水泥工厂余热发电设计规范

1总则1.0.1为在水泥工厂余热发电工程设计中，贯彻国家能源综合利用基本方针政策，做到安全可靠、技术先进、降低能耗、节约投资，制定本规范。1.0.2本规范适用于新建、扩建、改建新型干法水泥生产线余热发电的工程设计。1.0.3新建、扩建水泥工厂的余热发电工程或既有水泥生产线改造增设余热发电系统，设计基本原则应符合国家产业政策和现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB50295和《水泥工厂节能设计规范》GB50443。1.0.4当余热发电工程设计内容含有热电联供或设有补燃锅炉时，相关部分应符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB50049的有关规定。1.0.5水泥工厂余热发电工程环境保护和劳动安全设计，必须贯彻执行国家有关法律、法规和标准。1.0.6水泥工厂余热发电工程设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语2.0.1余热发电工程设计文件、图纸使用术语应符合本规范规定。本规范未纳入与水泥工厂余热发电工程相关的术语应符合现行国家标准《工业余热术语、分类、等级及余热资源量计算办法》GB/T1028、《电力工程基本术语标准》GB50297及国家有关术语标准的规定。2.0.2余热利用WasteHeatRecovery以环境温度为基准，对生产过程中排出的热载体可回收热能的利用。2.0.3窑头余热锅炉AirQuenchingCoolerBoiler利用窑头熟料冷却机排出的废气余热生产热水或蒸汽等工质的换热装置，简称AQC炉。2.0.4窑尾余热锅炉SuspensionPreheaterBoiler利用窑尾预热器排出的废气余热生产热水或蒸汽等工质的换热装置，简称SP或PH锅炉。2.0.5余热发电WasteHeatPowerGeneration仅利用工业生产过程中排放的余热进行发电，也称纯余热发电。2.0.6热电联供Cogeneration余热发电在生产电能的同时，还可生产热水或蒸汽供热。2.0.7主厂房MainPowerBuilding设有汽轮发电机组及附属设备、设施的厂房。2.0.8闪蒸器Flasher具有一定温度和压力的不饱和水进入压力较低的容器中时，由于压力的突然降低使不饱和水变成容器压力下的饱和蒸汽和饱和水的容器。2.0.9双压锅炉Dual-pressureBoiler具有两种蒸汽工作压力参数的锅炉。2.0.10补汽凝汽式汽轮机Steam-SupplementedCondensingTurbine凝汽式汽轮机有多个不同参数蒸汽进口，较高参数蒸汽作为汽轮机主进汽，较低参数蒸汽进入汽轮机某一级，不同参数的蒸汽共同推动汽轮机做功。2.0.11单压系统Single-pressureSystem产生同一压力等级的窑头、窑尾余热锅炉，与只有一个进汽参数而构成的热力系统。2.0.12双压系统(双压锅炉双压系统)Dual-pressureSystem双压余热锅炉与补汽凝汽式汽轮机构成的热力系统。2.0.13闪蒸系统(热水闪蒸混压系统)HotWaterFlashSteamSystem由余热锅炉及闪蒸器与补汽凝汽式汽轮机而构成的热力系统。2.0.14水泥余热发电系统热效率ThermalEfficiencyofWasteHeatPowerGenerationSystem可用于发电的水泥生产过程排放废气总余热量转化为电能的百分比。3基本规定3.0.1新型干法水泥生产线余热发电所利用的废气，应是水泥烧成系统不再利用或不影响物料烘干等用途的废气。3.0.2余热发电工程的设计，应符合下列规定：1不应影响水泥生产的正常运行。2不应提高熟料可比综合能耗和降低熟料产量。3宜在水泥生产线达产稳定运行后、对运行工况进行热工调查后实施。4当与水泥生产线同步建设时，废气参数可按已投产、条件相近的余热发电系统参数与水泥工艺设计参数确定。5原有水泥生产线增加余热发电系统时，应对生产线中的相关设备能力进行核算。3.0.3新建、扩建水泥工厂生产线的余热发电设计指标应符合表3.0.3的规定。表3.0.3余热发电设计指标指标项目余热发电系统热效率(％)站用电率(％)相对于窑的运转率(％)4000t/d及以上≥20.0≤8≥952000t/d～4000t/d(含2000t/d)≥18.5≤9≥953.0.4余热发电系统控制水平不应低于水泥生产线控制水平；废气调节阀门的调控应征得水泥生产线中控操作授权，其控制状态、参数值应反馈至各自控制系统。3.0.5设计中应选用安全可靠、技术先进、经济实用及节能设备，严禁选用已被淘汰产品和劣质产品。4余热资源的确定、热力系统与装机规模4.1余热资源的确定4.1.1对已建成投产的水泥生产线增设余热发电系统时，应进行能源审计，确定合理的余热资源量。4.1.2水泥生产线的热工标定及余热资源的计算方法，应符合国家现行标准《水泥回转窑热平衡测定方法》JC/T733和《水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法》JC/T730的有关规定。4.1.3废气余热的利用应满足水泥生产线物料烘干的要求。4.1.4应依据梯级利用原则并确保在余热回收系统不影响水泥生产用热需求的前提下，确定余热利用方案。4.1.5余热锅炉的蒸汽参数应经过优化后确定。4.2热力系统及装机方案4.2.1热力循环系统的选取，应根据废气参数、热力系统对废气余热的回收利用率确定。4.2.2蒸汽参数的选择应根据余热条件、汽轮机内效率等因素确定。4.2.3当利用同一厂区两条水泥生产线余热时，可选用1台机组。当产量较低一条水泥窑余热锅炉产汽量低于机组额定进汽量30%或水泥窑运转率低于60%时，宜选用2台机组。4.2.4当利用同一厂区3条及以上生产线余热时，宜选用2台或多台机组。5总平面布置5.1一般规定5.1.1余热发电总平面规划设计的要求，除应符合现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB50295的有关规定外，尚应满足下列要求：1水泥生产线改、扩建工程的余热发电，应结合生产系统统筹规划，并应合理利用现有设施、减少拆迁和施工时对生产的影响。2余热发电与水泥生产线的衔接应紧凑、合理，功能分区应明确。3余热发电的建筑型式和布置，宜与水泥生产线的建筑风格相协调。5.1.2主厂房宜布置在现有生产线的扩建侧。5.1.3站区竖向布置的标高与形式、排水设计，应与工厂的总平面、竖向、排水设计相协调。5.1.4余热发电的绿化布置，应符合下列要求：1当余热发电与水泥生产线同步建设时，绿化应由工厂设计统一规划；2当余热发电为改、扩建工程时，绿化设计应与工厂绿化相协调。5.1.5建筑物和构筑物的耐火等级，应根据生产过程中的火灾危险性确定，且应符合本规范附录A的规定。5.2主要建筑物和构筑物的布置5.2.1主厂房位置的确定，宜符合下列要求：1主厂房应布置在余热锅炉附近，宜使并网接入联络线的出线顺畅。2当同一厂区拥有三条及以上水泥窑时，经采取技术措施后、主蒸汽阻力降仍超过0.2MPa或温降超过20℃时，宜分设主厂房。6.2.2冷却塔或喷水池，不宜布置在室外配电装置、主厂房及主干道的冬季主导风向的上风侧。5.2.3各建筑物和构筑物之间的防火间距，除应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016、《水泥工厂设计规范》GB50295的有关规定外，还应满足本规范附录Ａ的规定。5.3站区道路5.3.1站区道路布置，应符合下列要求：1应满足生产、安装检修和消防要求，并应与绿化、管线、竖向布置相协调，同时应与厂内道路有平顺简捷的连接，路型、路面结构应协调一致。2应按《建筑设计防火规范》GB50016规定设置消防车道。5.3.2站区道路设计，应符合下列要求：1专为站区服务的支道，可采用单行车道，道宽应为4.0～5.0m，最小曲率半径(道路弧线内边线)应为9m，路肩宽度应为0.75～1.5m。2车间引道，道宽应为4.0m，最小曲率半径(道路弧线内边线)应为6m；人行道的宽度，不宜小于1m。3站区道路及车间引道，最大纵坡不应超过9%。4路面标高的确定，应与厂区竖向设计及雨水排除相适应。公路型道路的标高，应与附近场地标高相协调。城市型道路的路面标高，应低于附近车间室外散水坡脚标高，并应满足室外场地排水的要求。5.4管线布置5.4.1热力管道可与水泥工艺管道同管廊、管架敷设；当管线综合布置发生矛盾时，应按现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB50187规定的原则处理。5.4.2当地下管线布置在路面范围以内时，管线应经技术经济比较确定直埋或设沟敷设。5.4.3架空管线的布置，应满足下列要求：1应利用水泥生产线的建筑物、构筑物；2不应妨碍交通、检修及建筑物自然采光和自然通风，并应做到整齐美观；3架空管线宜与地下管线重叠布置。5.4.4管线至建筑物和构筑物、道路、铁路及其它管线的水平距离，应根据工程地质、构架基础形式、检查井结构、管线埋深、管道直径和管内介质等确定。地下管线最小水平净距，地下管线、架空管线与建筑物、构筑物之间的最小水平净距，地下管线之间或地下管线与铁路、道路交叉的最小垂直净距，宜符合现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB50295的有关规定。6主厂房布置6.1一般规定6.1.1主厂房的布置应为运行安全、操作方便创造条件，并应做到巡回检查通道畅通。厂房的通风、采光、照明和噪声等，应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019、《建筑采光设计标准》GB50033、《建筑照明设计标准》GB50034和《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87的要求。6.1.2主厂房车间内部的布置，应根据厂区规划及热机、电气、土建、水工、热控、暖通等专业设计的布置要求以及扩建条件确定。扩建厂房宜与原有厂房协调一致。6.1.3主厂房内应设置检修起吊设施和检修场地，并应设置设备和部件检修所需的运输通道。6.2主厂房布置6.2.1主厂房应由汽机房、高低压配电室和主控制室、除氧间和闪蒸器间等部分组成。6.2.2主厂房各层标高的确定，应符合下列要求：1主控制室的地面宜与双层布置的汽机房运转层同一标高，主控制室下层空间可设置为高低压配电室。2除氧器、闪蒸器层标高，必须满足除氧器和闪蒸器水箱水位的要求，保证锅炉给水泵进口在各种运行工况下不发生汽化。6.2.3主厂房的柱距和跨度，应根据汽机容量、形式和布置方式、结合建设(扩建)规划容量确定，并应满足建筑设计统一模数的要求。6.3检修设施6.3.1汽机房的底层，应设置集中安装检修场地，其面积应能满足检修吊装大件和翻缸的要求。6.3.2汽机房内起重机设置，应按下列原则确定：1双层布置的汽机房内，应设置一台电动桥式起重机。单层布置的汽机房内，可设置手动单梁桥式或其它型式的起重设备。2起重机的轨顶标高，应结合规划建设机组确定，并应满足起吊物件最大起吊高度的要求。3起重机的起重量，应按检修起吊最重件确定，不包括发电机定子，同时应结合规划建设机组确定。6.3.3利用汽机房桥式起重机起吊受限的设备，其顶部应设置必要的检修吊钩。6.3.4汽机房的运转层，应留有利用桥式起重机抽出发电机转子所需要的场地和空间。汽机房的底层，应留有抽、装、清洗凝汽器冷却管的空间位置。6.4综合设施6.4.1主厂房内管道阀门布置，应方便检查和操作，凡需经常操作维护的阀门而人员难以到达的场所，宜设置平台、楼梯，或设置传动机构引至楼面或地面进行操作。6.4.2主厂房内的通道和楼梯的设置，应符合下列要求：1汽机房底层平面和运转层平面，汽机两侧应设有贯穿直通的纵向通道，其宽度不应小于1.0m。当兼作疏散通道时，其宽度不得小于1.4m。2双层布置并设有中间层的汽轮机运转层至底层平面，应设上下联系楼梯。6.4.3主厂房内的地下沟道、地坑、电缆隧道，应设有防水、排水设施。6.4.4主厂房内应设有卫生间，各楼层地面应设有冲洗水源。6.4.5汽机房外应设有一个事故储油箱或油池。7余热锅炉及系统7.1一般规定7.1.1余热锅炉与烧成系统连接时，必须设置旁通管道。7.1.2余热发电汽水管路的设计，应保证任何一台余热锅炉能从发电系统中迅速解列。7.1.3余热锅炉应布置在废气热源附近。7.1.4余热锅炉的进出口管道及旁通管道上应设置可靠的控制阀门。7.1.5余