(19)余热发电培训材料(尹修华)

余热发电系统工艺技术讲课人：尹修华350一、余热发电工艺技术及流程二、余热发电主要组成部分三、余热发电技术类型及原理四、余热发电的经济性和社会效益351废弃余热蒸汽机械能电能即在新型干法生产线生产过程中，通过余热回收装置——余热锅炉将水泥窑窑头、窑尾排出大量低品位的废气余热进行回收换热，产生过热蒸气和饱和蒸汽推动汽轮机实现热能——机械能的转换，再带动发电机发出电能，供给水泥生产过程中的用电负荷。一、余热发电工艺技术及流程3523余热发电工艺流程图123353凝汽器热水井内的凝结水经凝结水泵抽出与闪蒸器出水汇合，然后通过锅炉给水泵打入AQC锅炉省煤器内进行预热，产生一定压力下的高温水，从省煤器出口分三路分别送到AQC锅炉汽包、PH锅炉汽包和闪蒸器，进入汽包的水在锅炉内循环受热，产生过热蒸汽送入汽轮机做功。进入闪蒸器内的高温水通过闪蒸产生一定压力的饱和蒸汽送入汽轮机后级做功，做功后的乏汽经过冷凝后重新回到热水井参与循环。生产过程中消耗掉的水由纯水装置制取出的纯水经补给水泵打入热水井。余热发电工艺流程图354纯水补给水泵锅炉给水泵PH锅炉AQC锅炉凝结水泵省煤器汽轮机凝汽器发电机闪蒸器闪蒸器余热发电工艺流程图355二、余热发电系统主要组成部分6、电气接入系统4、化学水处理系统5、集散控制系统3、循环冷却水系统1、余热回收锅炉2、汽轮发电机组组成部分356窑尾PH锅炉型式为卧式锅炉由过热器、蒸发器、汽包及热力管道构成废气流动方向为水平流动，换热管采用蛇形光管，以防止积灰。因窑尾生料粉尘具有粘附性，故锅炉下部设置振打装置进行除灰，工质循环采用循环泵进行强制循环余热回收锅炉----窑尾PH锅炉实景图1、余热回收锅炉357受热面采用光管，且垂直布置，不易积灰卧式锅炉比立式锅炉换热效率高8－10％特有的机械振打清灰装置同样条件下蒸发量卧式锅炉比立式锅炉高15－30％高效的窑尾卧式余热锅炉358简要对比表高效的窑尾卧式余热锅炉359窑头AQC锅炉型式为立式锅炉由省煤器、蒸发器、过热器、汽包及热力管道等构成AQC锅炉前设置一台预除尘器（沉降室），以降低入炉废气粉尘浓度锅炉内，废气流动方向为自上而下，换热管采用螺旋翅片管，以增大换热面积、减少粉尘磨损。工质循环方式为自然循环余热回收锅炉----窑头AQC锅炉实景图1、余热回收锅炉360汽轮机采用多级补汽凝汽式汽轮机，利用压力参数较低的主蒸汽和来自闪蒸器的饱和蒸汽导入汽轮机做功。发电机为三相交流同步发电机，采用同轴交流无刷励磁或静止可控硅励磁方式。2、汽轮发电机组3613、循环冷却水系统凝汽器发电机空冷器润滑油冷却器冷却水系统主要组成部分为：冷却水泵、冷却风扇、散水嘴、散水管、填料、分离器和相应的连接管道等。3624、化学水处理系统原水箱除CO2器中间水箱阴离子交换器纯水箱凝汽器热水井机械过滤器阴阳离子交换方式反渗透方式反渗透+混合离子交换方式原水箱活性碳过滤器保安过滤器反渗透装置中间水箱纯水箱凝汽器热水井机械过滤器原水箱活性碳过滤器保安过滤器反渗透装置中间水箱纯水箱凝汽器热水井机械过滤器混合离子交换器阳离子交换器363胶体悬浮物钙离子盐类镁离子有机物化学水处理主要是将天然水中的悬浮物、胶体、有机物、以及水中溶解的离子去除，防止换热系统设备发生腐蚀和结垢。H2O4、化学水处理系统CO23645、集散控制系统集散控制系统组成操作站/工程师站1控制器（CPU）2I/O模件3通讯网络4系统供电5信息网隔离网关6系统软件和应用软件7手操按钮8365硬件设备采用的是工控机，操作系统为Windows2000专业版，过程监控软件T3500/RT核心部分是通用的iFIX，通常情况下每台机组配置3台操作站和1台工程师站。操作站之间相互独立，互为备用。环形以太网100MbpsMIS彩色打印机激光打印机buttonbutton手操按钮汽机跳闸和直流油泵启动隔离网关OS3OS2OS1ES5、集散控制系统操作站/工程师站1366控制器（CPU）2各种控制策略的执行者，是DCS系统的核心部分，采用的是英国欧陆T2550系列产品，每套控制器均有互为冗余的两个独立的DPU以及ELIN网络接口，DPU和I/O模件采用并行总线通讯，每个机架都是智能化的，可独立工作。环形以太网100MbpsMIS彩色打印机激光打印机buttonbutton手操按钮汽机跳闸和直流油泵启动隔离网关OS3OS2OS1ES367I/O模件3采用英国欧陆T2550系列产品。现场的各种信号接入到不同类型的IO输入模件，IO模件经过处理并通过A/D转换器转换为数字信号，通过I/O并行总线将信号送至CPU，通过CPU控制策略运算后控制结果送至IO输出模件，控制各种现场设备。环形以太网100MbpsMIS彩色打印机激光打印机buttonbutton手操按钮汽机跳闸和直流油泵启动隔离网关OS3OS2OS1ES368通讯网络4基于环形冗余Ethernet网，采用ELIN协议，令牌网方式，用于连接控制器与工程师站、操作员站等，完成各站的通讯和数据交换，传输速率100Mbps。环形以太网100MbpsMIS彩色打印机激光打印机buttonbutton手操按钮汽机跳闸和直流油泵启动隔离网关OS3OS2OS1ES369系统供电5由UPS电源及市电双路冗余供电。环形以太网100MbpsMIS彩色打印机激光打印机buttonbutton手操按钮汽机跳闸和直流油泵启动隔离网关OS3OS2OS1ESUPS市电370信息网隔离网关6采用单向隔离网关，从DCS系统单向传输数据，避免病毒从因特网进入DCS系统，传输速率支持10000BYTE/S。环形以太网100MbpsMIS彩色打印机激光打印机buttonbutton手操按钮汽机跳闸和直流油泵启动隔离网关OS3OS2OS1ES371系统软件和应用软件7主要分为上位机软件IFIX和控制策略软件LINTOOLS两个部分，是基础软件。面向工厂的操作界面和控制程序是在系统软件中基于工厂的实际应用进行设计的，使得操作人员能够监控过程回路参数状态、历史趋势、实时和历史报警、报表，实现设备起停，过程回路操作和参数调整等。设计和维护人员可以调出过程组态界面进行操作方案，过程流程图组态、趋势画面及各种报表组态等。系统软件应用软件372手操按钮8用于在DCS系统停机或出现功能故障，在必要时用于手动停止汽轮机和启动直流油泵。环形以太网100MbpsMIS彩色打印机激光打印机buttonbutton手操按钮汽机跳闸和直流油泵启动隔离网关OS3OS2OS1ES3736、电气接入系统3743单压技术2双压技术热力系统针对水泥窑采用闪蒸技术（海螺川崎）热力系统蒸汽采用两种压力等级热力系统蒸汽采用一种压力等级水泥窑纯低温余热发电——典型技术类型1闪蒸技术三、余热发电技术类型及原理375窑头余热锅炉与窑尾余热锅炉的蒸汽汇合后进汽轮机主汽口，窑头余热锅炉热水段后面的闪蒸器产生的蒸汽进汽轮机副进汽口，汽轮机的乏汽经凝汽器冷凝成凝结水，凝结水经除氧后由给水泵给窑头余热锅炉上水，从而形成完整的汽水热力循环系统。热力系统针对水泥窑采用闪蒸技术（海螺川崎）1闪蒸技术3761与其它类型热力系统相比多回收低品味热能20—30％2闪蒸出的饱和蒸汽可“补汽”到汽轮机，提高汽轮机做功功率4很好适应水泥窑头废气温度、流量的波动，满足熟料生产要求热力系统采用闪蒸技术3锅炉可以充分地吸收锅炉低品味热能，进一步降低排烟温度377AQC锅炉三段蒸汽与SP炉的蒸汽汇合后进汽轮机主汽口，AQC炉二段蒸汽进汽轮机副进汽口。汽轮机的乏汽经凝汽器冷凝成凝结水，凝结水经除氧后由给水泵给窑头余热锅炉上水，从而形成完整的汽水热力循环系统。2双压技术热力系统蒸汽采用两种压力等级378窑头余热锅炉与窑尾余热锅炉的蒸汽汇合后推动汽轮机发电组发电，汽轮机的乏汽经凝汽器冷凝成凝结水，凝结水经除氧后由给水泵给窑头余热锅炉上水，从而形成完整的汽水热力循环系统。3单压技术热力系统蒸汽采用一种压力等级379四、余热发电经济性和社会效益水泥余热发电项目充分利用熟料煅烧生产时排放的大量废气进行回收发电，即可降低水泥熟料的生产成本，提高企业经济效益，又能保护环境，创造良好的社会效益。以一条9000KW机组为例，若设计年发电量为7600万度电。每天可利用余热发电21-24万度电，吨熟料发电量达40度/吨以上，可解决60%的熟料生产自用电，产品综合能耗可下降18%，按产能计算，每年可节约标准煤2.66万吨，减排二氧化碳5万吨以上。同时，余热发电减排的二氧化碳指标可申报CDM项目（清洁发展机制），每年可获得减排资金400万元左右。380