低耗低排放万吨水泥熟料线余热发电方案研究.pdf

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1、中图分类号：TQl72．62文献标识码：B文章编号：1007—0389(2012)04—82—04石海英1，刘怀亮1，彭岩1，陈金环2*(1．中信重工机械股份有限公司，河南洛阳471039；2．瑞安市阀门一厂，浙江瑞安325204)摘要：文章针对某公司拟建低耗低排放万吨水泥熟料线余热发电工程分别采用双压蒸汽循环和ORC系统进行了建模研究，并从发，供电量大小、投资成本及运行情况等方面对两种装机方案进行了综合比较。结果表明：万吨水泥熟料线余热发电工程采用ORC系统的发／供电量更大，但投资成本高、技术不够成熟

2、、安全性较差。因此，现阶段万吨线余热发电工程采用双压蒸汽循环系统仍是最佳选择。关键词：ORC系统；余热发电；万吨线；方案研究Researchonlow—consumption&low-dischargewasteheatpowergenerationschemefor10000t／dcementproductionlineShiHaiyingl，LiuHuailiangl，PengYahl，ChenJinhuan2(1．CiticHeavyIndustriesCo．，Ltd．，Henan，Luoyang

3、，471039)Abstract：Tobuildalow-consuption&low-dischargewasteheatpowergenerationstation，thecompanyresearchedonthemodelingofdual—pressuresteamcyclesystemandORCsystem，andcontrastedthetwoschemesfrompowercapacity，investmentandOperation．Theresultsshowsthatthesys

4、temofORChasgreatpowercapacity，butitneedsmorecostandthetechnologyisimmaturewhichwillre—suhininsecurityrunning．Sodual—pressuresteamcyclesystemisthebestchoiceforlO000t／dcementproductionlineatpresent．Keywords：ORCsystem；wasteheatpowergeneration；10000t／dproduc

5、tionline；shemeresearch1研究背景我国是水泥生产大国，水泥产量连续27年居全球之首，2011年我国水泥总产量为20．9亿t，约占全球总水泥产量的60％。在水泥产量连创新高的同时，我国水泥生产技术也在不断进步。目前，新型干法水泥技术不断向高产量、低电耗、低热耗的方向发展，因此，万吨水泥熟料线是新型干法水泥技术的重要发展方向之一。水泥熟料线提供余热参数是决定余热发电性能优劣最重要因素。而万吨水泥熟料线工艺设备特殊、综合热耗较低，受此影响余热参数具有以下特点：①余热烟气量小：万吨水泥熟料线

6、窑尾余热烟气量(标况)约为1．35m3／kg，低于5000t／d水泥熟料线的1．50m3／kg；万吨水泥熟料线窑头余风烟气量约为1．1m3，低于5000t／d水泥熟料线的1．3m3／kg；②余热烟气温度低：万吨水泥熟料线窑尾余热烟气温度约为290oC，低于5000t／d水泥熟料线的330℃；万吨水泥熟料线窑头余风烟气温度约为270℃，低于5000t／d水泥熟料线的290oC；③篦冷机长度较大，低品位热量很难置换为高品位热量，余风烟气管道放风量大。针对万吨水泥熟料线余热烟气量小、温度低的问题，研究采用何种

7、余热利用方式以实现余热发电效益最大化，具有重要意义。：I=国家科技支撑计划(2011BAA05803)有机朗肯循环发电系统(简称ORC系统)采用蒸发温度较低的有机工质如氟利昂、戊烷等作为循环工质。因其工质蒸发温度较低，与水相比可以在更低的温度下蒸发变为有机工质蒸汽，拖动汽轮机做功发电，因此有机工质比水更适宜于回收低温余热发电。因此能否采用ORC系统对万吨水泥熟料线余热进行发电利用，以提高余热利用效率、增加企业效益，是很多水泥企业十分关心的一个问题。2万吨水泥熟料线余热发电系统方案介绍我国某企业为打造万吨

8、水泥熟料线精品示范工程，提出了实现吨熟料煤耗小于99kg的节能目标，熟料线窑尾采用双列五级预热器，现以此线余热参数为研究对象，对余热发电双压蒸汽循环和ORC系统进行建模分析，以得出了现阶段万吨线最佳的余热利用方式。2．1余热废弃参数根据水泥设计院提供的万吨线热平衡计算结果，同时参照国内相同规模干法水泥熟料生产线余热发电烟气取热情况，某万吨线余热设计参数如下：(1)窑尾预热器出口废气参数。废气量(标况)(2列)：2x340000in3／h；进