水泥余热发电的工艺设计及热力循环系统

水泥余热发电的工艺设计及热力循环系统

摘要 随着近年来绿色经济和循环经济的发展，一系列利用资源进行再循环生产的产业迅速的发展起来。利用水泥的余热发电就是其中之一，本文就从水泥余热发展的相关知识出发，结合相关的案例进行分析，从而深入的探讨和论述了水泥余热发电工艺设计和热力循环系统等问题。

关键词 水泥余热发电；工艺设计；热力循环；系统

中图分类号tm617 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）52-0148-01

随着我国工业的快速发展，充分有效的利用各种资源成了行业发展的趋势。在水泥工业的发展过程中，我国取得较大的进步，这不仅表现在技术工艺上，同时也表现在产量上。长期以来，我国水泥工业的总产量一直占据世界第一的地位，水泥工业的生产规模在一步步的扩大。但是，作为一个较为传统的、能耗较高的行业，其资源没有得到更加充分的利用，开发的程度仍然不够，特别是对水泥在生产过程中所产生的余热上，在这方面还没有很好的进行开发利用。作为重要的能源，水泥工业生产中的余热大有循环利用和可持续发展的作用。而我国的相关部门也做了相关的探索和研究，这主要体现在利用水泥余热进行发电，在这个过程中，我们主要经历了几个不同的阶段。

最初主要是通过恢复中空干法水泥窑的高温废气进行余热发

电。但水泥窑的熟料热耗虽然很高，发电机组的运行效率却很低。后来又转向于新型干法窑上，通过补燃技术进行辅助，从而进行发电。而近年来的发电工艺技术主要投向于从纯pc窑低温废气的余热发电技术上，在这个过程中不再需要补燃，这样一来就相对的回收了更多的电能。与此同时，这一过程也更加的节能和环保。 1 对水泥余热发电工艺的设计和探索

一般而言，水泥余热发电的系统主要由烟气系统和热力系统两部分组成。其中烟气系统包括窑头炉（aqc炉）以及窑尾炉（sp炉），在熟料的冷却机废气出口和窑头的点收尘器之间，我们安装设置窑头炉，而在窑尾高温风机和烧成窑尾这二者的中间安装窑尾炉，他们一般均采用上进侧出的废气流程，循环方式为自然循环。 对于水泥余热发电工艺的设计，我们一般从它的流程上进行分析和探索，就目前的生产流程来看就是要准确的分析每一个环节，根据其不同的特点开展下一步的规划和工艺设计。在这个过程中，熟料冷却机的出口一般产生出废气，而一旁的引风机恰好对其进行抽动吸引，在这个引力之下，废气可以从aqc炉的顶部进入中间的炉膛，这样一来就可以完成一个自下而上的循环流动，进而进行一个逆向的热量交换。而要实现整个工艺的循环我们就要开展以下的几种设计：

1）对通过逆向热量交换的工质进行分解和利用，因为完成逆向热量交换的工质一般会产生两个蒸汽，他们的参数一般不同，根据

参数的不同可以分为主蒸汽以及补充蒸汽。对这两种蒸汽进行利用，一方面要让主蒸汽进入相应的主蒸汽母管补充蒸汽补入汽轮机的中间；

2）对于来自烧成窑尾预热器中的废气，一般要在送风机的抽动和吸引之下，从sp炉的顶部经过，从而进入中间的炉膛，进行逆向热量的交换，工质吸取热量后产主蒸汽，进入主蒸汽母管。而出自于sp炉的废气送入原料磨中，然后对生料进行后续的烘干工作，汽轮机主进汽可以从主蒸汽母管中获得，做完功的乏汽则要进入凝汽器，之后我们对其进行冷却。对于凝结水，一般由凝结泵送入处于真空状态的除氧器，经过除氧的加热产生主给水，主给水经给水泵就要送入aqc炉省煤器再次进行加热。待加热至到饱和得状态后就要分三路进入aqc炉高以及低压汽包和sp炉高压汽包中间。而进入sp炉汽包的饱和水经各级蒸发器再次与过热器被加热成过热的主蒸汽，这样一来就完成了整个工艺的一个基本循环，这样的设计也较为科学合理，也更加的有效。 2 水泥余热发电的热力循环系统

经过长时间的发展，我国水泥余热发电热力循环系统一般包括四个方面，这4个方面经过长时间的发展也各自形成了四种不同的模式，下面我们就对其进行相关的分析：

1）单压系统。这一系统总体而言就有比较多的优点和长处，主要表现在系统的构成上，它一般比较的简单，所以运作起来也就比

较容易，效率比较高。这一系统通常是是水泥余热发电中普遍采用的热力系统。不过，这一系统也存在不足的地方，单压系统aqc锅炉的省煤器水量一般是aqc锅炉和sp锅炉两者的总给水量，所以一旦冷却机的废气温度较高时，就不能降低aqc锅炉废气排出的温度，从而导致冷却机废气的总能下降；

2）闪蒸系统。这一系统主要由单压系统发展而来，通常主要应用热力学上的闪蒸机理，它根据废气余热品质的不同而生产一定压力的主蒸汽和热水，主蒸汽进入汽轮机高压进汽口，闪蒸系统提高了发电功率，但其运行调整不方便，设备投资和站用电率也较高，系统散热和电耗较多；

3）双压系统。主要是通过设置aqc双压锅炉得以实现。通常余热锅炉生产出压力较高的蒸汽后，烟气的温度会降低，余热的品质下降，根据低温烟气的品位，再生产低压蒸汽。总之，双压系统提高了余热资源的利用率，但是它的投资成本高；

4）复合循环系统复合循环热力系统。这一系统主要是适用于热耗相对较低的生产线。因为在sp锅炉产生饱和蒸汽或低过热度的过热蒸汽，这样就将sp锅炉主汽传送到aqc锅炉的联合过热器进行过热。在这一过程中，较高温度的废气用于过热和蒸发器，而相对较低温度的废气就用于加热给水或者是用于闪蒸，从而实现了对废气的高效利用。

总之。水泥的余热发电工程是一个复杂的系统工程，有着较好

的盈利能力和一定的抗风险能力，生产过程中不会产生任何新的环境污染，能够有效减少对厂区及周边地区的环境污染，具有良好的环境效益。我国在相关领域已经积累了一定的建设和运行经验，但是在如何提高余热利用水平，提高纯低温余热发电量，还需要进一步的探索。水泥余热发电工程作为一个利废、节能并具有良好社会经济效益的项目，具有广阔的发展前景。 参考文献

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