麗江拉法基水泥余熱發(fā)電實習(xí)報告

麗江水泥廠余熱發(fā)電實習(xí)報告

目錄前言 2麗江拉法基水泥廠余熱電站現(xiàn)場實習(xí)概況 4水泥廠余熱發(fā)電工藝流程及原理 5麗江拉法基水泥廠余熱項目概況 6麗江拉法基水泥廠余熱項目主要技術(shù)特點 11現(xiàn)場實習(xí)總結(jié) 15學(xué)習(xí)提升計劃 15前言水泥制造業(yè)是個高能耗產(chǎn)業(yè)，能源費用的支出在其生產(chǎn)成本中占有很大的比重，所以人們一直在尋求降低能耗的生產(chǎn)方式和回收能源的辦法。30年代初，人們發(fā)明了中空窯余熱發(fā)電生產(chǎn)工藝，利用窯尾的余熱回收了大量的電力。50年代以后，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們又相繼應(yīng)用了干法預(yù)熱器和預(yù)分解窯水泥煅燒工藝，使水泥窯的燒成熱耗大大降低，熟料的燒成熱耗由過去的6700kJ/kg左右降到了現(xiàn)在的3140kJ/kg左右，窯尾的廢氣排放溫度由過去的800℃以上降到了400℃以內(nèi)。雖然熱效率提高了一倍多，但熱利用率也只有55%左右，對此人們還在繼續(xù)探索新的節(jié)能措施。70年代末80年代初，西方發(fā)達(dá)國家和日本相繼將水泥窯的中低溫余熱發(fā)電技術(shù)投入工業(yè)應(yīng)用，并取得了滿意的效果。余熱發(fā)電項目對生產(chǎn)水泥排放的廢氣余熱進(jìn)行回收并轉(zhuǎn)換為電能，再用于水泥生產(chǎn)，是一個具有利廢、環(huán)保、節(jié)能三重效果的節(jié)能項目。是實施節(jié)能減排、資源綜合利用的重點項目，是在不影響水泥生產(chǎn)的前提下最大限度地回收利用水泥生產(chǎn)線窯頭熟料冷卻機(jī)及窯尾預(yù)熱器的廢氣余熱，采用成熟、可靠的工藝和裝備進(jìn)行資源綜合利用、降低生產(chǎn)成本、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的節(jié)能環(huán)保項目。在新型干法水泥窯生產(chǎn)線上配套建設(shè)中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，只是充分利用了水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量廢氣余熱進(jìn)行回收發(fā)電，對水泥的生產(chǎn)過程沒有大的影響，只要適當(dāng)調(diào)整一些操作參數(shù)，使水泥窯能穩(wěn)定運行，發(fā)電系統(tǒng)亦能穩(wěn)定運行，且回轉(zhuǎn)窯的運轉(zhuǎn)率越高，發(fā)電成本越低。該技術(shù)的應(yīng)用既可降低水泥的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，也可為國家節(jié)約大量的電能，緩解供電的緊張狀況。麗江拉法基水泥廠余熱電站現(xiàn)場實習(xí)概況2012年4月11日我到了云南麗江水泥廠現(xiàn)場，由設(shè)計中心熱電組的永工帶我進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場。首先，永工在紙上一邊畫圖一邊對我進(jìn)行水泥生產(chǎn)工藝的詳細(xì)講解，包括水泥生產(chǎn)的各個工藝環(huán)節(jié)設(shè)備的名稱及其作用、煙氣及其管道走向、余熱發(fā)電系統(tǒng)工藝流程、蒸汽及其管道走向、水的走向及其水處理工藝。然后，我們從窯尾一路走向窯頭，永工對照各個設(shè)備實物對我又進(jìn)行詳細(xì)的講解，讓我認(rèn)識了水泥生產(chǎn)及余熱發(fā)電系統(tǒng)的各個設(shè)備，并了解了各個設(shè)備的作用。在窯尾有循環(huán)風(fēng)機(jī)、窯尾收塵器、尾排風(fēng)機(jī)、斗提機(jī)、生料均磨庫、高壓風(fēng)機(jī)、增濕塔、5級預(yù)熱塔、SP鍋爐、煤磨系統(tǒng)等主要大型設(shè)備。窯頭與窯尾之間相連接的是回轉(zhuǎn)窯和三次風(fēng)管，回轉(zhuǎn)窯與水平面呈15度夾角，約60米長。煤粉在回轉(zhuǎn)窯的兩端，窯頭和窯尾燃燒對生料進(jìn)行加熱，生料到了窯頭就基本成為熟料，窯尾的溫度約為800~900度，窯頭的溫度約為1100度。最后，我們來到了窯頭，窯頭主要有窯頭罩、蓖冷機(jī)、冷卻風(fēng)機(jī)、窯頭收塵器、窯頭煙囪、頭排風(fēng)機(jī)、破碎機(jī)、熟料庫、AQC鍋爐、ASH鍋爐等主要大型設(shè)備。余熱發(fā)電系統(tǒng)是利用窯尾和窯頭的煙氣余熱，將水轉(zhuǎn)換為水蒸氣，從而帶動汽輪機(jī)，再帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，不會影響水泥的生產(chǎn)。經(jīng)過在現(xiàn)場對設(shè)備的認(rèn)識以及永工對我的講解，使我基本上對水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)的工藝流程、主要設(shè)備作用都有了一定的認(rèn)識。同時我還在現(xiàn)場都拍了照片，為我以后的設(shè)計提供了借鑒。水泥廠余熱發(fā)電工藝流程及原理余熱發(fā)電是將生產(chǎn)過程中排放的煙氣熱能通過余熱鍋爐轉(zhuǎn)化為一定溫度和壓力的蒸汽，通過汽輪機(jī)做功從而拖動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的一個能量轉(zhuǎn)化過程。余熱煙氣進(jìn)入鍋爐，由鍋爐將余熱煙氣的熱量轉(zhuǎn)化為蒸汽熱量，被加熱的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，汽輪機(jī)拖動發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。余熱發(fā)電三大設(shè)備為：余熱鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)。電廠余熱鍋爐主要是利用燃?xì)廨啓C(jī)煙氣余熱來加熱水，成為高壓高溫的水蒸氣進(jìn)入汽輪機(jī)做功，是一種聯(lián)合發(fā)電機(jī)組。純低溫余熱回收發(fā)電技術(shù)與中型的火力發(fā)電不同，低溫余熱發(fā)電技術(shù)是通過回收水泥、石化、鋼鐵等企業(yè)向大氣環(huán)境中排放的溫度低于300~400℃的中低溫廢蒸汽、煙氣所含的低品位的熱量來發(fā)電，它將企業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的低品位的或廢棄的熱能轉(zhuǎn)化為高級能源——電能，因此它是一項變廢為寶的高效節(jié)能技術(shù)。這一技術(shù)的核心是在高效換熱器和低溫非標(biāo)汽輪機(jī)方面的重大突破和進(jìn)展，這些技術(shù)可以成功地直接將低品位的余熱轉(zhuǎn)換為電能，不僅建廠投資成本低，而且經(jīng)濟(jì)效益顯著，為大型企業(yè)余熱回收利用、節(jié)能降耗找到了一條有效的途徑和方法。余熱發(fā)電廠主要設(shè)備包括：AQC鍋爐、SP鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、水處理設(shè)備、循環(huán)冷卻設(shè)備、DCS控制設(shè)備等。水泥廠工藝流程圖（含余熱發(fā)電系統(tǒng)）如下：麗江拉法基水泥廠余熱項目概況本項目采用純余熱發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)不使用燃料來補(bǔ)燃，因此不對環(huán)境產(chǎn)生附加污染；蒸汽參數(shù)較低，其運行操作簡單方便，運行的可靠性和安全性高，運行成本低，日常管理簡單。綜合考慮目前水泥生產(chǎn)線窯頭、窯尾的余熱資源分布情況和水泥窯的運行狀況，確定熱力系統(tǒng)及裝機(jī)方案如下：本余熱發(fā)電系統(tǒng)主機(jī)包括兩臺余熱鍋爐、一套凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，即SP余熱鍋爐、AQC余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組。SP余熱鍋爐：在窯尾設(shè)置SP余熱鍋爐，僅設(shè)置蒸汽段，生產(chǎn)1.35MPa-320℃的過熱蒸汽，與窯頭AQC余熱鍋爐生產(chǎn)的過熱蒸汽混合后通入汽輪發(fā)電機(jī)組，出SP余熱鍋爐廢氣溫度降到220℃，供生料粉磨烘干使用。AQC余熱鍋爐：利用冷卻機(jī)中抽取的廢氣（中溫端，~360℃），在窯頭設(shè)置AQC余熱鍋爐，余熱鍋爐分為蒸汽段和熱水段運行：蒸汽段生產(chǎn)1.35MPa-340℃的過熱蒸汽，與窯尾SP余熱鍋爐生產(chǎn)的過熱蒸汽混合后通入汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，熱水段生產(chǎn)的170℃熱水后，作為AQC余熱鍋爐蒸汽段及SP余熱鍋爐的給水，出AQC鍋爐廢氣溫度降至100℃。汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組：上述兩臺余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽共可發(fā)電3.8MW，因此配置4.5MW凝汽式機(jī)組一套。整個工藝流程是：40℃左右的純水經(jīng)過除氧器除氧，由鍋爐給水泵加壓進(jìn)入AQC鍋爐省煤器，加熱成170℃左右的熱水；分成兩部分，一部分進(jìn)入AQC鍋爐汽包，另一部分進(jìn)入SP鍋爐汽包；然后依次經(jīng)過各自鍋爐的蒸發(fā)器、過熱器產(chǎn)生1.35MPa-340℃和1.35MPa-310℃的過熱蒸汽，匯合后進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組做功，作功后乏汽進(jìn)入凝汽器，冷凝水和補(bǔ)充純水除氧器除氧再進(jìn)行下一個熱力循環(huán)。SP鍋爐出口廢氣溫度220℃左右，用于烘干生料。余熱發(fā)電工藝流程示意圖如下：窯頭全貌窯尾全貌增濕塔窯頭收塵器窯尾收塵器回轉(zhuǎn)窯及三次風(fēng)管，回轉(zhuǎn)窯呈15度傾斜，約60米長麗江拉法基水泥廠余熱項目主要技術(shù)特點兩臺鍋爐采用了一個共用的汽水回路系統(tǒng)，將兩臺鍋爐的省煤器布置在窯頭鍋爐內(nèi)，以充分利用篦冷機(jī)低溫廢氣熱源；將蒸汽過熱器布置在窯尾鍋爐內(nèi)，以使過熱蒸汽達(dá)到設(shè)定的溫度，提高發(fā)電效率。整個余熱發(fā)電系統(tǒng)采用先進(jìn)的DCS集散控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的操作簡便可靠，并設(shè)有完善的報警和保護(hù)程序，使整個發(fā)電工藝系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運行。采用減速式兩點混汽式汽輪機(jī)，利用參數(shù)較低的主蒸汽和來自閃蒸器的飽和蒸汽發(fā)電。為避免臥式鍋爐漏風(fēng)嚴(yán)重和流場分布不均的隱患，兩臺鍋爐均采用立式鍋爐。為防止因集灰而影響鍋爐的換熱效率，篦冷機(jī)鍋爐和窯尾鍋爐均設(shè)置機(jī)械振打和超聲波兩套除灰裝置，兩臺鍋爐底部均設(shè)置了專門的排灰系統(tǒng)。針對篦冷機(jī)廢氣所含熟料粉塵粒徑較大、磨蝕性強(qiáng)的特點，為防止篦冷機(jī)鍋爐換熱器過早磨損，在鍋爐前設(shè)置兩臺并聯(lián)旋風(fēng)收塵器作為預(yù)除塵裝置，除塵效率設(shè)計在75%左右。AQC鍋爐設(shè)計為立式自然循環(huán)鍋爐，帶汽包，煙氣自上而下通過鍋爐。鍋爐自上而下布置過熱器、蒸發(fā)器和省煤器，由于廢氣粉塵為塑料顆粒，粘附性不強(qiáng)，除塵方式采用自然沉降，另外為增大換熱面積，強(qiáng)化換熱效果，AQC鍋爐的傳熱管設(shè)計為螺旋翅片管。由于窯頭廢氣粉塵粒度較大，在余熱鍋爐廢氣入口設(shè)置干擾式沉降室，使廢氣中較大顆粒沉降下來，以減輕熟料顆粒對窯頭余熱鍋爐的沖刷磨損。為了保證電站事故不影響水泥窯生產(chǎn)，余熱鍋爐設(shè)有旁通廢氣管道，一旦余熱鍋爐或電站發(fā)生事故時，可以將余熱鍋爐從水泥生產(chǎn)系統(tǒng)中解列，不影響水泥生產(chǎn)的正常運行。采用低參數(shù)單壓凝汽式汽輪機(jī)，系統(tǒng)簡單可靠，比較適應(yīng)水泥窯工況波動大，頻繁停窯的場合。正在建設(shè)中的SP鍋爐正在建設(shè)中的AQC和ASH鍋爐現(xiàn)場實習(xí)總結(jié)這次到云南麗江水泥廠現(xiàn)場進(jìn)行學(xué)習(xí)，使我對水泥余熱發(fā)電工藝有了總體的認(rèn)識，也使我積累了很多現(xiàn)場經(jīng)驗，為我以后的設(shè)計工作提供了一定的幫助。但這個項目的余熱發(fā)電系統(tǒng)還在建設(shè)中，并不能全面具體的去了解每一個設(shè)備和工藝。但我還是非常珍惜這次的現(xiàn)場實習(xí)經(jīng)歷，為我今后的余熱項目卷冊設(shè)計提供了很大的幫助，在今后從事具體余熱項目卷冊設(shè)計的同時再進(jìn)行學(xué)習(xí)，就會收到更好的學(xué)習(xí)效果。學(xué)習(xí)提升計劃這段時間通過指導(dǎo)師父的講解、公司的各種培訓(xùn)、現(xiàn)場的實習(xí)以及自我的學(xué)習(xí)，我已經(jīng)對余熱發(fā)電有了一定的了解，基本了解了水泥廠余熱發(fā)電工程的工藝、設(shè)計流程、施工流程以及各卷冊圖紙的作用，但這些都是很基本的認(rèn)識，離自己能夠真正參與設(shè)計出圖還有很大的差距。要想真正進(jìn)入電力設(shè)計行業(yè)，成為一個優(yōu)秀的電熱設(shè)計人員，還需要不懈地學(xué)習(xí)和大量知識的積累，以及指導(dǎo)師父孜孜不倦的教導(dǎo)和經(jīng)驗的分享，再由淺入深的參與一些余熱項目中簡單到復(fù)雜的卷冊的出圖工作。只有不斷地學(xué)習(xí)充實自己才能真正很快的成長起來，我具體希望通過以下計劃來使自己快速成長，盡快成為一個真正的電熱設(shè)計人員。不斷學(xué)習(xí)電氣和熱控相關(guān)知識，多看書，還要多看設(shè)計規(guī)程，熟悉電氣和熱控設(shè)計規(guī)范。積極參加公司的各種培訓(xùn)，并積極主動地向各位師傅請