CN102564145A - 一种提高水泥窑余热利用效果的方法 - Google Patents

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曹玉英
杨昭平
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Abstract

本发明提供了一种提高水泥窑余热利用效果的方法，属于水泥窑余热利用、节能减排技术领域。该方法用到的系统包括：窑头AQC余热锅炉，窑尾SP余热锅炉、三次风管蒸汽过热器、汽轮发电机组。不同于现有技术的是：在余热锅炉本体以外的三次风管上设置了蒸汽过热器。通过外置式蒸汽过热器的设置，提高了蒸汽的压力和温度，从而提高了吨蒸汽发电量，这样提高了蒸汽的热利用率，使蒸汽的发电效率由原来的14％左右提高到23％左右，带来了显著的节能效果和经济效益。同时也降低并稳定了三次风的温度，延长了风管闸阀的使用寿命，减少了风管闸阀的检修和更换费用，有利于水泥生产系统的长周期稳定运行。

Description

一种提高水泥窑余热利用效果的方法
技术领域
本发明涉及一种水泥行业水泥窑余热利用节能减排技术方案，具体说就是最高效地利用水泥熟料烧制和冷却过程中的余热来发电、增加发电量，达到节能减排的目的。
背景技术
现在水泥窑余热回收的措施：一是将窑尾预热器排出的废烟气(温度约为360℃)，送入SP余热锅炉产2.5MPa、300℃左右的中压蒸汽。窑头冷却气(温度约为340℃)，送入AQC余热锅炉产2.5MPa、300℃的中压蒸汽和0.25MPa、150℃左右的低压蒸汽。用补气式汽轮机发电，2.5MPa的蒸汽做主蒸汽，0.25MPa的蒸汽做补气。在此参数下发电效率只有14％左右，其缺点是蒸汽的品质低，发电效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种提高水泥窑余热利用效果的方法，通过提高所产蒸汽的压力和温度，使发电量、蒸汽的热利用率和节能效果得到提高。
本发明提供的提高水泥窑余热利用效果的方法，是利用水泥熟料冷却过程中产生的高温风过热余热锅炉产生的蒸汽从而增加发电量的方法，其在三次风管上设置了蒸汽过热器。
将窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉所产生的中压蒸汽通过管道送入设置在三次风管上的中压蒸汽过热器内，被过热后，送入汽轮发电机组发电。具体的提高参数如下。
所产中压蒸汽的压力提高到3.5-3.82MPa，温度提高到430℃-450℃。
送入窑头余热锅炉的热源为300℃-380℃的水泥窖余风，送入窑尾余热锅炉的热源为320℃-400℃的烟气。
同时将窑头余热锅炉所产生的低压蒸汽通过管道送入设置在三次风管上的低压蒸汽过热器内，被过热后，作为补气送入汽轮发电机组发电。具体的提高参数如下。
所产低压蒸汽的压力提高到0.4-0.6MPa，温度提高到250℃-270℃。
另外，为了防止蒸汽温度超过设计范围，在过热器上设置喷水减温装置。
本发明通过在三次风管上设置了蒸汽过热器安全有效地提高了所产蒸汽的压力和温度，使发电量、蒸汽的热利用率和节能效果得到提高。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。
现有一条日产2500吨的水泥生产线，窑头冷却机前段所产温度1000℃-1300℃的高温风作为二次风用做水泥窑助燃空气，中段所产800℃-1000℃的高温风作为三次风送分解炉作助燃空气用，其余风温度约为300℃-350℃送窑头AQC锅炉，产3.82MPa、275℃左右的中压蒸汽和0.485MPa、150℃左右的低压蒸汽。窑尾烟气温度约为320℃-380℃，选用SP锅炉，锅炉产3.82MPa、275℃左右的中压蒸汽，锅炉排出烟气温度210℃左右，用于烘干生料。将窑头炉和窑尾炉所产中压蒸汽混合后送入设在三次风管上的中压过热器内，窑头所产低压蒸汽送入设置在三次风管内的低压过热器内，中压蒸汽被过热到450℃左右，低压蒸汽被过热到250℃左右后，中压蒸汽作为主蒸汽，低压蒸汽作为补气送入汽轮发电机组发电。在过热器上设置喷水减温装置，保证蒸汽温度不超过设计温度范围，同时也以免过热器因管壁超温而被烧坏。为了保证进入窑头锅炉风温不低于300℃，根据冷却机排风温度对进入冷却机低温段的冷却风量实行自动调节。当余热锅炉检修时，烟气通过旁路管道直接进入袋式除尘器除尘后经烟囱排入大气，为了保护袋式除尘器不被烧坏，在烟气进入除尘器前喷水减温，使烟气温度降到150℃以下。
该实施例的主蒸汽废热锅炉选用3.82MPa的中压锅炉，产汽温度约为275℃左右，在三次风管上设置蒸汽过热器，使275℃的蒸汽被过热到450℃左右，同时将窑头AQC锅炉所产压力为0.485MPa的低压蒸汽过热到250℃左右。在过热器上设置喷水减温装置，保证蒸汽温度不超过设计温度范围，同时也以免过热器因管壁超温而被烧坏。因蒸汽温度和压力的提高，使发电效率大大提高，达到节能减排的目的。
主蒸汽压力提高到3.82MPa左右，温度提高到450℃；补气压力提高到0.485MPa左右，温度提高到250℃左右，从而提高发电量，这样蒸汽的热利用率就从14％左右提高到了23％左右，发电效率是原来的1.67倍以上，节能效果显著提高。
下面具体分析本发明的有益效果：通过提高蒸汽的压力和温度，从而提高了蒸汽的焓值：2.5MPa、300℃蒸汽的焓值是725Kcal/Kg，3.82MPa，450℃蒸汽的焓值是795Kcal/Kg，当发电机排气压力为0.005MPa，温度为50℃时，排汽的焓值是620Kcal/Kg，改造前用于发电的焓值是105Kcal/Kg，改造后用于发电的焓值是175Kcal/Kg，这样改造后的发电量是原来的1.67倍。以2500t/d干法水泥为例，余热锅炉产汽量约为24t/h，发电量约为3000KW/h，通过改造后，发电量约为5000KW/h，电价按0.5元/度，则效益增加1000元/小时，而为提高蒸汽焓值多消耗的热量为(70×24×1000)1680000Kcal，若烟煤的发热量按5800Kcal/Kg计算；燃煤的热效率按90％计算，则需要多消耗烟煤322Kg/h，煤价按600元/吨计算，则每小时多烧煤增加的成本是193元，这样每小时的纯效益是(1000-193)807元，机组年运行时间按7500小时计算，则：年增加效益为605万元。吨水泥的发电量从原来的28.8度，提高到48.1度，投资回收期由原来的4年左右降到了2.5年左右，效益可观。

Claims (7)

1.一种提高水泥窑余热利用效果的方法，是利用水泥窑烧制和冷却过程中产生的热烟气产生蒸汽发电的方法，其特征是：在三次风管上设置了蒸汽过热器。
2.根据权利要求1所述的一种提高水泥窑余热利用效果的方法，其特征是：将窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉所产生的中压蒸汽通过管道送入设置在三次风管上的中压蒸汽过热器内，被过热后，送入汽轮发电机组发电。
3.根据权利要求2所述的一种提高水泥窑余热利用效果的方法，其特征是：余热锅炉所产中压蒸汽的压力为3.5-3.82MPa，温度为250℃-300℃。
4.根据权利要求2所述的一种提高水泥窑余热利用效果的方法，其特征是：所述中压蒸汽被过热到430℃-450℃。
5.根据权利要求2所述的一种提高水泥窑余热利用效果的方法，其特征是：还包括将窑头余热锅炉所产生的低压蒸汽通过管道送入设置在三次风管上的低压蒸汽过热器内，被过热后，作为补气送入汽轮发电机组发电。
6.根据权利要求5所述的一种提高水泥窑余热利用效果的方法，其特征是：余热锅炉所产低压蒸汽的压力为0.4-0.6MPa，温度为130℃-170℃。
7.根据权利要求5所述的一种提高水泥窑余热利用效果的方法，其特征是：所述低压蒸汽被过热到250℃-270℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105417973A (zh) * 2015-11-17 2016-03-23 无锡江达节能科技股份有限公司 一种提高水泥生产余热的发电方法
CN106766962A (zh) * 2017-01-12 2017-05-31 中国科学院力学研究所 一种回转窑三次风管余热取热装置

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