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1、余热发电系统工艺技术,讲课人：尹修华,350,351,废弃余热,蒸汽,机械能,电能,锅炉,汽轮机,发电机,一、余热发电工艺技术及流程,352,余热发电工艺流程图,1,2,3,353,凝汽器热水井内的凝结水经凝结水泵抽出与闪蒸器出水汇合，然后通过锅炉给水泵打入AQC锅炉省煤器内进行预热，产生一定压力下的高温水，从省煤器出口分三路分别送到AQC锅炉汽包、PH锅炉汽包和闪蒸器，进入汽包的水在锅炉内循环受热，产生过热蒸汽送入汽轮机做功。进入闪蒸器内的高温水通过闪蒸产生一定压力的饱和蒸汽送入汽轮机后级做功，做功后的乏汽经过冷凝后重新回到热水井参与循环。生产过程中消耗掉的水由纯水装置制取出的纯水经补给水泵
2、打入热水井。,余热发电工艺流程图,354,余热发电工艺流程图,355,二、余热发电系统主要组成部分,6、电气接入系统,4、化学水处理系统,5、集散控制系统,3、循环冷却水系统,1、余热回收锅炉,2、汽轮发电机组,组成部分,356,窑尾PH锅炉型式 为卧式,锅炉由过热器、蒸发器、汽包及热力管道构成,废气流动方向为水平流动，换热管采用蛇形光管，以防止积灰。,因窑尾生料粉尘具有粘附性，故锅炉下部设置振打装置进行除灰，工质循环采用循环泵进行强制循环,余热回收锅炉 -窑尾PH锅炉,实景图,1、余热回收锅炉,357,受热面采用光管，且垂直布置，不易积灰,卧式锅炉比立式锅炉换热效率高810,特有的机械振打清
3、灰装置,同样条件下蒸发量卧式锅炉比立式锅炉高1530,高效的窑尾卧式余热锅炉,358,简要对比表,高效的窑尾卧式余热锅炉,359,窑头AQC锅炉型式 为立式,锅炉由省煤器、蒸发器、过热器、汽包及热力管道等构成,AQC锅炉前设置一台预除尘器（沉降室），以降低入炉废气粉尘浓度,锅炉内，废气流动方向为自上而下，换热管采用螺旋翅片管，以增大换热面积、减少粉尘磨损。工质循环方式为自然循环,余热回收锅炉 -窑头AQC锅炉,实景图,1、余热回收锅炉,360,2、汽轮发电机组,361,3、循环冷却水系统,冷却水系统主要组成部分为：冷却水泵、冷却风扇、散水嘴、散水管、填料、分离器和相应的连接管道等。,362,4
4、、化学水处理系统,原水箱,除CO2器,中 间 水 箱,阴离子 交换器,纯水箱,凝汽器 热水井,机 械 过滤器,阴阳离子交换方式,反渗透方式,反渗透+混合离子交换方式,原水箱,活性碳 过滤器,保 安 过滤器,反渗透 装 置,中 间 水 箱,纯水箱,凝汽器 热水井,机 械 过滤器,原水箱,活性碳 过滤器,保 安 过滤器,反渗透 装 置,中 间 水 箱,纯水箱,凝汽器 热水井,机 械 过滤器,混合离子 交换器,阳离子 交换器,363,胶体,钙离子,盐类,镁离子,化学水处理主要是将天然水中的悬浮物、胶体、有机物、以及水中溶解的离子去除，防止换热系统设备发生腐蚀和结垢。,H2O,4、化学水处理系统,36
5、4,5、集散控制系统,集散控制系统组成,365,硬件设备采用的是工控机，操作系统为Windows 2000专业版，过程监控软件T3500/RT核心部分是通用的iFIX，通常情况下每台机组配置3台操作站和1台工程师站。操作站之间相互独立，互为备用。,5、集散控制系统,366,各种控制策略的执行者，是DCS系统的核心部分，采用的是英国欧陆T2550系列产品，每套控制器均有互为冗余的两个独立的DPU以及ELIN网络接口，DPU和I/O模件采用并行总线通讯，每个机架都是智能化的，可独立工作。,367,采用英国欧陆T2550系列产品。现场的各种信号接入到不同类型的IO输入模件，IO模件经过处理并通过A/
6、D转换器转换为数字信号，通过I/O并行总线将信号送至CPU，通过CPU控制策略运算后控制结果送至IO输出模件，控制各种现场设备。,368,基于环形冗余Ethernet网，采用ELIN协议，令牌网方式，用于连接控制器与工程师站、操作员站等，完成各站的通讯和数据交换，传输速率100 Mbps。,369,由UPS电源及市电双路冗余供电。,UPS 市电,370,采用单向隔离网关，从DCS系统单向传输数据，避免病毒从因特网进入DCS系统，传输速率支持10000BYTE/S。,371,主要分为上位机软件IFIX和控制策略软件LINTOOLS两个部分，是基础软件。,面向工厂的操作界面和控制程序是在系统软件中
7、基于工厂的实际应用进行设计的，使得操作人员能够监控过程回路参数状态、历史趋势、实时和历史报警、报表，实现设备起停，过程回路操作和参数调整等。设计和维护人员可以调出过程组态界面进行操作方案，过程流程图组态、趋势画面及各种报表组态等。,系统软件,应用软件,372,用于在DCS系统停机或出现功能故障，在必要时用于手动停止汽轮机和启动直流油泵。,373,6、电气接入系统,374,热力系统针对水泥窑采用闪蒸技术 （海螺川崎）,热力系统蒸汽采用两种压力等级,热力系统蒸汽采用一种压力等级,水泥窑纯低温余热发电 典型技术类型,三、余热发电技术类型及原理,375,窑头余热锅炉与窑尾余热锅炉的蒸汽汇合后进汽轮机主
8、汽口，窑头余热锅炉热水段后面的闪蒸器产生的蒸汽进汽轮机副进汽口，汽轮机的乏汽经凝汽器冷凝成凝结水，凝结水经除氧后由给水泵给窑头余热锅炉上水，从而形成完整的汽水热力循环系统。,热力系统针对水泥窑采用闪蒸技术 （海螺川崎）,376,热力系统采用闪蒸技术,377,AQC锅炉三段蒸汽与SP炉的蒸汽汇合后进汽轮机主汽口，AQC炉二段蒸汽进汽轮机副进汽口。汽轮机的乏汽经凝汽器冷凝成凝结水，凝结水经除氧后由给水泵给窑头余热锅炉上水，从而形成完整的汽水热力循环系统。,热力系统蒸汽采用两种压力等级,378,窑头余热锅炉与窑尾余热锅炉的蒸汽汇合后推动汽轮机发电组发电，汽轮机的乏汽经凝汽器冷凝成凝结水，凝结水经除氧
9、后由给水泵给窑头余热锅炉上水，从而形成完整的汽水热力循环系统。,热力系统蒸汽采用一种压力等级,379,四、余热发电经济性和社会效益,水泥余热发电项目充分利用熟料煅烧生产时排放的大量废气进行回收发电，即可降低水泥熟料的生产成本，提高企业经济效益，又能保护环境，创造良好的社会效益。以一条9000KW机组为例，若设计年发电量为7600万度电。每天可利用余热发电21-24万度电，吨熟料发电量达40度/吨以上，可解决60%的熟料生产自用电，产品综合能耗可下降18%，按产能计算，每年可节约标准煤2.66万吨，减排二氧化碳5万吨以上。同时，余热发电减排的二氧化碳指标可申报CDM项目（清洁发展机制），每年可获得减排资金400万元左右。,380,
