[水泥周]海螺川崎余热发电技术介绍及推广概况

　　在2010国际水泥周之第六届纯低温余热发电国际峰会上，安徽海螺川崎工程公司副总肖艳做了题为《海螺川崎余热发电技术介绍及推广概况》的报告，以下为报告全文：

　　一、新型干法水泥生产线余热资源的分析

　　在新型干法水泥生产过程中，一般会产生两路废气余热：一路是窑头余热，指熟料在冷却机内冷却而产生大量的热空气；另一路是窑尾余热，指生料在预热器内与烟气对流换热，使得预热器出口存在着大量的余热烟气。

　　以5000t/d熟料生产线为例：

　　以2500t/d熟料生产线为例：

　　表二：余热资源的可利用率分析

　　3、熟料生产线余热资源的特点：

　　熟料生产线产生的余热资源具有流量大、品位低、含尘浓度高的特点。

　二、水泥余热资源回收的必要性及需遵循的原则

　　1、 余热回收的必要性

　　1)通过回收余热可有效提高系统热效率，节约能源;

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　2)通过回收余热可改善收尘设备的工况，对于环保有两方面作用：

　　窑头锅炉：锅炉前设置了高效预收尘器，降低烟气的粉尘浓度，大大改善了熟料线原收尘器的工况条件下;

　　窑尾锅炉：采用卧式窑尾锅炉，其前置式灰斗结构及高效振打除尘方式，大大降低了锅炉出口烟气的含尘浓度;

　　2、余热回收需遵循的原则。余热回收既要保证在满足水泥生产工艺自身余热需要、不影响水泥窑的热工操作、不增加水泥熟料烧成热耗及电耗的前提下，最大限度的回收利用余热资源;又要合理梯级利用不同品位余热，充分发挥余热的作功能力。

　　三、海螺川崎余热发电的技术特点及技术指标

　　1、技术特点

　　1)适应性强：针对水泥窑生产过程中工艺状况的波动，采用了闪蒸热力系统技术，较好地解决了与水泥工艺状况波动的适应性，譬如：窑头烟温出现较大波动时，利用闪蒸器，通过自动调整锅炉给水流量，将最大限度的回收余热，提高系统的热回收效率，确保系统运行稳定。

　　2)热回收效率高：根据窑尾废气资源的特性，设计了窑尾卧式余热锅炉，良好解决了粉尘在受热面上的附着问题，提高了锅炉的换热效率;同时在锅炉蒸发器的设计中应用了具有世界领先技术的计算软件，对蒸发器下降管中设置的节流孔板孔径进行精确计算，实现各蒸发段给水流速的调节，保证了受热面内的水动力特性。在除尘方面也有出色的表现，入风口设置导流板及前置式灰斗，实现预除尘和烟气均布；受热面立面布置，不易积灰。

　　3)换热效率高

　　废气与过热蒸汽的传热端差只10-15℃，受热面设计合理，传热效率高；蒸发器下降管设置节流孔板，调节各段的给水流速，保证受热面内的水动力特性。

　　4)设计理念先进

　　针对水泥余热资源的特点：废气流量大，品位低，含尘浓度高，在满足水泥工艺正常运行的前提下，最大限度的回收余热，即坚持“以热定电”的设计理念。

　　热力参数的选择：如熟料生产线原料磨为管磨，要求原料的烘干温度≥230℃，PH锅炉的出口温度为220℃，锅炉的设计压力将提高到1.6MPa;而熟料生产线原料磨为立磨，原料的烘干温度只需200℃左右，PH锅炉的出口温度设计为195℃，锅炉的设计压力为0.789MPa。

　　非标汽轮机的开发：通流部分采用全三维通流设计的汽轮机内效率普遍达到82%以上，比采用常规通流设计效率要高出4%~5%左右，即在同等进汽条件下，发电量会增加4~5%，达到国际先进水平。其重点技术在于隔板采用焊接结构，确保静叶喉部面积、叶片高度、安装角满足设计要求;动叶带围带整圈联接，振动应力小，运行安全可靠;通流子午面光顺，具有更高的流动效率;新一代梳齿式汽封，以特有的扰流作用，最大限度的减少漏汽;叶片型线优化设计，确保汽轮机在大范围变工况时具有较高的效率;弯扭联合成型静叶栅设计，比直叶片损失降低25%以上，提高汽轮机的级效率。

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　　5)可靠性好

　　自行开发的智能化集散控制系统，操作稳定可靠，劳动生产率高。如：DCS系统设置了多个PID自动控制回路等

　　6)接口技术方合理

　　根据对新型干法水泥工艺系统的认识理解，在余热发电系统与水泥工艺系统的接口中，根据不同的工艺装备，不同的能耗指标来确定合理取风位置，“量身定做”，避免取高温风与二、三次风抢风，增加煤耗，取到的风温过低，余热回收效率低。确保发电系统实现与水泥窑系统的有机结合。

　　2、典型生产线余热发电的技术指标、节能环保效益

　　按烟煤二氧化碳排放系数87.41t-CO2/TJ计(资料来源:《中国温室气体减排技术选择及对策评价》)

　　四、技术优势在工程中的具体体现

　　1、安全性、高效性、环保性

　　首先，安全性方面该技术采用的是PID控制回路作用于气动调节阀实现自动调节，响应速度快，调节精度高，抗干扰能力强;自行开发的DCS集散控制系统，实现过程和逻辑控制，设置完善的报警和保护程序，确保系统安全稳定运行;当水泥窑工况波动时，闪蒸热力系统通过自动调整锅炉给水流量，避免热力系统“汽塞”事故发生。

　　第二点是高效性，体现在三个技术层面上，闪蒸热力系统技术，对水泥窑不稳定废气资源的适应性强，当窑工艺状况波动时，可最大限度的回收余热;高效余热锅炉，针对水泥余热资源的特点，合理设计，换热效率高;高效汽轮机，通流部分全三维优化设计，提高汽轮机内效率。

　　第三点突出在环保性方面，通过对主蒸汽完全旁路设计，不对外损失排放，节约水资源，降低噪音;锅炉水、化学水有组织达标排放;对噪音的控制措施：锅炉汽包、主蒸汽管道排空处均设置消音器。

　　2、工程服务体系、管控目标、技术服务

　　服务体系可分为三级管理体系，包括公司、工程部、项目部;以及四位一体方式，包括工程、设计、成套、品质。

　　管控目标则体现在安全、质量、进度三个方面，对于安全，要求重大安全事故为零;质量上强调符合国家标准，让用户满意;进度上需严格履行合同。

　　技术服务依托海螺集团的优势，建立了各种熟料生产线组合的发电培训基地，为业主提供水泥生产和余热发电的操作、管理等全方位的技术服务，使“以窑为主，四操合一”的操作思想落到实处。

　　五、技术成果、工程业绩

　　至目前，我公司已获得实用型专利 10项，进入实审阶段专利4项

　　工程业绩

　　发电机组已经建有112台套，水泥生产线160条，总装机容量1480MW;已建成机组65台套，装机容量998MW;并且在泰国、巴基斯坦及国内22个省、市、自治区分布。

　　在节能环保效益也取得了良好的成绩，全部投运后，每年可发电约112.48亿度，按照火力发电同口径计算，每年可节约标准煤约405万吨，减排二氧化碳约1037万吨。