一種高效利用水泥窯余熱發(fā)電的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種水泥行業(yè)水泥窯余熱利用節(jié)能減排技術(shù)方案，具體說就是最高效地利用水泥熟料燒制和冷卻過程中的余熱來發(fā)電、增加發(fā)電量，達(dá)到節(jié)能減排的目的。
【背景技術(shù)】
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[0002]現(xiàn)在水泥窯余熱回收的措施:一是將窯尾預(yù)熱器排出的廢煙氣(溫度約為360°C )，送入SP余熱鍋爐產(chǎn)2.5MPa、300°C左右的中壓蒸汽。窯頭冷卻氣(溫度約為340 V )，送入AQC余熱鍋爐產(chǎn)2.5MPa、300 V的中壓蒸汽和0.25MPa、150 V左右的低壓蒸汽。用補(bǔ)氣式汽輪機(jī)發(fā)電，2.5MPa的蒸汽做主蒸汽，0.25MPa的蒸汽做補(bǔ)氣。在此參數(shù)下發(fā)電效率只有14 %左右，其缺點(diǎn)是蒸汽的品質(zhì)低，發(fā)電效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的在于克服以上缺點(diǎn)，提供一種提高水泥窯余熱利用效果的方法，通過提高所產(chǎn)蒸汽的壓力和溫度，使發(fā)電量、蒸汽的熱利用率和節(jié)能效果得到提高。
[0004]本發(fā)明提供的一種高效利用水泥窯余熱發(fā)電的方法，是利用水泥熟料冷卻過程中產(chǎn)生的高溫風(fēng)過熱余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽從而增加發(fā)電量的方法，其在三次風(fēng)管上設(shè)置了蒸汽過熱器。
[0005]將窯頭余熱鍋爐和窯尾余熱鍋爐所產(chǎn)生的中壓蒸汽通過管道送入設(shè)置在三次風(fēng)管上的中壓蒸汽過熱器內(nèi)，被過熱后，送入汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。具體的提高參數(shù)如下。
[0006]所產(chǎn)中壓蒸汽的壓力提高到3.5-3.82MPa，溫度提高到430°C _450°C。
[0007]送入窯頭余熱鍋爐的熱源為300°C _380°C的水泥窖余風(fēng)，送入窯尾余熱鍋爐的熱源為320°C _400°C的煙氣。
[0008]同時將窯頭余熱鍋爐所產(chǎn)生的低壓蒸汽通過管道送入設(shè)置在三次風(fēng)管上的低壓蒸汽過熱器內(nèi)，被過熱后，作為補(bǔ)氣送入汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。具體的提高參數(shù)如下。
[0009]所產(chǎn)低壓蒸汽的壓力提高到0.4-0.6MPa，溫度提高到250°C -270°C。
[0010]另外，為了防止蒸汽溫度超過設(shè)計范圍，在過熱器上設(shè)置噴水減溫裝置。
[0011]本發(fā)明通過在三次風(fēng)管上設(shè)置了蒸汽過熱器安全有效地提高了所產(chǎn)蒸汽的壓力和溫度，使發(fā)電量、蒸汽的熱利用率和節(jié)能效果得到提高。
【具體實(shí)施方式】
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[0012]下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0013]現(xiàn)有一條日產(chǎn)2500噸的水泥生產(chǎn)線，窯頭冷卻機(jī)前段所產(chǎn)溫度1000°C -1300°C的高溫風(fēng)作為二次風(fēng)用做水泥窯助燃空氣，中段所產(chǎn)800°C -1000°C的高溫風(fēng)作為三次風(fēng)送分解爐作助燃空氣用，其余風(fēng)溫度約為300°C _350°C送窯頭AQC鍋爐，產(chǎn)3.82MPa、275°C左右的中壓蒸汽和0.485MPa、150°C左右的低壓蒸汽。窯尾煙氣溫度約為320°C _380°C，選用SP鍋爐，鍋爐產(chǎn)3.82MPa、275°C左右的中壓蒸汽，鍋爐排出煙氣溫度210°C左右，用于烘干生料。將窯頭爐和窯尾爐所產(chǎn)中壓蒸汽混合后送入設(shè)在三次風(fēng)管上的中壓過熱器內(nèi)，窯頭所產(chǎn)低壓蒸汽送入設(shè)置在三次風(fēng)管內(nèi)的低壓過熱器內(nèi)，中壓蒸汽被過熱到450°C左右，低壓蒸汽被過熱到250°C左右后，中壓蒸汽作為主蒸汽，低壓蒸汽作為補(bǔ)氣送入汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。在過熱器上設(shè)置噴水減溫裝置，保證蒸汽溫度不超過設(shè)計溫度范圍，同時也以免過熱器因管壁超溫而被燒壞。為了保證進(jìn)入窯頭鍋爐風(fēng)溫不低于300°C，根據(jù)冷卻機(jī)排風(fēng)溫度對進(jìn)入冷卻機(jī)低溫段的冷卻風(fēng)量實(shí)行自動調(diào)節(jié)。當(dāng)余熱鍋爐檢修時，煙氣通過旁路管道直接進(jìn)入袋式除塵器除塵后經(jīng)煙囪排入大氣，為了保護(hù)袋式除塵器不被燒壞，在煙氣進(jìn)入除塵器前噴水減溫，使煙氣溫度降到150°C以下。
[0014]該實(shí)施例的主蒸汽廢熱鍋爐選用3.82MPa的中壓鍋爐，產(chǎn)汽溫度約為275°C左右，在三次風(fēng)管上設(shè)置蒸汽過熱器，使275°C的蒸汽被過熱到450°C左右，同時將窯頭AQC鍋爐所產(chǎn)壓力為0.485MPa的低壓蒸汽過熱到250°C左右。在過熱器上設(shè)置噴水減溫裝置，保證蒸汽溫度不超過設(shè)計溫度范圍，同時也以免過熱器因管壁超溫而被燒壞。因蒸汽溫度和壓力的提高，使發(fā)電效率大大提高，達(dá)到節(jié)能減排的目的。
[0015]主蒸汽壓力提高到3.82MPa左右，溫度提高到450°C;補(bǔ)氣壓力提高到0.485MPa左右，溫度提聞到250°C左右，從而提聞發(fā)電量，這樣蒸汽的熱利用率就從14%左右提聞到了23%左右，發(fā)電效率是原來的1.67倍以上，節(jié)能效果顯著提高。
[0016]下面具體分析本發(fā)明的有益效果:通過提高蒸汽的壓力和溫度，從而提高了蒸汽的焓值:2.5MPa、300°C蒸汽的焓值是725Kcal / Kg，3.82MPa，450°C蒸汽的焓值是795Kcal / Kg，當(dāng)發(fā)電機(jī)排氣壓力為0.005MPa，溫度為50°C時，排汽的焓值是620Kcal /Kg，改造前用于發(fā)電的焓值是105Kcal / Kg，改造后用于發(fā)電的焓值是175Kcal / Kg，這樣改造后的發(fā)電量是原來的1.67倍。以2500t / d干法水泥為例，余熱鍋爐產(chǎn)汽量約為24t /h，發(fā)電量約為3000KW / h，通過改造后，發(fā)電量約為5000KW / h，電價按0.5元/度，則效益增加1000元/小時，而為提高蒸汽焓值多消耗的熱量為(70X24X1000) 1680000Kcal，若煙煤的發(fā)熱量按5800Kcal / Kg計算；燃煤的熱效率按90 %計算，則需要多消耗煙煤322Kg / h，煤價按600元/噸計算，則每小時多燒煤增加的成本是193元，這樣每小時的純效益是(1000-193)807元，機(jī)組年運(yùn)行時間按7500小時計算，則:年增加效益為605萬元。噸水泥的發(fā)電量從原來的28.8度，提高到48.1度，投資回收期由原來的4年左右降到了
2.5年左右，效益可觀。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效利用水泥窯余熱發(fā)電的方法，是利用水泥窯燒制和冷卻過程中產(chǎn)生的熱煙氣產(chǎn)生蒸汽發(fā)電的方法，其特征是:在三次風(fēng)管上設(shè)置了蒸汽過熱器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效利用水泥窯余熱發(fā)電的方法，其特征是:將窯頭余熱鍋爐和窯尾余熱鍋爐所產(chǎn)生的中壓蒸汽通過管道送入設(shè)置在三次風(fēng)管上的中壓蒸汽過熱器內(nèi)，被過熱后送入汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效利用水泥窯余熱發(fā)電的方法，其特征是:余熱鍋爐所產(chǎn)中壓蒸汽的壓力為3.5-3.82MPa，溫度為250°C _300°C。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效利用水泥窯余熱發(fā)電的方法，其特征是:所述中壓蒸汽被過熱到430°C -450°C。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效利用水泥窯余熱發(fā)電的方法，其特征是:還包括將窯頭余熱鍋爐所產(chǎn)生的低壓蒸汽通過管道送入設(shè)置在三次風(fēng)管上的低壓蒸汽過熱器內(nèi)，被過熱后，作為補(bǔ)氣送入汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高效利用水泥窯余熱發(fā)電的方法，其特征是:余熱鍋爐所產(chǎn)低壓蒸汽的壓力為0.4-0.6MPa，溫度為130°C _170°C。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高效利用水泥窯余熱發(fā)電的方法，其特征是:所述低壓蒸汽被過熱到250°C -270°C。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高效利用水泥窯余熱發(fā)電的方法，屬于水泥窯余熱利用節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。該方法用到的系統(tǒng)包括：窯頭AQC余熱鍋爐，窯尾SP余熱鍋爐、三次風(fēng)管蒸汽過熱器、汽輪發(fā)電機(jī)組。不同于現(xiàn)有技術(shù)的是：在余熱鍋爐本體以外的三次風(fēng)管上設(shè)置了蒸汽過熱器。通過外置式蒸汽過熱器的設(shè)置，提高了蒸汽的壓力和溫度，從而提高了噸蒸汽發(fā)電量，這樣就提高了蒸汽的熱利用率，使蒸汽的發(fā)電效率由原來的14％左右提高到23％左右，帶來了顯著的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。同時也降低并穩(wěn)定了三次風(fēng)的溫度，延長了風(fēng)管閘閥的使用壽命，減少了風(fēng)管閘閥的檢修和更換費(fèi)用，有利于水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。
【IPC分類】F27D17/00, F01D15/10
【公開號】CN104949520
【申請?zhí)枴緾N201410119962
【發(fā)明人】楊昭平, 曹玉英
【申請人】北京信力筑正新能源技術(shù)股份有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2014年3月28日