[水泥周]海螺川崎余熱發(fā)電技術(shù)介紹及推廣概況

　　在2010國際水泥周之第六屆純低溫余熱發(fā)電國際峰會上，安徽海螺川崎工程公司副總肖艷做了題為《海螺川崎余熱發(fā)電技術(shù)介紹及推廣概況》的報告，以下為報告全文：

　　一、新型干法水泥生產(chǎn)線余熱資源的分析

　　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：

　　表二：余熱資源的可利用率分析

　　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;

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　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，即在同等進汽條件下，發(fā)電量會增加4~5%，達到國際先進水平。其重點技術(shù)在于隔板采用焊接結(jié)構(gòu)，確保靜葉喉部面積、葉片高度、安裝角滿足設計要求;動葉帶圍帶整圈聯(lián)接，振動應力小，運行安全可靠;通流子午面光順，具有更高的流動效率;新一代梳齒式汽封，以特有的擾流作用，最大限度的減少漏汽;葉片型線優(yōu)化設計，確保汽輪機在大范圍變工況時具有較高的效率;彎扭聯(lián)合成型靜葉柵設計，比直葉片損失降低25%以上，提高汽輪機的級效率。

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　　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。