第二代余热发电技术采用的主要技术措施:
(1)改变抽取窑头熟料冷却机废气方式,即在靠冷却机进料端(热端)设置一抽取400~600℃废气的抽废气口,同时在冷却机中部设置抽取260~360℃废气的抽废气口。根据废气温度,利用400~600℃抽废气口抽出的废气设置ASH蒸汽过热器,用于调整控制汽轮机进汽温度;利用260~360℃抽废气口抽出的废气设置AQC炉生产1.57~3.82Mpa次中压或中压饱和蒸汽并同时生产0.1~0.5Mpa饱和温度至180℃的低压低温蒸汽、85~200℃热水。
(2)在利用窑尾预热器系统最终(C1级旋风筒出口)排出的300~350℃废气的同时,利用C2级旋风筒内筒至C1级旋风筒入口的450~600℃废气设置蒸汽过热器。这样:一方面C1级旋风筒入口的450~600℃废气温度仅降低20~25℃,是水泥生产所允许的同时不会增加熟料热耗;另一方面,通过设置的C2级旋风筒内筒过热器使SP炉可生产1.57~3.82Mpa次中压或中压饱和温度至450℃的过热蒸汽,见图8。目前这项技术已在1600t/d窑3000kw纯低温余热电站系统顺利通过实验考核运行。
(3)为了提高窑头熟料冷却机废气余热回收率以提高窑头AQC炉进口废气温度从而进一步提高发电量,窑头熟料冷却机冷却风采用循环风方式,即将AQC炉出口废气部分或全部返回冷却机。目前这项技术也已在1600t/d窑3000kw纯低温余热电站系统顺利通过实验考核运行。
对于第二代余热发电技术的上述(2)、(3)项措施,根据工程实际情况,即可以同时采用,也可以采用其中的某一项,也可以两项都不采用。是否采用上述(2)、(3)项措施,对余热电站实际发电能力有10~15%的影响。
第二代水泥窑纯余热发电技术能够取得的效果:
前述三个措施使第二代水泥窑纯余热发电热力循环系统及废气取热方式,在不影响水泥熟料热耗、满足原燃料烘干所需温度210℃及燃料烘干、不改变水泥生产工艺及设备、不影响水泥窑生产的条件下:其一,余热可以同时生产次中压或中压饱和至450℃的过热蒸汽、0.1~0.5Mpa饱和至180℃的低压低温蒸汽、85~200℃热水;其二,最重要的是:热力循环系统可以采用次中压中温或中压中温参数,提高了热力循环系统效率,在充分利用水泥窑不同废气温度的余热的同时,实现了热量根据其温度进行梯级利用的原理;其三,第二代水泥窑纯余热发电热力循环系统、循环参数及废气取热方式使水泥窑废气余热按其质量最大限度地转换为了电能,从而使余热发电能力比目前普遍采用的第一代水泥窑纯余热发电技术得以大幅提高,吨熟料发电能力实际可达到750Kcal/Kg---38~42kwh/t。同第一代纯低温余热发电技术相比,在熟料热耗及建设投资额不变的前提下,吨熟料余热发电能力提高14.5%~31.25%;其四,解决了第一代水泥窑纯余热发电技术由于低压低温蒸汽而对水泥窑生产的波动性适应较差、蒸汽温度不可调整、两台锅炉给水系统串连从而互相影响等系统问题,并为降低电站单位KW装机投资创造了条件。
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