提高余热发电能力

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1、提高水泥窑纯低温余热发电能力的途径近年来，随着我国水泥工业工艺及装备技术得以迅速发展，百数十条数千吨级新型干法水泥熟料生产线（简称水泥窑）的陆续投产，为水泥窑纯低温余热发电技术及装备的推广应用创造了市场条件。在这个背景条件下，目前国内具有水泥窑余热发电工程设计、技术开发能力的数家单位，以利用日本KHI技术及设备建设的安徽宁国水泥厂、广西柳州水泥厂纯低温余热电站为蓝本，推出了几种水泥窑纯低温余热发电的热力循环系统并已在水泥工业开始陆续推广应用。由于日本KHI提供的余热发电技术及设备是用于上世纪八十年代利用当时国外先进水泥工艺技术及装备建成的带有四级预热器的新型

2、干法窑，考虑目前国内陆续投产的大型水泥窑技术及装备的变化并结合国内火力发电设备设计制造现状，对水泥工业纯低温余热发电应采用的热力循环系统、循环参数进行深入的研究分析从而进一步确定并提高适于我国国情的纯低温余热发电技术及装备水平、充分回收余热尽而提高余热发电能力是非常必要的。二、水泥窑可用于发电的余热分布及变化   目前国内新型干法水泥熟料生产线由于第三代冷却机、大型立磨等新工艺、新设备的应用，熟料综合能耗得以大幅降低，可用于发电的余热也有了较大的变化，其中尤其是熟料冷却机废气余热。对于这种水泥窑，目前可用于发电的余热：其一，熟料冷却机排出的废气余热可全部用于

3、发电；其二，窑尾预热器排出的废气余热，部分可用于发电，部分用于水泥生产所需原燃料的烘干。以5000t/d水泥窑为例，可用于发电的余热分布情况见图1。                             图1 5000t/d级新型干法水泥窑余热分布图   上世纪八十年代利用当时国外先进技术及设备建设的水泥窑，可用于发电的余热分布与目前国内大型水泥生产线是相同的，但由于熟料冷却机、粉磨等工艺及设备技术的不同，可用于发电的余热量发生了较大变化，以安徽宁国水泥厂4000t/d水泥窑及目前国产5000t/d水泥窑为例比较如下：见表1。     表1        

4、          水泥窑可用于发电的余热比较表参数名称安徽宁国水泥厂4000t/d水泥窑目前国产5000t/d水泥窑熟料产量4009t/d5000t/d预热器排出的废气温度343℃~330℃预热器排出的废气量总量258580Nm3/h~332000Nm3/h单位熟料1.548Nm3/kg~1.59Nm3/kg冷却机排出的废气温度241℃（不喷水）260℃（不喷水）冷却机排出的废气量总量~315040Nm3/h~282000Nm3/h单位熟料~1.886Nm3/kg~1.35Nm3/kg物料烘干要求的预热器废气温度250℃~210℃单位熟3323kJ//kg

5、2997kJ//kg料热耗水泥窑总热耗5.55×108kJ/h6.24×108kJ/h废气总余热量预热器13.1×107kJ/h784.23kJ/kg56.83%16.2×107kJ/h777.6kJ/kg62.8%冷却机9.95×107kJ/h595.7kJ/kg43.17%9.61×107kJ/h461.3kJ/kg37.2%合计23.05×107kJ/h1379.93kJ/kg100%25.81×107kJ/h1238.9kJ/kg100%废气总余热量占水泥窑总热耗比例41.53%41.36%可用于发电的余热量预热器3.565×107kJ/h26.3%

6、5.91×107kJ/h38.1%冷却机9.95×107kJ/h73.7%9.61×107kJ/h61.9%合计1.3515×108kJ/h100%1.552×108kJ/h100%可用于发电的余热预热器1.86×107kJ/h39.7%2.927×107kJ/h49.4%冷却机2.82×107kJ/h60.3%2.858×107kJ/h50.6%合计4.68×107kJ/h100%5.785×107kJ/h100%可用预热器27.2%36.48%于发电的余热量占各自废气总余热量比例冷却机100%100%可用于发电的余热量分别占废气总余热量的比例预热器15

7、.47%22.9%冷却机43.16%37.23%合计58.63%60.13%可用于发电的余热量占水泥窑总热耗的比例预热器6.4%9.47%冷却机17.9%15.4%合计24.3%24.87%冷却机热效率~60%~75%基本数据来源摘自热工标定及电站设计资料摘自工程设计及电站设计资料   表1中两条水泥窑可用于发电的总余热量与水泥窑总热耗的比例是基本相同的，但分布却发生了很大变化：由于原料粉磨系统普遍采用立磨工艺，使烘干物料用的预热器废气温度由~250℃降低至~210℃，在单位熟料预热器废气余热总量基本不变的情况下，可用于发电的余热量由占预热器总余热量的27.

8、2%提高至36.48%；由于第三代冷却机热效率的提高