)電技術多發(fā)電8%左右。
泥熟料生產過程中,即使是相同容量的水泥窯生產線,由于各地的原料和煤質不同,系統(tǒng)和控制的不同,使每套水泥窯生產線均有其特定的物料平衡和熱量平衡,產生的余熱參數(shù)和質量均有差異.這就要求水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)要量身定做。
當余熱溫度較低時,如350℃以下,選用單壓系統(tǒng)比較合適;余熱溫度在350℃~400℃時選用閃蒸系統(tǒng)比較合適:余熱溫度大于400℃時選用雙壓系統(tǒng),系統(tǒng)的性價比才能比較好。
由于雙壓系統(tǒng)低壓蒸汽的壓力低,當發(fā)電車間和余熱鍋爐的距離較遠時,壓力損失較大,滿足不了汽機的補汽參數(shù)要求,雙壓系統(tǒng)的優(yōu)勢就體現(xiàn)不出來,這時選用閃蒸系統(tǒng)就比較合適。
總之要具體分析,合理選擇。
作者:張全慶
來源:《中機中電設計研究院》
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