余熱發(fā)電基礎(chǔ)知識

1、南方水泥有限公司南方水泥有限公司余熱發(fā)電基礎(chǔ)知識余熱發(fā)電基礎(chǔ)知識南方水泥有限公司南方水泥有限公司 邵淑芬邵淑芬 20102010年年8 8月月 1 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司 一一、余熱電站概況余熱電站概況采用純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，將排放到采用純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，將排放到大氣中占熟料燒成系統(tǒng)熱耗大氣中占熟料燒成系統(tǒng)熱耗30的廢的廢氣余熱進(jìn)行回收，通過余熱鍋爐、低氣余熱進(jìn)行回收，通過余熱鍋爐、低參數(shù)汽輪機(jī)等熱能利用設(shè)備，可將熱參數(shù)汽輪機(jī)等熱能利用設(shè)備，可將熱能轉(zhuǎn)化為電能（即利用出水泥窯預(yù)熱能轉(zhuǎn)化為電能（即利用出水泥窯預(yù)熱器和篦冷機(jī)中部的器和篦冷機(jī)中部的350左右的煙氣余左右

2、的煙氣余熱產(chǎn)生飽和蒸汽和過熱蒸汽，過熱蒸熱產(chǎn)生飽和蒸汽和過熱蒸汽，過熱蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)電）。汽推動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)電）。2 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司可利用的余熱條件如下可利用的余熱條件如下A5000t/d水泥生產(chǎn)線窯頭熟料冷卻機(jī)水泥生產(chǎn)線窯頭熟料冷卻機(jī)中部取風(fēng)余熱中部取風(fēng)余熱230000m3/h（標(biāo)況）（標(biāo)況）,溫度：溫度：38098，具有約，具有約8639104kJ/h的熱量。的熱量。B5000t/d水泥生產(chǎn)線窯尾預(yù)熱器廢氣水泥生產(chǎn)線窯尾預(yù)熱器廢氣余熱量為余熱量為345000m3/h（標(biāo)況）（標(biāo)況）340213（排出的廢氣考慮用于生料烘（排出的廢氣考慮用于生料烘干）

3、，具有干），具有6603104kJ/h的熱量；的熱量；3 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司二、余熱電站的效益二、余熱電站的效益利用水泥生產(chǎn)過程中的余熱建設(shè)電站后，電利用水泥生產(chǎn)過程中的余熱建設(shè)電站后，電站的產(chǎn)品站的產(chǎn)品電力將回用于水泥生產(chǎn)，大約電力將回用于水泥生產(chǎn)，大約減少熟料生產(chǎn)過程減少熟料生產(chǎn)過程50%的購電量。的購電量。這套系統(tǒng)在回收水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量這套系統(tǒng)在回收水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量余熱的同時(shí)，又減少了水泥廠對環(huán)境的熱污余熱的同時(shí)，又減少了水泥廠對環(huán)境的熱污染以及粉塵污染，窯頭鍋爐沉降的粉塵回收染以及粉塵污染，窯頭鍋爐沉降的粉塵回收到熟料系統(tǒng)，窯尾余熱鍋爐沉

4、降的粉塵通過到熟料系統(tǒng)，窯尾余熱鍋爐沉降的粉塵通過輸送設(shè)備回到生料系統(tǒng)。輸送設(shè)備回到生料系統(tǒng)。4 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司二、余熱電站的效益二、余熱電站的效益水泥生產(chǎn)線通過增設(shè)純低溫余熱電站后，水泥生產(chǎn)線通過增設(shè)純低溫余熱電站后，只計(jì)算節(jié)省電費(fèi)一項(xiàng)，一般噸熟料成本可只計(jì)算節(jié)省電費(fèi)一項(xiàng)，一般噸熟料成本可降低降低1214元左右。元左右。一套一套9MW的余熱發(fā)電系統(tǒng)，的余熱發(fā)電系統(tǒng)，減少鍋爐排污量及粉塵排放量約14t/h，這將給企業(yè)帶來這將給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。這套系統(tǒng)是一個(gè)典型的巨大的經(jīng)濟(jì)效益。這套系統(tǒng)是一個(gè)典型的循環(huán)經(jīng)濟(jì)范例循環(huán)經(jīng)濟(jì)范例。5 高校教育精品PPT南方水

5、泥有限公司南方水泥有限公司二、余熱電站的效益二、余熱電站的效益在當(dāng)前電價(jià)、煤價(jià)持高不下的情況下，余熱在當(dāng)前電價(jià)、煤價(jià)持高不下的情況下，余熱發(fā)電的補(bǔ)充不僅滿足國家的節(jié)能減排要求發(fā)電的補(bǔ)充不僅滿足國家的節(jié)能減排要求。也是水泥企業(yè)降低成本。也是水泥企業(yè)降低成本 的有效途徑。的有效途徑。以常山南方為例：以常山南方為例：25000d 水泥生產(chǎn)線，水泥生產(chǎn)線，外加兩套水泥粉磨外加兩套水泥粉磨,總用電負(fù)荷大約在總用電負(fù)荷大約在4.4萬萬kW左右，而余熱發(fā)電發(fā)電量能達(dá)到左右，而余熱發(fā)電發(fā)電量能達(dá)到1.8萬萬kW ，實(shí)際網(wǎng)購電量，實(shí)際網(wǎng)購電量2.6萬萬kW左右。一條左右。一條9MW余熱發(fā)電年供電量余熱發(fā)電年供電

6、量58350萬kWh相當(dāng)相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤于節(jié)約標(biāo)煤2.04萬噸。萬噸。 (583500.35kg=20422噸標(biāo)煤噸標(biāo)煤)6 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司三、余熱電站主要三、余熱電站主要 參數(shù)參數(shù) 余熱發(fā)電的主機(jī)設(shè)備包括窯頭余熱發(fā)電的主機(jī)設(shè)備包括窯頭(AQC)和窯尾和窯尾(SP)的余熱鍋爐各一套，汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、水處理設(shè)的余熱鍋爐各一套，汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、水處理設(shè)備、循環(huán)冷卻設(shè)備和備、循環(huán)冷卻設(shè)備和DCS控制設(shè)備各一套?？刂圃O(shè)備各一套。 利用窯頭窯尾的廢氣溫度，進(jìn)行純低溫余熱發(fā)利用窯頭窯尾的廢氣溫度，進(jìn)行純低溫余熱發(fā)電，煙氣自上而下通過過熱器、蒸發(fā)器、省煤器電，煙氣自上而下通

7、過過熱器、蒸發(fā)器、省煤器、省煤器出口分別供給、省煤器出口分別供給AQC鍋爐蒸發(fā)器和鍋爐蒸發(fā)器和SP鍋鍋爐蒸發(fā)器。爐蒸發(fā)器。 主蒸汽額定蒸汽壓力主蒸汽額定蒸汽壓力: 1.27MPa 主蒸汽額定蒸汽溫度主蒸汽額定蒸汽溫度: 320330 進(jìn)汽壓力進(jìn)汽壓力: 1.15 MPa 進(jìn)汽溫度進(jìn)汽溫度: 2907 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司四、水泥廠余熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展早期余熱電站早期余熱電站1998年在海螺集團(tuán)寧國年在海螺集團(tuán)寧國水泥廠和冀東水泥廠投產(chǎn)水泥廠和冀東水泥廠投產(chǎn), 那時(shí)的余熱那時(shí)的余熱電站在水泥行業(yè)中占席不多。電站在水泥行業(yè)中占席不多。 2005年以后年以后,余熱電站在水

8、泥行業(yè)遍余熱電站在水泥行業(yè)遍地開花。到目前為止，基本上達(dá)到有地開花。到目前為止，基本上達(dá)到有水泥生產(chǎn)線水泥生產(chǎn)線 ，必配套余熱機(jī)組。，必配套余熱機(jī)組。 8 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司早期的水泥行業(yè)，設(shè)計(jì)院對發(fā)電機(jī)組配置早期的水泥行業(yè)，設(shè)計(jì)院對發(fā)電機(jī)組配置比較保守，比較保守，2500td生產(chǎn)線配生產(chǎn)線配3000kW機(jī)組機(jī)組，5000td生產(chǎn)線配生產(chǎn)線配6000kW機(jī)組，噸熟料機(jī)組，噸熟料發(fā)電量可以達(dá)到發(fā)電量可以達(dá)到28kWh/t 。隨著余熱機(jī)組不斷成熟，目前配置：隨著余熱機(jī)組不斷成熟，目前配置：2500td生產(chǎn)線配生產(chǎn)線配4500kW機(jī)組，機(jī)組，5000td生產(chǎn)生產(chǎn)線配線

9、配9000kW機(jī)組。噸熟料發(fā)電量可以達(dá)到機(jī)組。噸熟料發(fā)電量可以達(dá)到38kWh/t 。四、水泥廠余熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展9 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司五五、余熱發(fā)電廠的主要設(shè)備及其作用余熱發(fā)電廠的主要設(shè)備及其作用(一一)余熱鍋爐組成部分余熱鍋爐組成部分 余熱鍋爐部分是由余熱鍋爐部分是由鍋爐本體鍋爐本體、過熱器過熱器、省煤器省煤器、汽包汽包等組等組成，它們的作用如下：成，它們的作用如下：（1）鍋爐本體：吸收爐膛中的熱量，產(chǎn)生飽和蒸汽。鍋爐本體：吸收爐膛中的熱量，產(chǎn)生飽和蒸汽。（2）過熱器：將飽和蒸汽進(jìn)一步加熱，提高蒸汽溫度為過熱器：將飽和蒸汽進(jìn)一步加熱，提高蒸汽溫度為過熱蒸汽。過

10、熱蒸汽。（3）省煤器：利用煙氣的余熱提高給水溫度。省煤器：利用煙氣的余熱提高給水溫度。降低排煙降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。溫度，提高鍋爐熱效率。（4）汽包：汽包是鍋爐蒸發(fā)設(shè)備中的主要部件，是匯集汽包：汽包是鍋爐蒸發(fā)設(shè)備中的主要部件，是匯集爐水和飽和蒸汽的圓筒形容器。是加熱、蒸發(fā)、過熱三個(gè)爐水和飽和蒸汽的圓筒形容器。是加熱、蒸發(fā)、過熱三個(gè)過程的分界點(diǎn)。過程的分界點(diǎn)。10 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司11 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司窯尾SP余熱鍋爐12 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司余熱鍋爐工作原理余熱鍋爐工作原理給水進(jìn)入余熱爐的

11、省煤器加熱后被送給水進(jìn)入余熱爐的省煤器加熱后被送入汽包，汽包內(nèi)的水通過下降管再分入汽包，汽包內(nèi)的水通過下降管再分配到蒸發(fā)器再次加熱產(chǎn)生飽和蒸汽和配到蒸發(fā)器再次加熱產(chǎn)生飽和蒸汽和飽和水混合物回到汽包，產(chǎn)生的蒸汽飽和水混合物回到汽包，產(chǎn)生的蒸汽通過汽包上部送到過熱器，使飽和的通過汽包上部送到過熱器，使飽和的水蒸氣變成過熱蒸汽。水蒸氣變成過熱蒸汽。余熱煙氣余熱煙氣 流經(jīng)過熱器蒸發(fā)器省煤流經(jīng)過熱器蒸發(fā)器省煤器。器。13 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司五、余熱發(fā)電廠的主要設(shè)備及其作用五、余熱發(fā)電廠的主要設(shè)備及其作用（二）汽輪機(jī)部分（二）汽輪機(jī)部分 汽輪機(jī)是由汽輪機(jī)本體、調(diào)速系統(tǒng)、危急

12、保安器及油系統(tǒng)組成，汽輪機(jī)是由汽輪機(jī)本體、調(diào)速系統(tǒng)、危急保安器及油系統(tǒng)組成，它們的作用如下：它們的作用如下：（1）汽輪機(jī)本體：由鍋爐輸出的高溫高壓蒸汽吹動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，汽輪機(jī)本體：由鍋爐輸出的高溫高壓蒸汽吹動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將熱能變換為機(jī)械能。將熱能變換為機(jī)械能。（2）調(diào)速系統(tǒng)：使汽輪機(jī)在負(fù)荷變化時(shí)，自動(dòng)增大和減小蒸汽調(diào)速系統(tǒng)：使汽輪機(jī)在負(fù)荷變化時(shí)，自動(dòng)增大和減小蒸汽的進(jìn)汽量，保持汽輪機(jī)在額定轉(zhuǎn)速（的進(jìn)汽量，保持汽輪機(jī)在額定轉(zhuǎn)速（3000r/min)下穩(wěn)定運(yùn)行。下穩(wěn)定運(yùn)行。（3）危急保安器：當(dāng)汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)失靈，轉(zhuǎn)速超過危急保安器：當(dāng)汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)失靈，轉(zhuǎn)速超過3300r/min，危急保安器動(dòng)作，將主汽

13、門關(guān)閉，防止汽輪機(jī)損壞。危急保安器動(dòng)作，將主汽門關(guān)閉，防止汽輪機(jī)損壞。（4）油系統(tǒng)：它是供給汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)各處軸承的潤滑油和調(diào)油系統(tǒng)：它是供給汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)各處軸承的潤滑油和調(diào)速系統(tǒng)用油。速系統(tǒng)用油。14 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司五、余熱發(fā)電廠的主要設(shè)備及其作用五、余熱發(fā)電廠的主要設(shè)備及其作用（三）電氣部分三）電氣部分電氣部分由發(fā)電機(jī)、變壓器、高低壓配電裝置、輸電線電氣部分由發(fā)電機(jī)、變壓器、高低壓配電裝置、輸電線路及廠用電和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)系統(tǒng)組成，它們的作用如路及廠用電和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)系統(tǒng)組成，它們的作用如下：下：（1）發(fā)電機(jī)：將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機(jī)：將機(jī)械能轉(zhuǎn)換

14、為電能。（2）變壓器：將發(fā)電機(jī)輸送出的電能的電壓升高或降變壓器：將發(fā)電機(jī)輸送出的電能的電壓升高或降低。余熱發(fā)電不需要。廠用變壓器供輔助設(shè)備用電。低。余熱發(fā)電不需要。廠用變壓器供輔助設(shè)備用電。（3）高低壓配電裝置：它是按主接線的要求，由開關(guān)高低壓配電裝置：它是按主接線的要求，由開關(guān)設(shè)備、保護(hù)測量電器、母線和必要的輔助建筑構(gòu)成的設(shè)備、保護(hù)測量電器、母線和必要的輔助建筑構(gòu)成的總體，其作用是在正常時(shí)用來接受和分配電能，在系總體，其作用是在正常時(shí)用來接受和分配電能，在系統(tǒng)故障時(shí)迅速切斷故障部分統(tǒng)故障時(shí)迅速切斷故障部分,恢復(fù)正常運(yùn)行恢復(fù)正常運(yùn)行。15 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司五、

15、余熱發(fā)電廠的主要設(shè)備及其作用五、余熱發(fā)電廠的主要設(shè)備及其作用（4）輸電線路：向用戶輸送電能與系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)輸電線路：向用戶輸送電能與系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)，以保證供電的可靠性。，以保證供電的可靠性。（5）廠用電系統(tǒng)：供給發(fā)電廠生產(chǎn)用電、照廠用電系統(tǒng)：供給發(fā)電廠生產(chǎn)用電、照明、機(jī)修等自用電。明、機(jī)修等自用電。（6）綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng): 由由DCS自動(dòng)化控制系自動(dòng)化控制系統(tǒng)、二次儀表統(tǒng)、二次儀表、綜合保護(hù)裝置、電氣測量綜合保護(hù)裝置、電氣測量系統(tǒng)、電氣計(jì)量系統(tǒng)、電站自動(dòng)統(tǒng)計(jì)報(bào)表系統(tǒng)、電氣計(jì)量系統(tǒng)、電站自動(dòng)統(tǒng)計(jì)報(bào)表系統(tǒng)等組成。完成遙控、遙測、遙信、遙系統(tǒng)等組成。完成遙控、遙測、遙信、遙脈、綜合保護(hù)功能。脈、綜合

16、保護(hù)功能。16 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司六、六、余熱發(fā)電廠的汽水流程簡述余熱發(fā)電廠的汽水流程簡述發(fā)電廠的汽水系統(tǒng)由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、凝發(fā)電廠的汽水系統(tǒng)由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、凝結(jié)水泵、除氧器、給水泵等組成。結(jié)水泵、除氧器、給水泵等組成。爐水爐水在鍋爐中在鍋爐中被加熱成被加熱成蒸汽蒸汽，經(jīng)過，經(jīng)過過熱器過熱器進(jìn)一部加熱后變成進(jìn)一部加熱后變成過過熱蒸汽熱蒸汽，過熱蒸汽過熱蒸汽通過主蒸汽管道進(jìn)入汽輪機(jī)，通過主蒸汽管道進(jìn)入汽輪機(jī)，過熱蒸汽過熱蒸汽在汽輪機(jī)中不斷膨脹加速，高速流動(dòng)的在汽輪機(jī)中不斷膨脹加速，高速流動(dòng)的蒸汽沖動(dòng)汽輪機(jī)動(dòng)葉片蒸汽沖動(dòng)汽輪機(jī)動(dòng)葉片,使汽輪機(jī)后的蒸汽排

17、入使汽輪機(jī)后的蒸汽排入凝汽器并被冷卻水冷卻成凝汽器并被冷卻水冷卻成凝結(jié)水凝結(jié)水，凝結(jié)水通過凝，凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵打入除氧器中與脫氧后的結(jié)水泵打入除氧器中與脫氧后的補(bǔ)充水補(bǔ)充水一起由給一起由給水泵打入鍋爐。這樣就完成了一個(gè)周期循環(huán)。水泵打入鍋爐。這樣就完成了一個(gè)周期循環(huán)。17 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司余熱發(fā)電系統(tǒng)工藝流程圖余熱發(fā)電系統(tǒng)工藝流程圖18 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司 19 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子20 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司 余熱發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)廠家余熱發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)廠

18、家 汽輪發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)廠家：杭汽、杭發(fā)汽輪發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)廠家：杭汽、杭發(fā) 南汽、南發(fā)南汽、南發(fā) 鍋爐：杭州鍋爐廠鍋爐：杭州鍋爐廠 杭發(fā)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)配置經(jīng)歷了三代：杭發(fā)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)配置經(jīng)歷了三代：21 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司第一代：第一代：2005年以前，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用年以前，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用JL-1112，如，如2005年年6月投月投產(chǎn)的浙江長興小浦眾盛水泥有限公司，產(chǎn)的浙江長興小浦眾盛水泥有限公司，2500th生產(chǎn)線生產(chǎn)線3000KW機(jī)組。機(jī)組。22 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司第二代：第二代：2005年以后，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用年以后，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用WJL-3B單微機(jī)，單微機(jī)，如如2005年年9月投產(chǎn)的浙江三獅水泥股份有限公司。月投產(chǎn)的浙江三獅水泥股份有限公司。23 高校教育精品PPT南方水泥有限公司南方水泥有限公司第三代：目前，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用第三代：目前，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用GDZR-2032雙微機(jī)，如雙微機(jī)，如2007年年7月投產(chǎn)月投產(chǎn)的浙江湖州水泥有限公司。的浙江湖州水泥有限