低溫余熱動力回收技術(shù)在我廠的應(yīng)用

0 前言
圖1 熱力系統(tǒng)示意圖
根據(jù)中日有關(guān)方面簽訂的一項國際合作協(xié)議，由日方委托川琦重工向中方委托單位安徽省寧國水泥廠提供一套先進(jìn)、成熟、可靠的低溫余熱發(fā)電設(shè)備，安裝在寧國水泥廠4000t/d水泥生產(chǎn)線上，發(fā)電機組裝機容量為6480kW，設(shè)計年發(fā)電量為4087萬kWh，單位熟料發(fā)電能力為33.88kWh/t。該合作改造工程于1996年11動工，經(jīng)中日雙方工程技術(shù)人員的共同努力，于1998年2月6日一次并網(wǎng)發(fā)電成功。目前，發(fā)電機組運行正常，在窯系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，發(fā)電功率基本保持在額定功率以上。該項技術(shù)使水泥生產(chǎn)中大量的中、低溫余熱得到了充分利用，顯著降低了每噸熟料的單位能耗，經(jīng)濟效益顯著。本文就該技術(shù)在寧國水泥廠的應(yīng)用作一介紹。
1 低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)簡介
1.1 熱力系統(tǒng)
水泥廠余熱資源的特點是流量大、品位低。以寧國水泥廠4000t/d生產(chǎn)線為例，預(yù)熱器和冷卻機出口廢氣流量分別為258550m³/h、306600m³/h，廢氣溫度分別為340℃、238℃，其中部分預(yù)熱器廢氣用于原(燃)料的烘干。
針對上述特點，在熱力系統(tǒng)(見圖1)設(shè)計時采取如下措施：
(1)采用減速式2點混汽式汽輪機，可利用參數(shù)較低的主蒸汽及從閃蒸器出來的飽和蒸汽發(fā)電。
(2)設(shè)置具有專利技術(shù)的余熱鍋爐，能夠充分利用余熱資源。
(3)應(yīng)用熱水閃蒸技術(shù)，設(shè)置一臺高壓閃蒸器和一臺低壓閃蒸器。閃蒸出來的飽和蒸汽混入汽輪機做功。冷卻機鍋爐省煤器段出水分三路，一路直接進(jìn)冷卻機鍋爐汽包，一路作為預(yù)熱器鍋爐汽包的給水，另外一路進(jìn)入高壓閃蒸器。高壓閃蒸器出水作為低壓閃蒸器的給水(即二級閃蒸系統(tǒng))，兩股閃蒸飽和汽分別進(jìn)入汽輪機作功，而低壓閃蒸器出水又重新泵回冷卻機鍋爐省煤器。這樣冷卻機鍋爐省煤器段的工質(zhì)流量比鍋爐后段增大數(shù)倍，冷熱流體熱容量相當(dāng)，可防止出現(xiàn)局部溫差過小，甚至造成局部反傳熱而影響傳熱效果，從而保證廢氣余熱的充分利用，使出爐煙氣溫度降至90℃左右。
(4)對現(xiàn)有冷卻機進(jìn)行了廢氣二次循環(huán)改造，以提高入爐廢氣溫度，減少廢氣流量。在縮小冷卻機鍋爐體積的同時，增大了換熱量，且提高了整個系統(tǒng)的熱能品位。
圖2 預(yù)熱器鍋爐
(5)由于預(yù)熱器出口廢氣還要用于烘干原料，所以預(yù)熱器鍋爐不設(shè)省煤器，只設(shè)蒸發(fā)器和過熱器，從而使出爐煙溫達(dá)250℃，仍可用原料烘干。
(6)加強系統(tǒng)密封。凝汽器和軸封加熱器使用真空泵維持真空，抽出不凝結(jié)氣體，使鍋爐給水中溶解氧量很少，采用熱水閃蒸自除氧結(jié)合化學(xué)除氧的辦法，閃蒸逸出的不凝結(jié)氣體隨蒸汽進(jìn)入凝汽器，由真空泵抽出，化學(xué)除氧劑采用聯(lián)胺(N₂H₄、H₂O)，加藥量僅15g/h，不另設(shè)除氧器。
1.2 余熱鍋爐
該系統(tǒng)中設(shè)兩臺余熱鍋爐，?