越南XX水泥厂余热发电项目.pdf

越南※※※水泥厂余热发电项目越南※※※水泥厂余热发电项目 SP 余热锅炉SP 余热锅炉、AQC 余热锅炉安装工程AQC 余热锅炉安装工程 1.1 项目现状项目现状 现有一条已投产日产 1200 吨熟料（年产水泥 40 万吨）新型干法生产线，现在 另建两条各日产 2500 吨熟料（年产水泥 164 万吨，以下简称 5000t/d 生产线） 的新型干法生产线，本项目根据在建 5000t/d 生产线的技术资料，利用项目承 担单位的技术成果，配套建设两座水泥窑尾气纯低温余热电站 1.2 项目建设基本原则  保证生产主业原则：水泥生产企业中水泥的生产是主业而余热电站是副 业，因此余热电站建设以不影响水泥生产为原则  安全、可靠、稳定原则：余热电站的各系统建设始终紧持把运行安全、 可靠、稳定放在第一位，其次再兼顾考虑技术、技术指标、经济指标的先进性  最大限度利用原则：按最大限度回收剩余余热并使其有效地转化为电能 来确定电站建设技术 通过最大限度地追求节能、 降耗达到降低水泥生产成本、 提高企业经济效益的目的  优先满足生产用热需求原则 ： 首先满足水泥生产生产过程中用热要求及 原料、燃料烘干对余热的需求。

 遵循国家及行业强制性有关规范、规程、规定  选用设备采用中国国产可靠成熟的设备  建设规模、本项目工程采用两座完全相同余热电站，单一电站装机规模 为 23t/h 热管余热锅炉和 4.5MW 汽轮发电机机组各工艺系统的设计、设备选 择及各种设施均不考虑再扩建的因素  汽轮发电机组：在确保安全的前提下，有关系统应力求经济、可靠和运 行操作简便  供水：水源来源于越南※※※水泥厂现有地下井水，经水处理系统处理 后，循坏使用  自动化：采用机、炉、电集中控制方式，采用西门子 PCS7 过程式控制制 系统及常规操作设备，对汽机及锅炉系统进行集中监视及控制，保护采用微机 保护产品  总平面布置：发电机组及循环冷却水系统布置在窑头旁的空地上；热管 余热锅炉分别布置在冷却机及窑尾增湿附近 1.3 建设目标  发电装机：2×4.5MW  发电功率： 2×4MW  年运行：7200h（300 天）  年发电量：5760×10 4kWh  年向水泥厂供电量：5300×10 4kWh  小时吨熟料余热发电量：40kWh/tcl 以上 1.4 建设的有利条件  在业主方建设水泥生产线的同时考虑余热发电建设，可以最大限度的利 用场地条件以及设备选择。

 项目承担单位拥有水泥尾气发电多项国家专利技术，技术成熟，管理先 进，完全有能力实施项目  项目投产具有良好的经济效益  项目投产后对 CO2的减排具有积极的作用 1.5 主要技术要求； 热力系统及装机技术应考虑下述前提条件： 充分利用 5000t/d 级新型干法水泥生产线窑头熟料冷却机及窑尾预热器废 气余热； 本项目实施后电站不向电网返送电； 余热电站的建设及生产运行不影响水泥生产系统的运行； 余热电站系统及设备以成熟可靠、技术先进、节省投资、提高效益为原则； 烟气通过热管余热锅炉沉降下来的窑灰回收并用于水泥生产，以达到资源 综合利用及环境保护的目的 1.6 项目实施技术 项目建设严格按照参照中国国内基本余热发电项目建设程序管理，项目最 终并由中国环境计量顶端专家小组全面负责项目验收，在项目的策划决策、建 设准备、工程施工与竣工验收等采用现代项目管理手段，规范控制项目建设成 本、进度、质量，确保目标实现 2.1 项目建设内容 项目由以下系统构成： 余热锅炉系统——包括 SP 炉、ACQ 炉、过热器、软水加热器、除尘器、烟 箱构件、清灰装置、除灰装置以及烟气工艺管道等系统 发电系统——包括汽轮机、发电机等系统 电气系统——包括高压接入、低压配电、自动化控制及仪表等系统 厂房等建筑物与构筑物——包括汽轮发电机房、余热锅炉基础、化学水处 理站、循环冷却水池及泵房、原水处理站等 供排水系统——包括供水、排水系统 水处理系统——包括循环冷却水、化学处理水等系统 通讯系统 消防系统 2.2 技术参数 发电装机：2×4.5MW 发电功率：2×4MW 年运行：7200h（300 天） 年发电量：5760×10 4kWh 年向水泥厂供电：5300×10 4kWh 小时吨熟料余热发电量：40kWh/tcl 以上 2.3 项目技术技术研究 2.4 技术技术概述 根据目前国内纯余热发电技术及装备现状，结合水泥窑生产线余热资源情 况，热力系统及装机技术应考虑下述前提条件： 充分利用 5000t/d 级新型干法水泥生产线窑头熟料冷却机及窑尾预热器废 气余热；本项目实施后电站不向电网返送电；余热电站的建设及生产运行不影 响水泥生产系统的进行；余热电站系统及设备以成熟可靠、技术先进、节省投 资、提高效益为原则，并达到目前国内余热发电设备先进技术水平；烟气通过 热管余热锅炉沉降下来的窑灰回收并用于水泥生产，以达到资源综合利用及环 境保护的目的。

2.5 热力系统及装机容量 水泥生产过程中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排掉的 360℃以下废气， 其热量越占水泥熟料烧成系统热耗量的 35%以上，利用两条 2500t/d 新型干法 水泥窑废气，建设余热发电工程，为水泥生立配套供电，同明也可以降低生产 成本，改善水泥窑废气对周围环境的污染本项目热生产线窑头冷却机及窑尾 预热器废气余热为充分利用窑头冷却机废气余热，提高窑头热管余热锅炉的 烟气温度，使之产生与窑尾热管余热锅炉相同参数的过热蒸气，因此对窑头冷 却机进行出口风管改造，取用其中段余热根据水泥厂提供的数据水泥生产线 废气可利用的预热量为： 经过技术改造后实际单条水泥生产线窑头冷却机中部废气余热为： 75000Nm3/h--400℃，排烟温度为 150℃，具有约 2512.5×104kJ/h 的热量 本项目实施后电站不应向电网返送电； 余热电站的建设及生产运行不影响水泥生产系统的生产运行； 余热电站的系统及设备应以成熟可靠、技术先进、节省投资提高效益为原 则，并考虑目前国内余热发电设备实际技术水平； 回收烟气通过热管余热锅炉沉降下来的窑灰并用于水泥生产以达到资源综 合利用及环境保护的目的。

装机条件： 装机技术的确定除应满足设计条件、上述前提条件及本项目所确定的原则 外，还应考虑下述条件： 单条 2500t/d 水泥生产线： 窑尾气余热可生产约 16.65t/h—1.45Mpa--310℃过热蒸气 窑头熟料冷却机废气余热可生产 6.46t/h—1.35Mpa--310℃过热蒸汽； 装在窑头冷却机出口风管内的过热器将 23t/h—1.3Mpa--400℃过热蒸汽 汽轮机组： 根据热管余热锅炉所能产生的主汽品位，本项目选用的汽轮机主蒸汽参数 为 1.25Mpa--380℃两台热管余热锅炉产主蒸汽量总共约 2×23t/h 综上所述，本项目确定装机技术如下： 2 台 4.5MW 凝汽式轮机组+4 台热管余热锅炉，其中二级过热器换热面装在 冷却机出口风管内 根据上述装机技术，为满足生产运行需要并达到节能、回收余热的目的， 结合水泥生产工艺条件，热力系统技术确定如下； 在窑尾预热器的废气出口管道上设置 SP 热管余热锅炉，SP 热管余热锅炉 内设置一级蒸汽过热器受热面、蒸发受热面和省煤受热面，产生的过热蒸汽与 窑头 AQC 热管余热锅炉的一级过热段蒸汽混合，经过二级过热器过热后关入汽 轮机作功。

在窑头冷却机中部废气出口设置窑头热管余热锅炉ACQ 炉分三段设置， 其中Ⅰ段为过热段，Ⅱ段为蒸发段，Ⅲ段为省煤器段 在窑头冷却机出口风管内的中温段设置二级过热器，在二级过热器的进口 设置喷水减温器，以恒定气温 AQC 炉 Ⅰ 段 产 生 的 1.35Mpa--320 ℃ 的 过 热 蒸 汽 ， 与 SP 炉 产 生 的 1.45Mpa--320℃的过热蒸汽混合，进入设在冷却机出口风管内的 2 级过热器， 过热为 1.3Mpa--400℃的过热蒸汽，作为主蒸汽进入汽轮机做功，汽轮机做功 后的乏汽通过冷凝器冷凝成水，凝结水经凝结水泵送入中间水箱，再经过给水 泵为 SP 热管余热锅炉省煤器段提供 45℃给水， 省煤器将给水加热到 105℃送入 ACQ 炉Ⅲ段产生的 210℃热水提供给 ACQ 炉Ⅱ段及 SP 锅炉的蒸发段，形成完整 的热力循环系统 上述技术的配置，可以使电站运行方式灵活、可靠、很好地与水泥生产配 合，并且最大限度的利用水泥生产废气余热 热管余热锅炉均采用立式锅炉， 解决热管余热锅炉清灰， 并减少占地面积， 提高余热回收率 除氧器采用真空除氧方式，有效的保证了除氧效果 由于窑头废气粉尘对锅炉受热面磨损较大，在窑头热管余热锅炉废气入口 设置重力式除尘器，以减轻熟料颗粒对窑头热管余热锅炉的冲刷磨损。

以上各项措施已经在众多工程中应用，并取得了较好的效果，因此该技术 是成熟、可靠的 2.6 水泥厂工艺系统改造 由于热管余热锅炉设置于水泥生产最主要的管道上，一旦发生事故(如锅 炉爆管、 粉尘堵塞等 ) 将影响水泥生产的正常运行 为防止这种情况发生热管 余热锅炉废气管道及发电系统汽水管道均考虑了应急处理措施 窑头热管余热锅炉 窑头热管余热锅炉废气入口采用降尘器降尘处理，以减轻熟料颗粒对锅炉 的冲刷磨损，即使如此，为了避免影响正常的水泥生产，对窑头热管余热锅炉 也采取了如下措施 ： 措施 1：设旁通废气管道，一旦锅炉发生事故，自动启用旁通废气管道， 将热管余热锅炉从系统中切除 措施 2：在发电系统汽水系统的过热蒸汽母管上设有自动放散消音器 ，当 汽轮机发生事故时及时将热管余热锅炉从系统中切除 窑尾热管余热锅炉 措施 1：设旁通废气管道，一旦锅炉发生事故，自动启用旁通废气管道， 将热管余热锅炉从系统中切除 措施 2：在发电系统汽水系统的过热蒸汽母管上设有自动放散消音器，当 汽轮机发生事故时及时将热管余热锅炉从系统中切除 2.7 水泥生产工艺系统与余热电站的关系 水泥生产工艺与余热电站有着十分密切的关系，水泥生产系统的运行直接 影响到余热电站的生产。

水泥生产系统的正常运行是保证余热电站安全、稳定 生产的前提 余热电站的建设能使现有水泥生产系统的运行更加 完善、 更加节 能、更有利于环境保护余热电站属于水泥厂的一个车间，除余热电站必备的 设备，车间及人员外不需另设辅助设施，如机修、环保等机构 由于热管余热锅炉的设置， 对水泥生产中窑头、 窑尾的废气系统各增 加了 部分阻力，经计算，分别为 800Pa 和 400Pa对风机阻力和漏风的增加，经过 对窑头风机 127 经过对窑头风机和窑尾高温风机的校核计算，结果均在允许的 工作范围内原系统的风机能够满足热管余热锅炉后的系统要求，可以不对风机 进行改造 由于热管余热锅炉设置于水泥生产最主要的管道上，一旦发生事故 (如锅 炉爆管、粉尘堵塞等）将影响水泥生产的正常运行为防止这种情况发生，热 管余热锅炉废气管道及发电系统汽水管道均考虑了应急处理措施 AQC 炉：AQC 炉废气入口采用沉降室降尘处理，以减轻输料颗粒对锅炉的 冲刷磨损，即使如此，为了避免影响正常的水泥生产，对 AQC 炉一定要做好相 关安全紧急措施 2.8 循环冷却水系统 本项目是利用水泥厂现有 5000t/d 水泥生产线的窑头、 窑尾余热建设一套 装机容量为 2×4.5MW 的纯低温余热电站。

2.9 设计依据参照中国标准实施； 《小型火力发电厂设计规范》 GB50049-94 《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2003 《工业循环水冷却设计规范》 GB/T50102-2003 2.9.1 设计范围 电站生产设备冷却水系统 ， 冷却水系统中的建、构筑物设计 2.9.2 电站设备冷却用水量 凝汽器冷却水量 ：2×1610m3/h 冷油机冷却水量 ：2×57.4m3/h 空冷器冷却水量 ：2×46m3/h 锅炉给水泵轴封冷却水量 ：2×lm3/h 本工程设备冷循环却水量。