淺談窯尾余熱鍋爐復合雙壓系統的應用

李偉明

（合肥水泥研究設計院 安徽合肥 230051）

淺談窯尾余熱鍋爐復合雙壓系統的應用

李偉明

（合肥水泥研究設計院 安徽合肥 230051）

1 前言

國內水泥窯余熱發電技術經過近十年的高速發展已較成熟，以單壓、雙壓、閃蒸熱力系統的余熱發電技術得到了廣泛應用。一般的水泥窯余熱電站中，窯尾余熱鍋爐大多為單壓系統，雙壓系統僅在新疆等少數少雨地區得到使用。本文通過對窯尾煙氣的分析，探討一般地區窯尾余熱鍋爐采用雙壓系統的可能性。

2 窯尾煙氣可利用情況分析

我國幅員遼闊，氣候特征明顯，除西部、西北部降雨較少外，其他地區都有夏季雨多，冬季少雨的特征，以秦嶺淮河以北的溫帶季風氣候區更為突出，即四季的變化，對原料的綜合水分影響較大。在水泥窯余熱發電設計中，窯尾余熱鍋爐出口的煙氣大多用于生料磨的烘干用風，即窯尾余熱鍋爐出口煙氣的溫度需滿足生料磨系統正常生產的要求。而在一般的設計中，大部以雨季時的生料綜合水分來確定窯尾余熱鍋爐的出口溫度。下面以國內某5500t/d熟料水泥生產線為例，分析不同季節下窯尾廢氣的可利用情況。

該廠生料粉磨為立磨系統，雖然立磨設計的烘干能力較強，但在雨季時，入廠原料經過石灰石庫、原料堆棚的存儲后，入磨的生料綜合水分～3.5%，此時要求立磨入口混合風（循環風與鍋爐出口煙氣的混合）的溫度～170℃，計算可得窯尾余熱鍋爐出口煙氣溫度約215℃，按此出口溫度，則窯尾余熱鍋爐選用單壓系統；但如在少雨季節時，入磨的生料綜合水分在≤2%時，此時要求立磨入口混合風（循環風與鍋爐出口煙氣的混合）的溫度～148℃，計算可得窯尾余熱鍋爐出口煙氣溫度約180℃，在此情況下，窯尾余熱鍋爐可采用雙壓系統。

3 窯尾余熱鍋爐復合雙壓系統的計算

該廠預熱器出口煙氣溫度為310℃，風量為332000Nm3/h，則窯尾余熱鍋爐分別采用單壓或雙壓系統的參數見表一。

窯尾余熱鍋爐參數比較 表一

由表中可見，窯尾余熱鍋爐通過設置低壓段，使鍋爐出風溫度降至180℃后，可新增0.35MPa(g) -185℃-6.5t/h的低壓蒸汽，如汽輪機低壓氣耗按9.0kg/kw·h計算，可增加理論發電功率為720kW。

4 窯尾余熱鍋爐復合雙壓系統設計參數

電站鍋爐參數配置 表二

經過與業主多次的交流探討，最終確認窯尾余熱鍋爐采用復合雙壓系統方案，該電站鍋爐參數配置如下：

5 窯尾余熱鍋爐復合雙壓系統的運行

該電站竣工時，雨水較多，生料綜合水分～3.5%。當生料立磨運行時，切斷窯尾余熱鍋爐低壓段的供水，使低壓段不投入運行，保證鍋爐出風溫度為215℃，滿足生料烘干要求，此時電站平均發電量為7850kW。當生料立磨不運行時，低壓段投入運行，此時窯尾余熱鍋爐低壓蒸汽量～6t/h，電站平均發電量為8500kW，達到了設計指標。

6 結語

電站自投運以來，系統運行良好，設備運轉正常。但由于電站運行時間較短，復合雙壓系統是否影響鍋爐管的使用壽命也暫未得到驗證，需加強相關數據的收集。同時，該系統的投運與切斷，操作繁瑣，可通過優化電氣自動化的設計，減少電站人員的勞動強度，也可避免出現人為失誤。

采用復合雙壓系統的窯尾余熱鍋爐比單壓系統增加投資～150萬元，該系統的運行時間按3600小時考慮，可增加理論發電量259.2×104kWh，電價按0.5元/ kWh考慮，年可增加收益為129.6萬元，經濟效益顯著。隨著國內水泥市場競爭加劇，水泥企業進一步的節能增效已刻不容緩。通過對水泥窯余熱資源潛能的挖掘，余熱利用的節能增效還有進一步提升的空間。

TQ172

B

1007-6344（2016）03-0003-01

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