技术 | 水泥窑余热发电技术应用

目前国内已经建成的纯水泥余热发电项目单压系统居多，系统相对简单，汽轮机选型容易，但是发电效率相对于双压系统较低。

2、双压余热发电系统

水泥窑余热废气量很大，温度在450℃以下，为了充分利用这些低温热源，就要求发电系统更为合理。

双压系统可使相对高温热源产生较高参数的蒸汽，使相对低温热源产生较低参数的蒸汽，系统充分吸收低参数热量，发出更多的电能．对于火力发电，为了提高热力循环系统效率。一般应尽量提高主蒸汽参数，对于水泥窑纯低温余热发电，主蒸汽参数的选取决于水泥窑排放废气的温度，应尽可能接近废气温度，考虑的传热温差和受热面的经济性，一般有10℃——15℃的温差．例如某项目选取1.7Mpa，330℃。对于1.7Mpa的主蒸汽，其饱和温度为204℃，因换热温差的存在，烟气产生主蒸汽后，余热锅炉排出烟气温度在210℃以上，主蒸汽压力选择得越高，产生主蒸汽后的烟气排出温度越高．这样主蒸汽压力的选取，对210℃以下烟气余热利用有重大影响。这对于窑尾预热器(SP)是合适的，因为210℃左右以下的烟气热量还要用于原料烘干，但对于窑头篦冷机(AQC)来说，是不经济的，因为210℃以下热量排放掉，不仅造成能源浪费。还对环境产生了热污染．根据我国的实际情况及技术水平，AQC的排气温度在90℃～100℃是合适的，这样造成100℃～200℃之间热量的利用成为问题，根据分析这部分热量占总废热量的17～20%。为了有效地利用这部分热量，采用双压系统，高压主蒸汽(参数为1．7Mpa，330℃)吸收210℃以上的烟气热量，低压系统蒸汽(参数为0．45Mpa，165℃)可以吸收100℃～200℃之间的烟气热量。

双压锅炉能使排气温度降到95℃左右，而单压锅炉只能使排气温度降到140℃左右，双压锅炉提高系统热量利用率达10%左右。

3、闪蒸余热发电系统

蒸汽／热水闪蒸复合发电技术是一种利用中、低温余热的纯余热利用型发电技术．该技术主要以200℃～450℃的低温废气作为热源，通过余热锅炉生产出过热蒸汽和一定量的饱和水，将常规发电系统无法利用的部分低品位低温热能，通过闪蒸系统生产出饱和蒸汽，与过热蒸汽—起进入多参数汽轮机作功发电，从而增加余热发电功率。采用此项技术一般可比单压发电技术多发电8%左右。

泥熟料生产过程中，即使是相同容量的水泥窑生产线，由于各地的原料和煤质不同，系统和控制的不同，使每套水泥窑生产线均有其特定的物料平衡和热量平衡，产生的余热参数和质量均有差异．这就要求水泥窑余热发电系统要量身定做。

当余热温度较低时，如350℃以下，选用单压系统比较合适；余热温度在350℃～400℃时选用闪蒸系统比较合适：余热温度大于400℃时选用双压系统，系统的性价比才能比较好。

由于双压系统低压蒸汽的压力低，当发电车间和余热锅炉的距离较远时，压力损失较大，满足不了汽机的补汽参数要求，双压系统的优势就体现不出来，这时选用闪蒸系统就比较合适。

总之要具体分析，合理选择。

作者：张全庆

来源：《中机中电设计研究院》

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