5000T/d水泥生產(chǎn)線帶余熱發(fā)電四與五級(jí)預(yù)熱器綜合經(jīng)濟(jì)性比較

　　二、四、五級(jí)預(yù)熱器熱耗計(jì)算：

　　1、 計(jì)算原則： 

　　首先計(jì)算煤耗，通過國(guó)內(nèi)一家大型水泥設(shè)計(jì)院的熱平衡計(jì)算軟件以5000T/d熟料線為標(biāo)準(zhǔn)分別計(jì)算四級(jí)與五級(jí)預(yù)熱器的煤耗及煤耗差，同時(shí)利用四級(jí)與五級(jí)預(yù)熱器窯尾出口煙氣熱量差來(lái)校合計(jì)算軟件的準(zhǔn)確性。其次計(jì)算出四級(jí)與五級(jí)預(yù)熱器配套余熱發(fā)電的電量差額。最后進(jìn)行5000T/d水泥熟料線帶余熱發(fā)電四與五級(jí)預(yù)熱器綜合經(jīng)濟(jì)性比較分析。下面是計(jì)算軟件的計(jì)算過程和結(jié)果

　　2、計(jì)算依據(jù)：

表一  計(jì)算依據(jù)表

表二:生料熟料化學(xué)成分

　　3、計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 

　　計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 

3、氣體平衡：

　　氣體平衡計(jì)算：

　　5、預(yù)分解系統(tǒng)各處風(fēng)量計(jì)算

　　6、燒成系統(tǒng)物料平衡計(jì)算 

　　7、計(jì)算結(jié)果：

　　8、四、五級(jí)預(yù)熱器熱耗計(jì)算結(jié)果：

　　從上述計(jì)算得出5000t/d熟料線當(dāng)預(yù)熱器C1旋風(fēng)筒出口風(fēng)溫為325℃時(shí)熟料線熱耗為3196.83kj/kg。同理當(dāng)熟料線預(yù)熱器改為四級(jí)時(shí)，計(jì)算依據(jù)不變，當(dāng)C1旋風(fēng)筒出口風(fēng)溫為370℃時(shí)，熟料線熱耗為3313.2kj/kg。

　　四級(jí)時(shí)計(jì)算結(jié)果如下:

三、熱耗、煤耗分析及對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證

　　1、熱耗、煤耗分析

　　從計(jì)算依據(jù)表一得知煤的計(jì)算熱值為25700kj/kg與標(biāo)煤熱紙比為0.877，則根據(jù)計(jì)算依據(jù)表二中單位煤耗為0.1244 kg/kg.cl那么每噸熟料標(biāo)煤耗為109.09kg/t.cl;同理由計(jì)算軟件得出四級(jí)預(yù)熱器單位煤耗為0.1289kg/kg.cl折成標(biāo)煤耗為113.04kg/t.cl兩者相差3.95kg/t.cl，從熱耗角度計(jì)算五級(jí)預(yù)熱器熱耗為3313.2kj/kg。則四級(jí)與五級(jí)余熱器的熱耗差為: 3313.2kj/kg-3196.83kj/kg =116.37kj/kg,折成標(biāo)煤耗為3.9714kg/t及每噸熟料煤耗差為3.9714kg。得出5000t/h熟料線分別采用四級(jí)和五級(jí)預(yù)熱器時(shí)在C1出口溫度分別為370℃和325℃時(shí)噸熟料煤耗差值為3.971kg/t。上述計(jì)算是從熟料生產(chǎn)線熱平衡及物料平衡角度計(jì)算得出的噸熟料煤耗差。

　　2、計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證

　　下面從四級(jí)余熱器和五級(jí)預(yù)熱器出口熱量差值來(lái)計(jì)算四級(jí)、五級(jí)預(yù)熱器煤耗差額，窯尾C1出口煙氣成分為：氮?dú)?1.86%；氧氣4.1%；水5.7%；二氧化碳；28.34%；灰分53.5g/Nm3。根據(jù)《1標(biāo)米空氣和煙氣及1公斤灰的焓熱力計(jì)算表》計(jì)算得出370℃、325℃的煙氣焓為：

　　H370℃=572.879kj/Nm3、H325℃=498.95 kj/Nm3。

　　五級(jí)預(yù)熱器風(fēng)量為350600 Nm3/h，由于四級(jí)預(yù)熱器漏風(fēng)比五級(jí)預(yù)熱器有所減少，在計(jì)算風(fēng)量時(shí)按減少1%計(jì)算，則四級(jí)預(yù)熱器風(fēng)量為347094 Nm3，四級(jí)與五級(jí)熱量差為：

　　347094Nm3×572.879 kj/Nm3-350600 Nm3×498.95 kj/Nm3=23910993.63kj/h

　　上述熱量折成噸熟料標(biāo)煤耗為：

　　23910993.63kj/h÷(29302 kj)÷208.33t/h=3.917kg/t,

　　4、結(jié)論：

　　通過兩種計(jì)算方式比較可以得出以下結(jié)論：

　　通過預(yù)熱器出口熱量計(jì)算得出兩者煤耗差為3.917 kg/t，而通過熱力平衡計(jì)算的結(jié)果為3.971kg/t，兩者相比誤差為1.35%，則可以認(rèn)定煤耗差3.971kg/t數(shù)值是正確的。

　　四、四、五級(jí)預(yù)熱器窯尾鍋爐的發(fā)電量比較

　　1、電量計(jì)算數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

　　如果在熟料生產(chǎn)線窯尾安裝余熱鍋爐則可以將預(yù)熱器出口熱量轉(zhuǎn)換成電量，我們可以通過冀東水泥成型的余熱電站系統(tǒng)的熱耗來(lái)計(jì)算窯尾熱量通過余熱鍋爐轉(zhuǎn)換成的電量數(shù)值，

　?。?）計(jì)算依據(jù)為：
 (窯尾預(yù)熱器煙氣焓表)

　?。?）冀東水泥涇陽(yáng)公司發(fā)電系統(tǒng)熱耗計(jì)算：（熱力平衡圖見附圖）

　　兩條熟料線窯頭熱量=2×窯頭鍋爐進(jìn)出口煙氣焓值差 
　　=2×｛25.67萬(wàn)Nm3×(485.61-119.2) ｝=188114894 kj/h

　　兩條熟料線窯尾熱量=2×窯尾鍋爐進(jìn)出口煙氣焓值差
　　=2×｛39萬(wàn)Nm3×（519.83-306.683）｝=166254660kj/h

　　窯頭窯尾余熱鍋爐熱量合計(jì)=354369554kj/h

　　余熱電站系統(tǒng)熱耗=余熱鍋爐熱量/發(fā)電量
　　=354369554 kj /20700kw
　　=17119kj/kw

　　即涇陽(yáng)公司余熱電站系統(tǒng)熱耗為17119kj/kw。

　　2、窯尾鍋爐發(fā)電量的計(jì)算

　　余熱鍋爐可利用熱量與熱耗相比可以得出相應(yīng)電量具體公式：

　　電量=C1出口風(fēng)量×（鍋爐入口煙氣焓-鍋爐出口煙氣焓）/熱電轉(zhuǎn)換熱耗

　　即四級(jí)預(yù)熱器（出口煙溫370℃）發(fā)電量為：

　　發(fā)電量=347094×（572.879-299.61）/17119=5540.6kwh

　　五級(jí)預(yù)熱器（出口溫度為325℃）發(fā)電量為：

　　發(fā)電量=350600×（498.95-299.61）/17119=4082.5kwh

　　則兩者電量差為：5540.6kwh -4082.5kwh =1458kwh

　　從上述計(jì)算結(jié)果得出以下結(jié)論：

　　四級(jí)預(yù)熱器所配置的余熱鍋爐比五級(jí)預(yù)熱器的余熱鍋爐每小時(shí)多發(fā)1458kwh。

　　五、五級(jí)比四級(jí)節(jié)省的煤與四級(jí)比五級(jí)多發(fā)的電兩者經(jīng)濟(jì)性比較

　　1、經(jīng)濟(jì)性比較

　　我們已經(jīng)得知四級(jí)比五級(jí)每小時(shí)多發(fā)電為1458kwh，廠用電如果按8%計(jì)算則供電量每小時(shí)為1341.45Kwh。而冀東水泥5600大卡大同煤到場(chǎng)價(jià)格為500元/噸，折算成標(biāo)煤，價(jià)格為625元/噸， 我們可以通過以下煤電平衡公式進(jìn)行定量的經(jīng)濟(jì)性分析：

　　公式為(T為電價(jià)格、M為煤價(jià)格)：T×1341.45kwh=M×0.8287t

　　四級(jí)比五級(jí)節(jié)省的生產(chǎn)成本為多發(fā)的電量乘以電價(jià)，而五級(jí)比四級(jí)節(jié)省的生產(chǎn)成本為節(jié)約的煤乘以購(gòu)煤價(jià)格，以上兩者進(jìn)行比較可以根據(jù)自身所做在地區(qū)煤價(jià)與電價(jià)選擇四級(jí)預(yù)熱器還是五級(jí)預(yù)熱器，那么我根據(jù)計(jì)算得出以下四、五級(jí)預(yù)熱器選擇區(qū)域圖

　　四級(jí)、五級(jí)預(yù)熱器選擇區(qū)域圖

圖中：X坐標(biāo)為購(gòu)電價(jià)格，Y坐標(biāo)為到場(chǎng)標(biāo)煤價(jià)格

　　2、舉例說(shuō)明

　　上圖中如果電價(jià)和煤價(jià)落在四級(jí)預(yù)熱器區(qū)域選擇四級(jí)預(yù)熱器有利，如果落到五級(jí)預(yù)熱器區(qū)域選擇五級(jí)預(yù)熱器有利。例如冀東水泥當(dāng)前購(gòu)電價(jià)格為0.4元/kwh 四級(jí)預(yù)熱器5000t/h熟料線每小時(shí)煤耗比五級(jí)預(yù)熱器多827.28kg（3.971kg/t×208.33t=827.28kg），則購(gòu)煤成本增加517.94元（0.8287×625元=517.94元）。而每小時(shí)節(jié)省的購(gòu)電成本為555.88元（1341.45度×0.4元=536.58元）。即選用四級(jí)預(yù)熱器時(shí)每小時(shí)可以節(jié)省成本37.94元/小時(shí)（536.58元-517.94=18.64元/小時(shí)），則選擇四級(jí)預(yù)熱器生產(chǎn)省本較低，煤電價(jià)格落在四級(jí)預(yù)熱器區(qū)域如選四級(jí)預(yù)熱器對(duì)本公司降低生產(chǎn)成本有利。

　　如果當(dāng)標(biāo)煤煤價(jià)格漲到647元時(shí)，四級(jí)預(yù)熱器與五級(jí)預(yù)熱器成本相當(dāng)，如果煤價(jià)繼續(xù)上漲而電價(jià)不漲，那么煤電價(jià)格落在五級(jí)預(yù)熱器區(qū)域，五級(jí)預(yù)熱器生產(chǎn)成本要低于四級(jí)預(yù)熱器，選擇五級(jí)預(yù)熱器對(duì)降低公司生產(chǎn)成本有利。
另外值得考慮的是，如果選用四級(jí)預(yù)熱器每小時(shí)多發(fā)1341.45kwh，則總降最少可以節(jié)約1000KVA容量占用費(fèi)（按18元/千伏安·月計(jì)算）全年可以節(jié)約21.6萬(wàn)元。

　　以上是5000t/h熟料線四級(jí)和五級(jí)預(yù)熱器的經(jīng)濟(jì)性分析是從企業(yè)角度分析結(jié)果，從整體社會(huì)效益角度考慮：五級(jí)預(yù)熱器每小時(shí)節(jié)省的827.28kg標(biāo)煤，如果按河北省發(fā)電平均煤耗365g/kwh計(jì)算，每小時(shí)可發(fā)2266kwh，要比企業(yè)選擇四級(jí)預(yù)熱器所發(fā)的電每小時(shí)多出924kwh，所以從全社會(huì)整體節(jié)能減排的角度考慮熟料線應(yīng)該選擇五級(jí)預(yù)熱器。