CN104949534B - 水泥窑头余热发电方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水泥窑头余热发电方法及系统。该余热发电系统包括：篦冷机，其上设有高温抽气口和中温抽气口，分别连接高温风管和中温风管；窑头AQC炉，通过管路与所述中温风管连通；高温过热器锅炉，其上设有高温过热器锅炉入气口和高温过热器锅炉出气口，高温过热器锅炉入气口通过管路与高温风管连接，高温过热器锅炉出气口通过管路与窑头AQC炉连通；以及连接风管，该连接风管一端与高温风管连通，另一端与中温风管连通。该方法和系统，在高温风管和中温风管之间设置连接风管，把高温段充足富余的风温，引用到中温段使用，打破了原来的高温、中温单独使用的设计工艺，使热源利用更合理，窑头AQC锅炉做功效率得到大幅度提高。

Description

水泥窑头余热发电方法及系统

技术领域

本发明涉及水泥生产余热发电技术领域，特别是涉及一种水泥窑头余热发电方法及系统。

背景技术

在常规水泥余热发电系统中，一般是采用纯低温余热发电工艺，即是设于窑头的AQC锅炉分为高温和中温两路热源，其中，高温热源首先经过ASH过热器(高温过热器锅炉)，再进入AQC锅炉，中温热源则无需经过ASH过热器，高温热源和中温热源单独使用。

但是，这样的设计存在高温段阀门开度低，中温段进口温度低，主蒸汽温度无法达到设计要求，中压汽包产气量也达不到设计要求的问题。例如当用于2500t/d熟料生产线纯低温余热发电工程(5.0MW)时，主蒸汽温度为310℃，无法达到设计要求的390℃；中压汽包产气量为8.5t/h，达不到设计要求的10.1t/h。从而导致窑头锅炉做功效率低，余热发电自投产后吨熟料发电量为25Kwh/h左右。为了提高余热发电量，常见做法是通过调整操作条件来提高窑头锅炉的做功效率，但收效甚微。

发明内容

基于此，有必要针对上述窑头锅炉做功效率低的问题，提供一种水泥窑头余热发电方法及系统。采用该方法和系统，能够在不增加能耗的情况下，大幅提高每吨熟料的余热发电量。

一种水泥窑头余热发电系统，包括：

篦冷机，其上设有高温抽气口和中温抽气口，并分别连接高温风管和中温风管；

窑头AQC炉，该窑头AQC炉通过管路与所述中温风管连通；

高温过热器锅炉，其上设有高温过热器锅炉入气口和高温过热器锅炉出气口，所述高温过热器锅炉入气口通过管路与所述高温风管连接，所述高温过热器锅炉出气口通过管路与所述窑头AQC炉连通；以及

连接风管，该连接风管一端为高温连接口，另一端为中温连接口，所述高温连接口与高温风管连通，所述中温连接口与中温风管连通。

本发明在长期的实践工作中发现，常规技术中由于中温段热源温度较低，进入AQC锅炉后其主蒸汽温度无法达到设计要求，中压汽包产气量也达不到设计要求，但是，高温段的风温风量却非常充足，具有富余，并不能充分利用。

虽然在常规思路中，考虑到要保证窑内的窑况稳定，风量充足，避免产生倒抽的现象，通常是采用高温废气、中温废气单独使用的设计工艺。但是，本发明人突破性的尝试将高温段的高温废气引入中温段，借此提高中温段的风温风量，从而充分利用篦冷机高温段风温风量，在无需增加新的能源情况下，起到了提高、稳定AQC锅炉蒸汽量及主蒸汽温度的作用，大幅度提高了吨熟料余热发电量。并且，通过控制引入中温段的高温废气量，在不影响窑况的前提下，大幅度提高了吨熟料余热发电量。

在其中一个实施例中，所述高温过热器锅炉入气口和高温风管之间的管路上还设有高温旋风吸尘器，所述连接风管的高温连接口与高温抽气口和高温旋风吸尘器之间的管路连通。将连接风管的高温连接口设于高温旋风吸尘器之前，具有较好的效果。

在其中一个实施例中，所述窑头AQC炉和中温风管之间的管路上还设有中温旋风吸尘器，所述连接风管的中温连接口与中温抽气口和中温旋风吸尘器之间的管路连通。将连接风管的中温连接口设于中温旋风吸尘器之前，具有较好的效果。

在其中一个实施例中，所述高温抽气口和高温连接口之间的高温风管内设有控制通过风量大小的高温阀门。

在其中一个实施例中，所述中温抽气口和中温连接口之间的中温风管内设有控制通过风量大小的中温阀门。

在其中一个实施例中，所述连接风管内还设有控制通过风量大小的调节阀门。通过调节阀门来控制从高温风管引入中温风管的风量，具有操作方便，容易控制的优点。

在其中一个实施例中，所述篦冷机还设有低温抽气口，该低温抽气口连通废气管道。

本发明还公开了一种水泥窑头余热发电方法，采用上述的余热发电系统，包括以下流程：

高温过热器锅炉回收热源：高温风管将篦冷机内的高温废气引入高温过热器锅炉，回收利用该高温废气做为热源，供窑内生产熟料或汽轮机发电；

窑头AQC炉回收热源：中温风管将篦冷机内的中温废气引入窑头AQC炉，并且，从高温过热器锅炉排出的中温废气也被引入窑头AQC炉，由窑头AQC炉回收利用中温废气做为热源进行余热发电；

风温调节：通过调节阀门的开度大小，控制由高温风管进入中温风管的风量大小，将高温风管内的高温废气按预定量引入中温风管，供窑头AQC炉进行余热发电。

本发明的水泥窑头余热发电方法，通过将高温段的高温废气引入中温段，借此提高中温段的风温风量，从而充分利用篦冷机高温段风温风量，在无需增加新的能源情况下，起到了提高、稳定窑头AQC锅炉蒸汽量及主蒸汽温度的作用，大幅度提高了吨熟料余热发电量。

在其中一个实施例中，所述风温调节中，根据窑内生产熟料的窑况设定引入中温风管的高温废气量。从而降低由于将高温段风量引入中温段后对窑况产生的影响。

在其中一个实施例中，所述窑况包括：熟料产量、熟料质量、熟料f-CaO合格率、熟料立升重、熟料标煤耗、熟料工序能耗。其中，f-CaO指的是游离氧化钙。在设定引入中温风管的高温废气量时，需要综合考虑上述窑况，以稳定窑况，熟料产量、质量稳定，不增加能耗前提下提高余热发电量等为宜。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的一种水泥窑头余热发电系统，是根据纯低温余热发电设计工艺，水泥窑头AQC锅炉烟风温度越高发电量越高的关系，在高温风管和中温风管之间设置连接风管，把高温段充足富余的风温，引用到中温段使用，打破了原来的高温、中温单独使用的设计工艺，使热源利用更合理，窑头AQC锅炉做功效率得到大幅度提高。从而在不增加煤耗、动力情况下，通过技改把高温段充足的热源利用到中温段，起到了提高、稳定窑头AQC锅炉蒸汽量及主蒸汽温度的作用，大幅度提高了吨熟料余热发电量，以2500t/d熟料生产线纯低温余热发电工程(5.0MW)为例，吨熟料余热发电量可提高5.83Kwh/t。

并且，该发电系统还在连接风管上增加调节阀门，通过调节阀门的开度控制高温段进入中温段的风温、风量，根据余热发电运行参数需求进行阀门开度控制，以达到最佳效果。

本发明的一种水泥窑头余热发电方法，通过将高温段的高温废气引入中温段，借此提高中温段的风温风量，从而充分利用篦冷机高温段风温风量，在无需增加新的能源情况下，起到了提高、稳定窑头AQC锅炉蒸汽量及主蒸汽温度的作用，大幅度提高了吨熟料余热发电量。

附图说明

图1为实施例中水泥窑头余热发电系统结构示意图；

图2为图1中A部分示意图。

其中：100.篦冷机；110.高温抽气口；111.高温风管；112.高温阀门；120.中温抽气口；121.中温风管；122.中温阀门；130.低温抽气口；131.废气管道；200.窑头AQC炉；300.高温过热器锅炉；400.连接风管；410.高温连接口；420.中温连接口；430.调节阀门；500.高温旋风吸尘器；600.中温旋风吸尘器。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明做进一步的说明，但并不对本发明造成任何限制。

实施例1

一种水泥窑头余热发电系统，以2500t/d熟料生产线纯低温余热发电工程(5.0MW)为例，该余热发电系统包括：篦冷机100，窑头AQC炉200，高温过热器锅炉(ASH过热器)300，连接风管400，高温旋风吸尘器500和中温旋风吸尘器600。

所述篦冷机100上设有高温抽气口110、中温抽气口120和低温抽气口130，并分别连接高温风管111、中温风管121和废气管道131。

所述窑头AQC炉200通过管路与所述中温风管121连通。

所述高温过热器锅炉300上设有高温过热器锅炉入气口和高温过热器锅炉出气口，所述高温过热器锅炉入气口通过管路与所述高温风管111连接，所述高温过热器锅炉出气口通过管路与所述窑头AQC炉200连通。

所述连接风管400的一端为高温连接口410，另一端为中温连接口420，所述高温连接口410与高温风管111连通，所述中温连接口420与中温风管121连通。

在本实施例中，所述连接风管400内还设有控制通过风量大小的调节阀门430。可以理解的，也可以通过其它方式，例如连接风管的管径大小来控制通过风量，但是通过调节阀门来控制从高温风管引入中温风管的风量，具有操作方便，容易控制的优点。

在本实施例中，所述高温抽气口110和高温连接口410之间的高温风管内设有控制通过风量大小的高温阀门112，所述中温抽气口120和中温连接口420之间的中温风管内设有控制通过风量大小的中温阀门122。通过上述高温阀门112和中温阀门122，能够很好的控制进入高温风管和中温风管的风量。

在本实施例中，所述高温过热器锅炉入气口和高温风管之间的管路上还设有高温旋风吸尘器500，所述窑头AQC炉和中温风管之间的管路上还设有中温旋风吸尘器600，连接风管的高温连接口410与高温抽气口110和高温旋风吸尘器500之间的管路连通，连接风管的中温连接口420与中温抽气口120和中温旋风吸尘器600之间的管路连通，也就是将连接风管400设于高温旋风吸尘器500和中温旋风吸尘器600之前，先将富余的高温风引入中温段，再导入旋风吸尘器中，具有更好的调节风量的效果。

采用本实施例的余热发电系统进行发电，包括以下流程：

高温过热器锅炉回收热源：高温风管111将篦冷机100内的高温废气导入高温旋风吸尘器500沉降尘埃，随后高温废气进入高温过热器锅炉300，回收利用该高温废气做为热源，供窑内生产熟料或汽轮机发电。

窑头AQC炉回收热源：中温风管121将篦冷机100内的中温废气导入中温旋风吸尘器600沉降尘埃，随后中温废气进入窑头AQC炉200，并且，从高温过热器锅炉300排出的中温废气也被引入窑头AQC炉200，由窑头AQC炉回收利用中温废气做为热源进行余热发电。

风温调节：在综合考虑熟料产量、熟料质量、熟料f-CaO合格率、熟料立升重、熟料标煤耗、熟料工序能耗等窑况后，在保证不影响窑况的前提下，通过调节阀门430的开度大小，尽量加大由高温风管进入中温风管的风量，将高温风管内的高温废气按预定量引入中温风管，供窑头AQC炉进行余热发电。

通过上述方法，提高了中温段的风温风量，从而充分利用篦冷机高温段风温风量，在无需增加新的能源情况下，起到了提高、稳定窑头AQC锅炉蒸汽量及主蒸汽温度的作用，大幅度提高了吨熟料余热发电量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种水泥窑头余热发电系统，其特征在于，包括：

篦冷机，其上设有高温抽气口和中温抽气口，并分别连接高温风管和中温风管；

窑头AQC炉，该窑头AQC炉通过管路与所述中温风管连通；

高温过热器锅炉，其上设有高温过热器锅炉入气口和高温过热器锅炉出气口，所述高温过热器锅炉入气口通过管路与所述高温风管连接，所述高温过热器锅炉出气口通过管路与所述窑头AQC炉连通；以及

连接风管，该连接风管一端为高温连接口，另一端为中温连接口，所述高温连接口与高温风管连通，所述中温连接口与中温风管连通；

所述高温抽气口和高温连接口之间的高温风管内设有控制通过风量大小的高温阀门；

所述中温抽气口和中温连接口之间的中温风管内设有控制通过风量大小的中温阀门；

所述连接风管内还设有控制通过风量大小的调节阀门。

2.根据权利要求1所述的水泥窑头余热发电系统，其特征在于，所述高温过热器锅炉入气口和高温风管之间的管路上还设有高温旋风吸尘器，所述连接风管的高温连接口与高温抽气口和高温旋风吸尘器之间的管路连通。

3.根据权利要求1所述的水泥窑头余热发电系统，其特征在于，所述窑头AQC炉和中温风管之间的管路上还设有中温旋风吸尘器，所述连接风管的中温连接口与中温抽气口和中温旋风吸尘器之间的管路连通。

4.根据权利要求1所述的水泥窑头余热发电系统，其特征在于，所述篦冷机还设有低温抽气口，该低温抽气口连通废气管道。

5.一种水泥窑头余热发电方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的余热发电系统，包括以下流程：

高温过热器锅炉回收热源：高温风管将篦冷机内的高温废气引入高温过热器锅炉，回收利用该高温废气做为热源，供窑内生产熟料或汽轮机发电；

窑头AQC炉回收热源：中温风管将篦冷机内的中温废气引入窑头AQC炉，并且，从高温过热器锅炉排出的中温废气也被引入窑头AQC炉，由窑头AQC炉回收利用中温废气做为热源进行余热发电；

风温调节：通过调节阀门的开度大小，控制由高温风管进入中温风管的风量大小，将高温风管内的高温废气按预定量引入中温风管，供窑头AQC炉进行余热发电。

6.根据权利要求5所述的水泥窑头余热发电方法，其特征在于，所述风温调节中，根据窑内生产熟料的窑况设定引入中温风管的高温废气量。

7.根据权利要求6所述的水泥窑头余热发电方法，其特征在于，所述窑况包括：熟料产量、熟料质量、熟料f-CaO合格率、熟料立升重、熟料标煤耗、熟料工序能耗。