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1、3200t/d干法水泥窑低温余热电站工程(6MW)技术方案 （通用版）目 录1杭州汽轮动力集团设备成套工程有限公司概况123200t/d干法水泥窑低温余热电站工程 (6MW)项目内容23设计原则34水泥窑余热利用流程35热力系统方案比较463200t/d水泥窑单压热力系统蒸汽压力选择57单压热力系统简介78单压热力系统主要设备参数89车间布置1010电站接入系统1211电气及自动化1212循环水冷却系统1413化学水处理1514建筑及结构1615给水、排水1816劳动定员1917通常建设周期2018主要技术经济指标2019投资估算21附 图 目 录附图1窑系统工艺流程及余热图附图2原则性热力系
2、统图 附图3热力系统汽水平衡图附图4主厂房零米平面布置图附图5主厂房运转层平面布置图附图6主厂房纵断面图附图7给排水系统流程图 附图8化学水处理流程图 附图9接入系统方案图 附图10计算机系统配置方案1 杭州汽轮动力集团设备成套工程有限公司概况杭州汽轮动力集团设备成套工程有限公司(以下简称成套公司)成立于二零零七年八月，注册资本金两千万元,是杭州汽轮动力集团下属子公司。杭州汽轮动力集团是中国企业500强（2008年第382位），是我国装备工业支柱企业之一，工业汽轮机的国内市场占有率约为80%。杭州汽轮动力集团下属的杭州中能汽轮动力有限公司是国内最大的余热利用汽轮机制造厂。成套公司专门从事建材、
3、冶金、化工及其它行业的余热发电等节能减排项目的总承包（含BOT形式）业务。公司主营业务：电站设备成套、电站设计、电站设备安装、节能技术改造工程及提供相关技术服务、技术咨询、技术成果转让等。成套公司具有一批从事热能、电力、环保等专业的高级技术人才，在节能减排领域积累大量的技术开发和工程设计、项目管理经验。在项目总承包的过程中，能够为客户采用国内目前最合适的技术与装备，提供专业的技术和管理，以先进的服务理念，打造最优质的工程。余热发电项目属于能源综合利用、节能、环保、增效型项目;是国家发改委重点推广的节能减排技术。公司遵循“产品竞争靠技术、企业发展靠创新、服务用户靠质量、立足市场靠诚信”的经营理念
4、，并决心在国家“建设资源节约型和环境友好型社会”、“发展循环型经济”的过程中，使国家和企业实现双赢。公司成立两年来受到各界广泛好评,取得业绩如下:No建设年份项目名称行业生产线规格电站/MW性质1浙江长兴水泥一线水泥15000t/d9总包2浙江长兴水泥二线水泥15000t/d9总包3浙江常山水泥水泥25000t/d29总包4诸暨兆山建材水泥12500t/d4.5总包5绍兴陶堰玻璃玻璃2600t/d4.5BOT6秦皇岛蓝图信合水泥水泥22500t/d24.5BOT7富阳三狮水泥水泥15000t/d9总包8德州晶华集团振华玻璃玻璃450+500+600t/d7.5总包9浙江玻璃玻璃150+450+
5、2600t/d9总包10浙江上峰水泥水泥12500t/d4.5总包11铜陵上峰水泥水泥15000t/d9总包12四川广汉三星堆水泥水泥12500t/d4.5BOT13江西中金铅业冶金8万吨/年6BOT14四川星船城水泥水泥12500t/d6总包15北川四星水泥水泥12500t/d4.5总包16四川洪雅雅森水泥水泥22500t/d9总包17四川南威水泥水泥12500t/d4.5总包18湖南良田水泥水泥22500t/d24.5BOT19怀宁上峰水泥水泥25000t/d18总包20唐山圣龙水泥水泥15000t/d9总包2 3200t/d干法水泥窑低温余热电站工程 (6MW)项目内容3200t/d干法
6、水泥窑低温余热电站工程在充分利用水泥窑窑头、窑尾废气余热的前提下，建设一座6MW纯低温余热电站。本项目的建设内容如下：l 电站总平面布置;l 窑头冷却机废气余热锅炉（AQC炉）;l 窑尾预热器废气余热锅炉（SP炉）;l 锅炉给水处理系统；l 汽轮机及发电机系统 (不含接入系统) ；l 电站循环冷却水系统；l 站用电系统；l 电站自动控制系统；l 电站室外汽水系统；l 电站的土建、照明、环保等辅助系统。3 设计原则总体技术方案要求在本工程实施和电站正常发电时，不能影响水泥生产线的正常生产。电站方案设计遵循“系统先进;设备高效;节约投资”的原则，认真研究项目建设条件，通过多方案比较，提出供业主选择
7、的技术方案，为业主选择适宜的技术方案提供依据。具体指导思想如下：（1） 以稳定可靠为前题，采用经实践证明是成熟、可靠的工艺和装备，对于同类型、同规模项目暴露出的问题，不得在本工程中重复出现。（2） 在稳定可靠的前提下，提倡技术先进，要尽可能采用先进的工艺技术方案，以降低发电成本和基建投入。（3） 尽可能利用公司现有设备、设施。（4） 生产设备原则上采用国内技术产品。（5） 减少操作岗位定员，以降低成本。（6） 贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、消防、计量等方面的有关规定和标准，做到“三同时”。4 水泥窑余热利用流程水泥窑窑头AQC锅炉从熟料冷却机中部取风,冷却机原后部排风烟道作为旁通, A
8、QC锅炉进出风道及旁通设阀。水泥窑窑尾锅炉在窑尾预热器后取风, 原风道作为旁通, SP锅炉进出风道及旁通设阀。旁通阀在事故及烟温需调节时使用。窑尾废气经余热锅炉后，再用作原料粉磨烘干热源。见附图1-水泥窑余热利用流程图5 热力系统方案比较现水泥余热利用主要有单压、双压两种热力系统。（闪蒸也是一种双压系统，基本状况同双压一致）以下通过发电功率、厂用电、供电量及运行控制四个方面对两种系统进行简单比较分析。 发电功率比较设计双压热力系统的目的在于降低锅炉排烟温度，提高锅炉吸热量。由于水泥窑SP锅炉排烟送生料磨烘干,排烟温度需要在210左右, 在SP锅炉上设计成单压系统即可以将排烟温度降至210左右，
9、 故SP锅炉不设计成双压。为降低排烟温度，双压热力系统仅在AQC锅炉上设置高、低压蒸汽系统。由于双压系统AQC锅炉上设置低压蒸汽，AQC排烟温度双压较单压可降低20左右。相对单压,双压热力系统其实只多吸收AQC排烟20温降焓值，双压在AQC上只增加约7%吸热量（烟气焓基本随温度线性变化）。对于整个热力系统双压较单压只增加约4%吸热量,而且多吸的热量还是低品位的。双压系统需设置补汽汽轮发电机组。由于有补汽存在, 补汽对主汽有干扰作用，补汽汽轮发电机组绝对电效率低于单压凝汽式汽轮机。双压系统较单压在锅炉虽然多吸收了热量，但由于补汽汽轮发电机组绝对电效率较低，综合计算单压发电量高于双压。简要计算如下
10、：单压热力系统汽轮发电机组绝对电效率23.2%。双压热力系统汽轮发电机组主汽绝对电效率22.7%，双压热力系统汽轮发电机组补汽绝对电效率8.5%。双压发电/单压发电(22.7+48.5%)/23.2100%99.3%双压系统发电量较单压系统少0.7%。 厂用电比较双压系统锅炉除氧及给水系统复杂，锅炉除氧及给水系统耗电双压大于单压；循环水泵耗电双压大于单压；AQC锅炉受热面加大，烟风阻力加大，相应窑前风机要增加电耗。根据计算与实际使用，单压厂用电约占发电量的5%，双压厂用电约占发电量的6%。 供电量比较双压供电量/单压供电量=(99.3-6%99.3)/(100-5) 100%=98.25%双压
11、系统供电量较单压少1.75%。 运行控制双压系统的补汽汽轮机对补汽适应能力较差，一旦水泥窑产量产生波动，将会使补汽量偏离额定值。表现如下：水泥熟料产量严重超产时补汽量大于额定值,此时补汽对主蒸汽做功影响很大；水泥熟料产量较低时双压系统低压锅炉部分的水不能汽化,无补汽可能，导致补汽的投运率大大降低。由此可见,双压系统在水泥窑工况波动时,发电效率更低,且操作难度大。综合考虑以上方面因素，单压供电量高于双压，运行维护简单，单压系统优于双压系统。本方案按单压热力系统设计。6 3200t/d水泥窑单压热力系统蒸汽压力选择通常3200t/d水泥窑废气余热条件如下：（1） 3200t/d水泥窑窑头熟料冷却机
12、中部取风余热参数如下：废气量（标况） 140000Nm3/h；入口废气温度 380；入口废气负压 600Pa；（2） 3200t/d水泥窑窑尾预热器废气余热参数如下：废气量（标况） 250000Nm3/h；入口废气温度 330；入口废气负压 6000Pa；热力系统进汽压力变化发电量比较见下表：(锅炉进水均为40)锅炉产汽压力1.15MPa(A)锅炉产汽压力1.25MPa(A)锅炉产汽压力1.35MPa(A)锅炉产汽压力1.45MPa(A)AQC锅炉产汽量t/h13.613.513.413.3AQC锅炉产汽温度348349350351AQC锅炉排烟温度101103105107SP锅炉产汽量t/h
13、18.117.917.717.5SP锅炉产汽温度314314315315SP锅炉排烟温度212215218221汽轮机进汽压力MPa(A)1.051.151.251.35汽轮机进汽量t/h31.531.230.930.6汽轮机进汽温度318319320321汽轮机发电量kW5949596759805958根据上表，锅炉产汽压力1.35 MPa(A)、 汽轮机进汽压力1.25MPa(A)时发电量最大。故锅炉、汽轮机设计压力分别按以上两数据。7 单压热力系统简介根据水泥生产线窑头冷却机废气排放温度的分布，在满足熟料冷却及工艺用热的前提下，窑头余热锅炉采取冷却机中部取风，从而提高进入窑头余热锅炉的废气温度，在缩小窑头余热锅炉体积的同时增大了换热量，并且提高了整个系统的循环热效率。为减轻锅炉磨损，在窑头余热锅炉前设置了沉降室。水泥窑窑头、窑尾余热锅炉均将原有烟道作为旁路烟道，供锅炉故障和废气温度调节时投用。余热锅炉为立式锅炉，减少占地面积，减少漏风，提高余热回收率。窑头余热锅炉设有蒸汽段和热水段。窑尾余热锅炉只设置蒸汽段。窑头余热锅炉生产13.4t/h1.35MPa（A）350过热蒸汽，热水段产生180左右的热水32.1t/h，其中13.9 t/h的热水提供给窑头余热锅炉蒸汽段， 18.2t/h的热水作为窑尾余热锅炉给水， 窑尾余热锅炉产生17.7t/h1.35MPa（A）3
