・４４・ 能源研究与管理２０１２（２） 研究与探讨 万年青水泥公司１９．５ ＭＷ纯低温余热发电项目简析 严伯刚 ，黄 沙２，肖玉珍。，刘 峰 （１．江西省科学院，南昌３３００２９； ２．江西省建筑材料科学研究设计院，南昌３３０００１； ３．江西万年青水泥股份有限公司，南昌３３００９６） 摘要：介绍了江西万年青水泥股份有限公司“１９．５ Ｍｗ（３×４．５ ＭＷ＋６ ＭＷ）纯低温余热发电项目”，阐述了技术 方案、主机设备及参数、节能量测算，探讨了项目的节能和环境保护意义。 关键词：水泥工业；低温；余热发电；余热锅炉 中图分类号：ＴＱ１７２．６２２．２２ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００５－－７６７６（２０１２）０２—０Ｏ４５—０４ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ １９．５ ＭＷ Ｐｕｒｅ Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｗａｓｔｅｄ Ｈｅａｔ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｊｉａｎｇｘｉ Ｗａｎｎｉａｎｑｉｎｇ Ｃｅｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． ＹＡＮ Ｂｏ—ｇａｎｇ ，ＨＵＡＮＧ Ｓｈａ ，ＸＩＡＯ Ｙｕ—ｚｈｅｎ ，ＬＩＵ Ｆｅｎｇ （Ｉ．Ｊｉａｎｇｘｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００２９，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｊｉａｎｇｘｉ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３０００ １，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｊｉａｎｇｘｉ Ｗａｎｎｉａｎｑｉｎｇ Ｃｅｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ １ ９．５ Ｍｗ ｆ３×４．５ ＭＷ＋６ ＭＷ）ｐｕｒｅ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｓｔｅｄ ｈｅａｔ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｊｉａｎｇｘｉ Ｗａｎｎｉａｎｑｉｎｇ Ｃｅｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ，ｈｏｓｔ ｄｅｖｉｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｅｓｔｉｍａｔｅｓ ｗｅｒｅ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ＇ｓ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｃｅ ｉｎ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｅｍｅｎｔ ｉｎｄｕｓｔｒｙ；ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｗａｓｔｅｄ ｈｅａｔ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ｗａｓｔｅｄ ｈｅａｔ ｂｏｉｌｅｒ 引言 江西万年青水泥股份有限公司利用万年水泥厂 的４≠｝窑２ ０００ ｔ／ｄ水泥生产线（４．５ Ｍｗ）、５｛！ｊ｝窑２ ５００ ｔ／ｄ水泥生产线（６ Ｍｗ） （包括３＃窑余热锅 炉改造后有１ ０００ ｋＷ－ｈ电量的外来热源）和玉山水 泥厂的２条２ ５００ ｔ／ｄ水泥生产线（２×４．５ ＭＷ）的窑 头、窑尾废气余热资源，建设总装机容量为ｌ９．５ Ｍｗ（３×４．５ ＭＷ＋６ Ｍｗ）的４套纯低温余热发电 热力系统，以达到充分利用水泥生产线排放的废热 资源，降低生产成本，提高企业经济效益之目的。 每套纯低温余热发电热力系统包括凝汽式汽轮发电 收稿日期：２０１０—０４—２５ 作者简介：严伯刚（１９５８一），男，湖北黄石人，高级－［程师，大学本科，毕业于武汉建筑材料工业学院（现武汉理工大学），无机非金 属材料专业，主要从事无机非金属材料和热工方面的研究。 研究与探讨 能源研究与管理２０１２（２） ・４５・ 机组１台、窑头余热锅炉及沉降室、窑尾余热锅炉、 主厂房（汽轮机厂房、主控配电楼、化学水处理 Ｍｗ汽轮发电机组ｌ台；玉山厂为４台余热锅炉＋ ４．５ Ｍｗ汽轮发电机组２台。 以下方案的配置，可以使电站运行方式灵活、 可靠，能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。 １．１窑头余热锅炉——ＡＱＣ炉 等）、循环水泵房及冷却塔等。 “１９．５ Ｍｗ（３×４．５ ＭＷ＋６ Ｍｗ）纯低温余热发 电项目”获国家发展与改委批准列人国家节能技术 改造财政奖励项目实施计划，项目正常发电后通过 了国家核查专家组实地核查。 根据２ ０００ ｔ／ｄ和２ ５００ ６ｄ熟料生产线窑头冷却 机废气排放温度的分布，在满足熟料冷却及工艺用 １热力系统方案与主机设备 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，该项目工程装机方 案采用纯低温余热发电技术。 综合考虑目前水泥生产线窑头、窑尾的余热资 源分布情况和水泥窑的运行状况，在充分利用余热 的前提下，以“稳定、可靠、技术先进、不影响水 泥生产”为原则，确定两厂的热力系统及装机方案 热的前提下，采取中部取风，从而提高进入窑头余 热锅炉——ＡＯＣ炉的废气温度，在缩小ＡＱＣ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。 该锅炉采用两段受热面，最大限度地利用了窑 头熟料冷却机废气余热。窑头余热锅炉Ｉ段为蒸汽 段，窑头余热锅炉ＩＩ段为热水段，作为窑头余热锅 炉蒸汽段及窑尾锅炉的给水。 窑头余热锅炉技术参数见表１。 分别为：万年厂为２台余热锅炉＋４．５ Ｍｗ汽轮发电 机组１台、２台余热锅炉＋３＃窑技改后余热＋６ 表ｌ 窑头余热锅炉技术参数 １．２窑尾余热锅炉——ＳＰ炉 窑尾余热锅炉为蒸汽锅炉，当水泥窑窑尾废气 温度波动时，相应的窑尾余热锅炉的产汽量可随之 发生变化，保证排出的烟气满足水泥生产线的烘干 要求。窑尾余热锅炉技术参数见表２。 １．３凝汽式汽轮机 ２节能量测算 以１套２ ５００ ６ｄ级水泥生产线４．５ ＭＷ纯低温 余热发电热力系统的节能量测算为例。 ２．１窑头、窑尾供余热废气量 ２．１．１窑尾供余热废气量 汽轮机为国产低压凝汽式汽轮机，额定功率为 ４．５ ＭＷ（或６ ＭＷ）。调速系统为电液控制。凝汽 人余热炉废气量（烟气）：２００ １５４ Ｎｍ３／ｈ； 入余热炉废气温度：３３０℃； 式汽轮机技术参数见表３。 １．４发电机 余热炉出口废气温度：２１０ ｏ【＝。 ２．１．２窑头供余热废气量 发电机技术参数见表４。 人余热炉废气量（烟气）：８６ ０００ Ｎｍ３／ｈ； ・４６・ 能源研究与管理２０１２（２） 研究与探讨 入余热炉废气温度：３８０ ｏＣ； 余热炉出口废气温度：１１０ ｃＩ二。 ２．２窑头、窑尾产口蒸汽汽量 因而可知，玉山水泥厂２×２ ５００ ｆｆｄ级水泥窑（２× ４．５ ＭＷ）余热利用项目年节约标煤为２１ ７２４ ｔ。 经过以上类似计算，可得：万年水泥厂的４≠≠窑 ２ ０００ ６ｄ级水泥窑（４．５ ＭＷ）余热利用项目年节约 经上述条件计算口：①窑头。余热炉产出蒸汽 汽量：８．５ ｔ／ｈ；蒸汽压力：１．６ ＭＰａ；蒸汽温度：３０５ 标煤１０ ０４７ ｔ；５＃窑２ ５００ ｄ级水泥窑＋３＃窑技改 后余热（６ ＭＷ）余热利用项目年节约标煤２２ ８２７ ｔ。 ４套纯低温余热发电热力系统合计年节约标煤 ℃；②窑尾。余热炉产口蒸汽汽量：１４ ｔ／ｈ；蒸汽压 力：１．６ＭＰａ；蒸汽温度：３０５ ｏＣ。 ２．３发电量 ５４ ５９８ ｔ，减排ＣＯ 约１０万ｔ。项目实施后在水泥生 产正常情况下，年平均发电量为１．２０２ ７８×１０８ ｋＷ・ ｈ，年向水泥厂供电１．１２１ ７１×１０８ ｋＷ・ｈ，水泥厂年 减少向电网购电量１．１６３ ３５×１０８ ｋＷ・ｈ，减少了企 业水泥熟料生产购电１／３用电量。平均吨熟料发电 窑头＋窑尾蒸汽量为２２．５ ｔ／ｌ１，根据所订货汽轮 机的汽耗率计算发电量为４ ０００ ｋＷ・ｈ。 ２．４年节约标煤量 根据江西省电网平均发电标煤耗３９７ ｇ／（ｋＷ・ ｈ），项目年发电６ ８４０ ｈ，可计算出年节约标煤量： （４０００×６８４０×３９７）ｇ一１０ ８６１ ９２０ ０００ ｇ １０ ８６２ ｔ。 ３７．４ ｋＷ・ｈ，吨熟料成本可下降约ｌ２～１４元，有效 地降低企业的水泥生产成本。 研究与探讨 能源研究与管理２０１２（２） ・４７・ ３结语 该项目利用新型干法水泥生产过程中产生的废 参考文献 【１】唐金泉，常子冈．提高水泥窑纯低温余热发电能力的措施 ［Ｊ］．中国水泥，２００５（５）：４７—５０ 气作为热源的纯低温余热发电，回收了水泥生产过 【２】唐金泉，常子冈，唐兆伟．提高回转窑纯低温余热发电能力 的途径［Ｊ］．水泥，２００５（５）：８－１４． 程中大量的余热，既节约了用煤，又改善了环境。 余红清．纯低温余热发电技术在江西万年青的应用 整个热力系统不燃烧任何一次能源，在回收大量对 【３】肖玉珍，江西能源，２００８（２）：３９—４１． 空排放造成环境污染的废气余热的同时，所建余热 ．发电工程不对环境造成污染，这对于有效节约能源、 【４】魏振洋，王中文．纯低温余热发电技术的应用［Ｊ］，水泥技术， ２００９（６）：９６—９７． 减少粉尘和ＣＯ 的排放量、降低温室效应、保护生 态环境起着积极的作用，为国家可持续发展战略做 ［５］黄巧媛．新型干法水泥生产线纯低温余热发电项目前景广 阔ｆＪ］．水泥技术，２００６（９）：９３—９４． 出了应有的贡献。 （上接第３８页） ５注意事项 １）单侧空预器停运时，为保证制粉系统干燥出 ５）消缺结束后恢复空预器运行时，要特别注意 在开启空预器入口烟气挡板时，对锅炉风量、一次 风压、炉膛负压等参数的影响ｆｓ］。 力，该侧空预器热一次风、二次门出口挡板均应该 关闭，为防止单侧通风造成～侧一次风机喘振跳闸． ６结束语 经过多次的摸索，上述操作方法能确保机组运 行当中空预器消缺工作的顺利进行，机组各项参数 在停空预器之前将该侧一次风机停运。 ２）关闭停运侧空预器人口烟气挡板及出口热二 次风挡板时，为减小操作带来的扰动，最好派人到 就地逐个进行操作，先关闭人口烟气挡板，关闭并 加关后再关热二次风挡板，操作过程中就地和监盘 均在正常范围内，有效降低了空预器卡涩及二次燃 烧的风险，提高了机组运行的稳定性。 参考文献 【１】胡健．兰分仓回转式空预器的特点【Ｊ１．华东电力，２００１，２９ （１０）：２３—２４． 人员用对讲机保持联系，盘面监视好燃烧情况及负 压、风量等相关参数。 ３）为防止风门挡板误动，将停运空预器侧一次 风机出口挡板、冷一次风挡板、一次风联络挡板、 空预器出口热一次风挡板、空预器出口热二次风挡 板、空预器人口烟气挡板共６个挡板均断电挂警告 牌。 ［２】靖长财．１ １７５饥１锅炉空气预热器跳闸原因及处理措施［Ｊ］． 吉林电力，２００１（４）：５４． ［３］于宏良，任海东，王才刚．２９一ＶＩ－６８型回转式空预器维护及 故障处理［Ｊ】．东北电力技术，２００６（９）：２５—２７． ［４］刘清坡，海广星，胡小林，等．某电厂空预器控制柜双路电源 ４）空预器停运后，投入该空预器连续吹灰，监 视好排烟温度的上升，如超过２５０℃，则应该进～ 切换试验过程中空预器跳闸故障及对策【Ｊ］．电力建设，２０１０， ３１（７）：８１—８６． 步降低机组负荷，控制人口烟气温度低于３００℃。 ［５】吕兆聚，刘立圣，余琴清．容克式空气预热器的常见问题及 改进措施【Ｊ】．四川电力技术，２００１，２４（２）：ｌ－４．
