水泥窯純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)中余熱鍋爐的配置及設(shè)計
摘要：本文介紹了目前我國新型干法水泥窯純低溫余熱發(fā)電幾種熱力循環(huán)系統(tǒng)中余熱鍋爐的配置及分析、比較，并提出余熱鍋爐的設(shè)計要點(diǎn)和特點(diǎn)，在我國水泥工業(yè)工藝及裝備技術(shù)得以迅速發(fā)展、數(shù)百條日產(chǎn)數(shù)千噸級大型干法水泥熟料生產(chǎn)線陸續(xù)投產(chǎn)的情況下，對水泥生產(chǎn)企業(yè)建設(shè)余熱電站選擇余熱鍋爐有一定的參考價值。
主題詞： 水泥企業(yè) 純低溫余熱發(fā)電 余熱鍋爐 配置及設(shè)計
主題詞： 水泥企業(yè) 純低溫余熱發(fā)電 余熱鍋爐 配置及設(shè)計
1、前言
在建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和諧社會的大背景下，水泥窯純低溫余熱發(fā)電是水泥企業(yè)節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境的重要途徑，得到了廣大水泥生產(chǎn)企業(yè)的高度重視。
余熱鍋爐是水泥窯純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)中的核心設(shè)備之一，多年來，鹽城市鍋爐制造有限公司一直致力于各類余熱鍋爐的開發(fā)研制，余熱鍋爐產(chǎn)品已廣泛涉及化工、煉油、冶金、制酸、水泥、玻璃等多個領(lǐng)域，創(chuàng)造了良好的業(yè)績。近年來，我公司將純低溫水泥窯余熱鍋爐作為重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，在廣泛而深入地調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，與國內(nèi)知名科研院所廣泛合作，根據(jù)水泥工藝及余熱回收的特點(diǎn)，充分消化吸收日本水泥窯純低溫余熱回收的成熟技術(shù)，借鑒國內(nèi)外同行業(yè)及其他行業(yè)余熱鍋爐的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)技術(shù)，解決了目前水泥窯余熱鍋爐存在的積灰、磨損等問題。開發(fā)了與單壓不補(bǔ)汽式純低溫余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)、復(fù)合閃蒸補(bǔ)汽式純低溫余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)、多壓補(bǔ)汽式純低溫余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)配置的余熱鍋爐。
2．幾種熱力循環(huán)系統(tǒng)中余熱鍋爐的配置
2.1單壓不補(bǔ)汽式純低溫余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)余熱鍋爐的配置如圖1。
2.2復(fù)合閃蒸補(bǔ)汽式純低溫余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)余熱鍋爐的配置。
2.3多壓補(bǔ)汽式純低溫余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)余熱鍋爐的配置如圖2。
圖中①SP爐表示窯尾余熱鍋爐，AQC爐表示窯頭余熱鍋爐。
②各鍋爐中設(shè)備配置有過熱器、蒸發(fā)器、省煤器在圖中已標(biāo)出，水、蒸汽、廢氣的參數(shù)及循環(huán)流程如圖中所示
③圖1為配套普通型單壓不補(bǔ)汽式純低溫余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)的余熱鍋爐，圖2為配套提高型多壓補(bǔ)汽式純中低溫余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)的余熱鍋爐，該鍋爐遵循熱量按其溫度進(jìn)行梯級利用的原理，比前者的余熱發(fā)電能力提高16.6%~55%。
④我公司目前開發(fā)的純低溫水泥窯余熱鍋爐可配套的水泥窯產(chǎn)量分別為：1000t/d、1200t/d、2000t/d、2500t/d、4000t/d、5000t/d。
3. 余熱鍋爐的設(shè)計要點(diǎn)和特點(diǎn)
水泥窯純低溫余熱鍋爐的設(shè)計要針對煙氣的品位低、灰份高、負(fù)壓大等特點(diǎn)，設(shè)計要點(diǎn)有余熱鍋爐結(jié)構(gòu)布置、鍋爐各設(shè)備受熱面的準(zhǔn)確計算與分配、鍋爐密閉性能、AQC余熱鍋爐的防磨措施、SP鍋爐的清灰措施等。
鹽城市鍋爐制造有限公司是余熱鍋爐的專業(yè)開發(fā)、制作公司，能根據(jù)不同行業(yè)余熱資源的特點(diǎn)進(jìn)行專門設(shè)計，我公司設(shè)計開發(fā)的水泥窯純低溫余熱鍋爐特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)如下：
3.1、鍋爐布置形式采用立式結(jié)構(gòu)
AQC余熱鍋爐采用立式結(jié)構(gòu)，煙氣自上而下通過過熱器、蒸發(fā)器、省煤器，鍋爐每段受熱面采用管箱式結(jié)構(gòu)可整體出廠，既保證質(zhì)量又可縮短在用戶現(xiàn)場安裝周期。針對煙氣的低品位，受熱面采用翅片管強(qiáng)化傳熱。省煤器出水分別供給AQC鍋爐蒸發(fā)器和SP鍋爐蒸發(fā)器。
SP余熱鍋爐也采用立式結(jié)構(gòu)，煙氣自上而下分別沖刷過熱器、蒸發(fā)器，氣流方向與粉塵沉降方向一致。
立式布置的優(yōu)點(diǎn)有：占地面積小；灰塵收集方便；煙氣流動均勻，可避免出現(xiàn)煙氣走廊而導(dǎo)致傳熱效率降低和局部過速磨損；并且與水泥窯生產(chǎn)流程工藝相適應(yīng)。
3.2、鍋爐水循環(huán)方式為自然循環(huán)
自然循環(huán)具有系統(tǒng)可靠性強(qiáng)，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，且省去了強(qiáng)制循環(huán)的循環(huán)泵投資，維修及運(yùn)行費(fèi)用。
3.3、鍋爐密閉性能好
由于窯尾SP余熱鍋爐煙氣側(cè)負(fù)壓很大,一般在負(fù)5000Pa以上，如果密閉性能差會導(dǎo)致大量冷空氣漏入爐內(nèi)，不但使鍋爐出力降低，更重要的是影響到水泥窯的正常運(yùn)行。
我公司根據(jù)多年來設(shè)計余熱鍋爐密封結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)，鍋爐受熱面采用整體內(nèi)掛式結(jié)構(gòu)，鍋爐整體采用鋼板全焊接密封，并采用特殊的管子穿墻密封裝置及專用爐門裝置，從而完全解決了鍋爐運(yùn)行漏風(fēng)嚴(yán)重的難題，提高了鍋爐的效率。
3.4、高效獨(dú)特的清灰方式
由于進(jìn)窯尾SP鍋爐的廢氣含塵濃度在60~120g/Nm3左右，容易產(chǎn)生積灰問題，我公司根據(jù)窯尾煙氣含塵量大，顆粒度小，具有松散性等特點(diǎn)，選用不易積灰的純光管受熱面結(jié)構(gòu)，并選用積灰少免振打的膜式壁或設(shè)置旋風(fēng)導(dǎo)葉清灰或設(shè)置錘式機(jī)械振打清灰，還有一種經(jīng)過計算后增大受熱面補(bǔ)償積灰影響，這種方法省去了機(jī)械振打裝置及其運(yùn)行維修費(fèi)用，而且徹底解決機(jī)械振打帶來的疲勞問題。
3.5、采用組合防磨措施和特殊的防磨裝置
由于進(jìn)入窯頭AQC余熱鍋爐的粉塵顆粒度大，硬度高，因此，必須采用適當(dāng)而有效的防磨措施，我公司開發(fā)的AQC余熱鍋爐，采用低煙氣流速、均流場、翅片管、厚壁管結(jié)構(gòu)等組合防磨措施，并根據(jù)情況在設(shè)備煙氣進(jìn)口處設(shè)置特殊的防磨護(hù)瓦結(jié)構(gòu)，既能保護(hù)受熱面，又克服了防磨裝置自身的磨損，從而解決和緩解了鍋爐運(yùn)行時局部磨損和整體磨損問題，最大限度地延長了鍋爐的壽命。
4 結(jié)語
鹽城市鍋爐制造有限公司將根據(jù)每一個客戶實(shí)際要求，應(yīng)用過去多年來設(shè)計與制造余熱鍋爐所積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合水泥工藝自身的特點(diǎn)，為水泥企業(yè)水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)裝備國產(chǎn)化、為純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)化作不懈努力，給客戶提供優(yōu)質(zhì)的余熱鍋爐產(chǎn)品和優(yōu)良的服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
⑴中國水泥網(wǎng). 純低溫余熱發(fā)電特刊.2006.5
⑵唐金泉.幾種水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)發(fā)電能力及存在問題的比較分析。（中國水泥網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請注明出處）
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