2500t/d熟料生产线配套4.5MW纯低温余热发电项目技术方案
产生更好的效益，在整个生产线不太稳定时可用来采暖、洗浴等。 3.3.2 发电量最大化设计 3.3.2.1锅炉优化设计
锅炉优化设计主要目的是充分利用熟料生产线余热资源，使废热充分转变为产生电能的工质——蒸汽。 （1） 过热蒸汽产量最大化
对于中低温余热利用，关键在于工艺和设备允许范围内充分利用余热，并使设备的效率最高，使余热发电最大化。对于低参数汽轮发电机组而言，影响其发电量的是三个主要参数：过热蒸汽流量、温度和压力，其中流量对发电量起决定性影响，温度和压力对单位质量蒸汽的焓和汽轮机的内效率（热能转化为机械能的效率）有影响，但其影响远小于流量的影响。
（2） 合适的汽包工作压力
为了保证一定的蒸汽流量和过热器温度，做到主汽流量、主汽温度、汽轮机内效率最佳统一，合适的汽包压力选择很重要。经过我们的优化设计，选择汽包压力1.6MPa。考虑在换热过程中，蒸发受热面内汽水混合物的温度不变，而烟气同汽水混合物之间传热温差窄点在20℃以上受热面的布置才合理，汽水混合物的温度直接受压力的影响，所以选择合理的压力水平为受热面布置创造条件，以达到余热最大化利用。 （3） 充分降低废气温度
受窑尾物料烘干的限制，窑尾废气温度降到220℃，窑头废气可以充分降低，但降低过多则造成传热温差小使得换热面积布置过多，使锅炉造价提高，同时吸收过多的低品质热量也无法有效提高发电量，所以锅炉余风的降低以满足为余热锅炉提供足量的汽包给水即可。根据热量分配和能量平衡计算，本项目窑头废气可降至95℃左右。 （4） 合理布置受热面
在布置受热面时要考虑锅炉的烟气温度特性以及汽轮发电机的特性
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进行综合考虑，同时考虑选用合理温差以降低锅炉造价。 （5） 系统优化设计 方案：（双压锅炉型）
窑尾余热锅炉高压段由省煤器、蒸发器和过热器（预热器组成），高压凝结结水经窑头AQC锅炉锅炉高压段省煤器（预热器）将40℃水加热95℃后，经电动调节阀，一路进入AQC锅炉汽包、蒸发器、过热器，另一路进入sp余热锅炉汽包、省煤器、蒸发器和过热器。低压段是低压凝结水进入低压段省煤器、汽包、蒸发器和过热器；AQC和SP锅炉过热器的过热蒸汽进入出口集箱，至集汽缸汇合，然后通主蒸汽蒸汽母管，进入汽轮机做功发电。AQC锅炉过热器的低压过热蒸汽直接接入发电机房汽轮机的补汽口。
该系统设计主要特点：
? 利用了锅炉低热资源，AQC锅炉省煤器不仅向锅炉供应热水,同时也向SP锅炉供应热水；
? 双压系统锅炉更好的利用了烟气的余热，自然循环； ? 烟风系统简单、可靠；
? 汽轮机为双压进汽，也可以单压进汽，运行灵活，可靠性高，投资费用较少。
? 保证了蒸汽的流量，发电量最大化；
综上所述，双压系统由于其设备运行可靠、灵活，发电量高,而得到广泛采用，其国内使用业绩表明，技术成熟可靠。为提高发电量，做到主蒸汽流量、温度、压力的最佳优化，我们建议采用双压过热器热力系统，单压系统虽然系统简单，投资费用少，但运行不太灵活，发电量相对少；先以双压系统为例进行系统介绍： 3.3.2.2热力系统优化设计
详见原则性热力系统图，说明如下：
（1） 窑尾余热锅炉：由于废气温度下降范围为350→220℃，为充分
利用该部分烟气余热，选取汽包工作压力1.6MPa。
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（2） 窑头余热锅炉：窑头余风经改造抽风点以后，用于余热发电部
分的烟气温度最高可达450℃.汽包工作压力1.6MPa，窑头和窑尾产生过热蒸气在进入集汽缸里进行混合，然后进入主蒸汽母管进入汽轮机。过热蒸汽温度300℃、压力1.6MPa。
（2） 纯低温补汽式汽轮发电机组：单条生产线配2台锅炉，1台汽
轮机， 2500t/d生产线产过热蒸汽共22.7t，低压蒸汽4.1t，汽轮机入口汽温300℃，压力约1.6MPa，其输出功率达到4300kW，配套6MW汽轮发电机组。要保证汽轮机足够的真空度，其汽轮机系统的密封、抽气、冷凝等设备设计要求提高，目前国内设计水平可以达到。另外，结合当地的气候特点，采取有利于降低汽轮机排汽压力的措施，在合理配置系统时可提高其内效率。我们还与汽轮机制造厂家联合国内科研单位进行汽轮机通流部分的三维设计，提高通流效率和泛汽含湿率，以进一步降低汽耗来提高余热发电量。
（3） 循环冷却系统：要保持汽轮机较高的真空度，冷凝器的冷却效果很
重要，因而循环冷却系统设计要考虑在最差工况下能保证达到冷却要求。
自然通风冷却塔投资较大，设计采用机力通风冷却塔。机力通风冷却塔分为钢结构和钢混结构两种，钢构冷却塔的钢结构部分使用寿命小于20年,如补充水采用硬度较高的地下水，使用寿命更短，而钢混结构主体部分则可以使用30年以上。
（4） 锅炉补充水：锅炉补充水温度（和汽轮机真空度）越高，有利于省
煤器降低排烟（气）温度。本余热发电系统为低温低压系统，考虑到水质运行管理以及加强锅炉受热面的清洁，充分利用废气余热，锅炉补充水采用除盐水。锅炉水处理采用一级反渗透＋混床。 （5） 余热电站补充水：余热电站补充水可由厂区水工系统提供，如厂区
水工系统没有裕量或裕量不足，根据电站所在地，选择使用地下水或地表水，从水源取水送入电站原水池，经过消毒和沉淀处理的水。
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3.3.3主机设备主要技术参数
2500t/d水泥生产线配套余热发电设备参数： 1、AQC余热锅炉技术规范（一台）
水泥窑熟料产量： 2500t∕d 。
锅炉进口烟气量： 116667 Nm3/h 锅炉进口最大烟气量： 149000 Nm3/h
锅炉进口烟气温度： 360 废气特性为： 高压主蒸汽段
额定蒸汽压力： 1.6MPa额定蒸汽温度： 320 额定蒸发量： 9.1 t/h 最大蒸发量： 10.8 t/h 低压蒸汽段
额定蒸汽压力： 0.4MPa额定蒸汽温度： 190 额定蒸发量： 2.2 t/h 最大蒸发量： 2.6 t/h 热水段
额定高压出水量： 22.7t/h 最大高压出水量： 27.8 t/h 额定低压出水量： 2.2t/h 最大低压出水量： 2.6 t/h 高压出水温度： 180 给水温度： 45 最大给水压力： 3.5MPa
℃ （运行时 380 ℃） 热空气，粉尘含量 ≤30g/Nm3 （绝压） ℃ （绝压） ℃ ℃ ℃ 第 9 页 共 38 页
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锅炉出口设计烟气温度：90℃～120℃，在经济的前提下尽量降低 锅炉总漏风： ﹤2% 锅炉排污率： 1-3% 锅炉散热损失： ﹤2% 锅炉总废气阻力： ﹤ 700Pa 锅炉布置方式： 露天布置 锅炉结构形式： 立式 受热面面积分布：
设计使用寿命：锅炉年正常运行能保证大于7600小时，锅炉总体寿
命大于20年，受热面管子大于10年。
2、SP余热锅炉技术规范（一台）
水泥窑熟料产量： 2500t∕d 。
锅炉进口烟气量： 165417 Nm3/h 锅炉进口烟气温度： 320 ℃
废气特性为： 含尘烟气，粉尘含量 ≤100g/Nm3
N2=59%， CO2=30%， O2=4%， H2O=7%
额定蒸汽压力： 1.6MPa（绝压） 额定蒸汽温度： 310 ℃ 额定蒸发量： 13.6 t/h 最大蒸发量： 15 t/h 给水温度： 180℃ 最大给水压力： 3.5MPa 锅炉出口设计烟气温度： 220 ℃ 锅炉总漏风： ﹤2% 锅炉排污率： 1-3% 锅炉散热损失： ﹤2%
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