低温余热发电系统概况及问题
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低温余热发电系统概况及问题

时间:2022-02-26 09:23:37 点击:138 次 来源:洛阳建材建筑设计研究院有限公司
  水泥制造是一个高耗能产业,其生产过程中会产生大量CO2。水泥生产过程中的燃煤成本占其生产成本比例很高,近年来,随着能源危机的不断加剧和环保力度的不断加大,水泥制造业的节能减排工作显得尤为重要。传统的水泥厂普遍存在能耗大、效率低、经济效益低等情況。水泥厂生产过程中会产生大量的余热,这些余热直接排放不仅浪费能量还会污染环境。水泥厂的余热回收主要利用“余热锅炉+汽轮机”系统用于发电,分为补燃型和低温余热发电两种。补燃型余热发电存在煤耗高、污染重等缺点,已被停止项目审批。
低温余热发电系统
  大量学者针对水泥厂低温余热发电技术的应用进行了研究和探讨。绝大多数水泥厂低温余热发电系统存在发电量不足的问题。对比蒸汽循环和有机朗肯循环在水泥厂低温余热发电系统中的效率,结果表明烟温高于310℃时蒸汽循环具有比有机朗肯循环更高的效率。但是,低温余热发电系统的排烟温度仍比较高,特别是窑尾余热锅炉的排烟温度,深度回收这部分能量对于水泥厂的节能减排意义重大。

  水泥厂低温余热发电系统的余热回收主要分为两部分:①窑头冷却机出口的烟气余热;②窑尾预热器出口的烟气余热。一般地,窑头高温烟气通过设置篦冷机(Air quenching cooler,AQC)余热锅炉进行余热回收;窑尾高温烟气通过设置悬浮预热器(Suspension preheater,SP)余热锅炉进行余热回收。AQC和SP余热锅炉产生的过热蒸汽经汇合,作为主蒸汽进入蒸汽轮机进行做功,做功后的乏汽经冷凝器冷凝成水,凝结水经凝水泵进入除氧器,除氧后经锅炉给水泵进入AQC和SP余热锅炉,形成完整的热力循环系统。

  AQC和SP余热锅炉共用一台汽轮机。SP余热锅炉的排烟余热是生料磨的烘干热源,生料磨入口要求烟温不低于180℃,生料磨关时这部分烟气经增湿除尘后排放。一个时间周期内SP余热锅炉的高温排气用于生料磨烘干的时间占总运行时间的比例为85%(生料磨开状态),剩余15%的时间热量直接浪费。

  低温余热发电系统运行过程中,AQC和SP余热锅炉还存在排烟温度较高的问题。SP余热锅炉的排烟温度为219℃,远大于生料磨所需温度(180℃)存在余热回收利用空间。AQC余热锅炉排烟温度为115℃,考虑到AQC余热锅炉的烟气为纯空气,其排烟仍存在余热回收利用空间。
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