[發明專利]一種提高水泥窯余熱利用效果的方法

無效

• 申請號: 201110425284.5
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102564145A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 曹玉英;楊昭平
• 申請（專利權）人: 北京信力筑正新能源技術股份有限公司;曹玉英
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F01K11/02
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 李奎書

技術領域

本發明涉及一種水泥行業水泥窯余熱利用節能減排技術方案，具體說就是最高效地利用水泥熟料燒制和冷卻過程中的余熱來發電、增加發電量，達到節能減排的目的。

背景技術

現在水泥窯余熱回收的措施：一是將窯尾預熱器排出的廢煙氣(溫度約為360℃)，送入SP余熱鍋爐產2.5MPa、300℃左右的中壓蒸汽。窯頭冷卻氣(溫度約為340℃)，送入AQC余熱鍋爐產2.5MPa、300℃的中壓蒸汽和0.25MPa、150℃左右的低壓蒸汽。用補氣式汽輪機發電，2.5MPa的蒸汽做主蒸汽，0.25MPa的蒸汽做補氣。在此參數下發電效率只有14％左右，其缺點是蒸汽的品質低，發電效率低。

發明內容

本發明的目的在于克服以上缺點，提供一種提高水泥窯余熱利用效果的方法，通過提高所產蒸汽的壓力和溫度，使發電量、蒸汽的熱利用率和節能效果得到提高。

本發明提供的提高水泥窯余熱利用效果的方法，是利用水泥熟料冷卻過程中產生的高溫風過熱余熱鍋爐產生的蒸汽從而增加發電量的方法，其在三次風管上設置了蒸汽過熱器。

將窯頭余熱鍋爐和窯尾余熱鍋爐所產生的中壓蒸汽通過管道送入設置在三次風管上的中壓蒸汽過熱器內，被過熱后，送入汽輪發電機組發電。具體的提高參數如下。

所產中壓蒸汽的壓力提高到3.5-3.82MPa，溫度提高到430℃-450℃。

送入窯頭余熱鍋爐的熱源為300℃-380℃的水泥窖余風，送入窯尾余熱鍋爐的熱源為320℃-400℃的煙氣。

同時將窯頭余熱鍋爐所產生的低壓蒸汽通過管道送入設置在三次風管上的低壓蒸汽過熱器內，被過熱后，作為補氣送入汽輪發電機組發電。具體的提高參數如下。

所產低壓蒸汽的壓力提高到0.4-0.6MPa，溫度提高到250℃-270℃。

另外，為了防止蒸汽溫度超過設計范圍，在過熱器上設置噴水減溫裝置。

本發明通過在三次風管上設置了蒸汽過熱器安全有效地提高了所產蒸汽的壓力和溫度，使發電量、蒸汽的熱利用率和節能效果得到提高。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明做進一步說明。

現有一條日產2500噸的水泥生產線，窯頭冷卻機前段所產溫度1000℃-1300℃的高溫風作為二次風用做水泥窯助燃空氣，中段所產800℃-1000℃的高溫風作為三次風送分解爐作助燃空氣用，其余風溫度約為300℃-350℃送窯頭AQC鍋爐，產3.82MPa、275℃左右的中壓蒸汽和0.485MPa、150℃左右的低壓蒸汽。窯尾煙氣溫度約為320℃-380℃，選用SP鍋爐，鍋爐產3.82MPa、275℃左右的中壓蒸汽，鍋爐排出煙氣溫度210℃左右，用于烘干生料。將窯頭爐和窯尾爐所產中壓蒸汽混合后送入設在三次風管上的中壓過熱器內，窯頭所產低壓蒸汽送入設置在三次風管內的低壓過熱器內，中壓蒸汽被過熱到450℃左右，低壓蒸汽被過熱到250℃左右后，中壓蒸汽作為主蒸汽，低壓蒸汽作為補氣送入汽輪發電機組發電。在過熱器上設置噴水減溫裝置，保證蒸汽溫度不超過設計溫度范圍，同時也以免過熱器因管壁超溫而被燒壞。為了保證進入窯頭鍋爐風溫不低于300℃，根據冷卻機排風溫度對進入冷卻機低溫段的冷卻風量實行自動調節。當余熱鍋爐檢修時，煙氣通過旁路管道直接進入袋式除塵器除塵后經煙囪排入大氣，為了保護袋式除塵器不被燒壞，在煙氣進入除塵器前噴水減溫，使煙氣溫度降到150℃以下。

該實施例的主蒸汽廢熱鍋爐選用3.82MPa的中壓鍋爐，產汽溫度約為275℃左右，在三次風管上設置蒸汽過熱器，使275℃的蒸汽被過熱到450℃左右，同時將窯頭AQC鍋爐所產壓力為0.485MPa的低壓蒸汽過熱到250℃左右。在過熱器上設置噴水減溫裝置，保證蒸汽溫度不超過設計溫度范圍，同時也以免過熱器因管壁超溫而被燒壞。因蒸汽溫度和壓力的提高，使發電效率大大提高，達到節能減排的目的。

主蒸汽壓力提高到3.82MPa左右，溫度提高到450℃；補氣壓力提高到0.485MPa左右，溫度提高到250℃左右，從而提高發電量，這樣蒸汽的熱利用率就從14％左右提高到了23％左右，發電效率是原來的1.67倍以上，節能效果顯著提高。

下面具體分析本發明的有益效果：通過提高蒸汽的壓力和溫度，從而提高了蒸汽的焓值：2.5MPa、300℃蒸汽的焓值是725Kcal/Kg，3.82MPa，450℃蒸汽的焓值是795Kcal/Kg，當發電機排氣壓力為0.005MPa，溫度為50℃時，排汽的焓值是620Kcal/Kg，改造前用于發電的焓值是105Kcal/Kg，改造后用于發電的焓值是175Kcal/Kg，這樣改造后的發電量是原來的1.67倍。以2500t/d干法水泥為例，余熱鍋爐產汽量約為24t/h，發電量約為3000KW/h，通過改造后，發電量約為5000KW/h，電價按0.5元/度，則效益增加1000元/小時，而為提高蒸汽焓值多消耗的熱量為(70×24×1000)1680000Kcal，若煙煤的發熱量按5800Kcal/Kg計算；燃煤的熱效率按90％計算，則需要多消耗煙煤322Kg/h，煤價按600元/噸計算，則每小時多燒煤增加的成本是193元，這樣每小時的純效益是(1000-193)807元，機組年運行時間按7500小時計算，則：年增加效益為605萬元。噸水泥的發電量從原來的28.8度，提高到48.1度，投資回收期由原來的4年左右降到了2.5年左右，效益可觀。