3.2 系统构成
透平机组配置发电机、冷凝器、循环工质泵、蒸发器以及工质补充系统、空压系统、氮气系统、和冷却系统。余热锅炉生产的热介质在蒸发器里与透平循环工质异戊烷换热。工质蒸发后进入透平作功,作功后的异戊烷在凝汽器里凝结成液态,再通过工质循环泵进入蒸发器里。透平机组模块化设计,重量轻,设备基础可为整体简单基础,整套机组可整体露天布置。
余热锅炉循环介质可采用Mobiltherm 605#导热油,水泥生产线窑头和窑尾的余热可把一定流量的80℃的导热油加热到270℃及220℃,两路热油混合后一同进入蒸发器,在蒸发器里换热后温度降到80℃再回至窑头和窑尾的余热锅炉。
系统构成简图如图4。

图4 纯低温余热发电系统简图
3.3 系统经济、安全运行的保证措施
采取如下措施来保障整套系统能够经济、安全的运行,具体为: 粘度:cSt 40℃ 29 粘度:cSt 100℃ 5.1 闪点: 210℃(最小) 凝固点: -15℃ 颜色: 2.0 沸点: 329℃
(1) 利用以低沸点异戊烷为工质的低温余热发电机组可充分满足水泥窑低温余热回收的要求。
(2) 余热锅炉导热油采用Mobiltherm 605#专用导热油,其性能指标如下:
Mobiltherm 605#不含芳烃,是一种液体石蜡,外观淡黄无味,加热后逐渐变成褐色,与我国22#汽轮机油性能相近。
(3) 余热锅炉均采用膜式受热面立式锅炉,可以解决余热锅炉漏风、磨损、堵灰等问题并减少占地面积,提高余热回收率。
(4) 导热油余热回收系统采用液相方式,相对于汽相方式,液相换热系统的优点是不会泄漏,运行操作简单稳定。
(5) 进入余热锅炉废气量大,温度低,余热锅炉内不存在燃烧。因此不存在炉内局部烟气温度过热现象。从而减少了导热油过热而产生裂解、聚合、结焦、积碳等现象的发生。因此锅炉可平稳、安全运行。
(6) 为了保证电站事故不影响水泥窑生产,余热锅炉均设有旁通废气管道,一旦余热锅炉或电站发生事故时,可以将余热锅炉从水泥生产系统中解列,不影响水泥生产的正常运行。
(7) 为了保证余热锅炉安全,在电站侧发生故障需停止导热油输送时,设置的旁通废气管道可以关小甚至关断烟气,防止导热油油温继续升高,防止可能出现的导热油裂解、聚合、结焦、积碳等现象的发生。
(8) 所有余热锅炉均设有导热油事故排油系统。一旦发电厂事故,可迅速排掉导热油。另外导热油系统设置了油膨胀箱,可满足油温变化带来的油膨胀问题。
4 结论
水泥窑废气余热品质虽然很低,但是随着水泥生产规模的加大,可回收的余热量相当可观。
本套系统可完全满足水泥窑低温余热回收的要求,能够做到纯低温余热发电的目的。
经调查,存在设备厂商能够提供这套透平机组的生产、制造、供货等服务。
这套技术方案将为水泥窑纯低温余热发电技术带来新的革新,具有较深远的节能意义。