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文檔簡介
UDC中華人民共和國國家標準PGB50588-20XX水泥工廠余熱發(fā)電設計規(guī)范Codefordesignofwasteheatpowergenerationincementplant20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實施中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部聯(lián)合發(fā)布中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局中華人民共和國國家標準水泥工廠余熱發(fā)電設計規(guī)范CodefordesignofwasteheatpowergenerationincementplantGB50588─20XX主編部門:國家建筑材料工業(yè)標準定額總站批準部門:中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部施行日期:20XX年XX月XX日中國計劃出版社20XX北京前言本規(guī)范是根據(jù)住建部《關于印發(fā)2015年工程建設標準規(guī)范制訂修訂計劃的通知》(建標〔2014〕189號)的要求,由主編單位會同有關單位共同編制完成的。本規(guī)范共分19章和1個附錄,主要技術內(nèi)容包括:總則,術語,基本規(guī)定,余熱資源的確定、熱力系統(tǒng)與裝機規(guī)模,總平面布置,主廠房,余熱鍋爐及系統(tǒng),汽輪機設備及系統(tǒng),給水排水及設施,水處理設備及系統(tǒng),電力系統(tǒng),電氣設備及系統(tǒng),熱工自動化,采暖通風與空氣調(diào)節(jié),建筑結構,輔助及附屬設施等。本規(guī)范中以黑體字標志的條文為強制性條文,必須嚴格執(zhí)行。本規(guī)范由住房和城鄉(xiāng)建設部負責管理和對強制性條文的解釋,國家建筑材料工業(yè)標準定額總站負責日常管理,中材節(jié)能股份有限公司負責具體技術內(nèi)容的解釋。在執(zhí)行過程中,請各單位結合工程實踐,認真總結經(jīng)驗,如發(fā)現(xiàn)需要修改或補充之處,請將意見和建議寄交中材節(jié)能股份有限公司(地址:天津市北辰區(qū)龍洲道1號,北辰大廈C座20層;郵政編碼:300400;網(wǎng)址:),以供今后修訂時參考。本規(guī)范主編單位、參編單位、主要起草人和主要審查人:主編單位:國家建筑材料工業(yè)標準定額總站中材節(jié)能股份有限公司參編單位:南京凱盛開能環(huán)保能源有限公司揚州高標機械有限公司主要起草人:施靜林遇廣堃董蘭起魏連友祝強嚴素玲高連海侯賓才方明吳有還孫明蘭張紅娜王立群主要審查人:曾學敏PAGE目次TOC\o"1-2"\h\z\u1總則 12術語 43基本規(guī)定 64余熱資源的確定、熱力系統(tǒng)與裝機規(guī)模 134.1余熱資源的確定 134.2熱力系統(tǒng)及裝機方案 145總平面布置 165.1一般規(guī)定 165.2主要建筑物和構筑物的布置 185.3站區(qū)道路 195.4管線布置 206主廠房 226.1一般規(guī)定 226.2主廠房布置 236.3檢修設施 236.4綜合設施 257余熱鍋爐及系統(tǒng) 287.1一般規(guī)定 287.2余熱鍋爐設備 297.3余熱鍋爐與水泥生產(chǎn)線的連接 298汽輪機設備及系統(tǒng) 318.1一般規(guī)定 318.2給水系統(tǒng)及給水泵 328.3除氧器及給水箱 348.4凝結水系統(tǒng)及凝結水泵 358.5凝汽器及其輔助設施 369給水排水及設施 389.1一般規(guī)定 389.2供水系統(tǒng) 389.3冷卻構筑物和循環(huán)水泵 3910水處理設備及系統(tǒng) 4210.1原水預處理及循環(huán)冷卻水處理 4210.2鍋爐補給水處理 4310.3給水、爐水校正處理及熱力系統(tǒng)汽水取樣 4411信息系統(tǒng) 4612電力系統(tǒng) 4813電氣設備及系統(tǒng) 4913.1電氣主接線 4913.2站用電系統(tǒng) 4913.3站用電力室與主控制室布置 5013.4直流系統(tǒng) 5113.5電氣測量儀表、繼電保護 5114熱工自動化 5314.1一般規(guī)定 5314.2控制方式 5414.3熱工檢測與自動調(diào)節(jié) 5414.4聯(lián)鎖 5514.5電源 5515采暖通風與空氣調(diào)節(jié) 5616建筑結構 6016.1一般規(guī)定 6016.2防火、防爆與安全疏散 6216.3建筑、結構設計 6517環(huán)境保護 6618勞動安全與職業(yè)衛(wèi)生 6719輔助及附屬設施 68附錄A余熱發(fā)電和水泥生產(chǎn)線各建筑物(或構筑物)火災危險性類別、耐火等級及最小防火間距 70本規(guī)范用詞說明 72引用標準名錄 73條文說明 75
Contents1Generalprovisions2Terms3Basicrequirement4Confirmationofwasteheatresource,thermodynamicsystemandinstalledcapacity4.1Confirmationofwasteheatresource4.2Thermodynamiccirculationsystemandinstallationproposal5Generallayout5.1Generalrequirement5.2Layoutofmainbuildingsandstructures5.3Roadofpowerplant5.4Pipelinearrangement6Mainpowerbuilding6.1Generalrequirement6.2Layoutofmainworkshopbuilding6.3Maintenancefacility6.4Comprehensivefacility7Wasteheatboilerandsystem7.1Generalregulation7.2Wasteheatboilerequipment7.3Theconnectionofwasteheatboilerandcementproductionline8Turbineequipmentandsystem8.1Generalrequirement8.2Watersupplysystemandfeedwaterpump8.3Deaeratorandfeed-tank8.4Condensingwatersystemandcondensatepump8.5Steamcondenseranditsauxiliaryequipment9Watersupplyanddrainagesystemanditsfacility9.1Generalrequirement9.2Watersupplysystem9.3Coolingstructureandwatercirculatingpump10Watertreatmentequipmentandsystem10.1Pretreatmentofrawwater&circulatingwatercoolingtreatment10.2Boilerfeedwatertreatment10.3Watersupply,boilerwatertuningtreatmentandthermodynamicsystemsteam&watersampling11Informationsystem12Electricpowersystem13Electricalequipmentandsystem13.1Busconfigurations13.2Powerself-consumptionsystem13.3Layoutofcentralcontrolroomandelectricalroomofself-consumptionsystem13.4DCsupply13.5Provisionsonelectricalmeasurementmeter、relayprotectiondevices14Thermalengineeringautomation14.1Generalrequirement14.2Controlmode14.3Thermalengineeringinspectionandautomaticadjustment14.4Interlock14.5Powersupply15Heatingandventilation16Buildingstructure16.1Generalregulation16.2Fire-fighting,explosionpreventionandsafeevacuation16.3Designofbuildingandstructure17Environmentalprotection18Laborsafetyandoccupationalhealth19AncillaryandauxiliaryfacilityAppendixAThefirehazardclass,fireratingandminimumpreventiondistanceinwasteheatgenerationandeachbuilding(structure)ofcementproductionlineExplanationofwordinginthiscodelistofquotedstandardsAddition:ExplanationofprovisionsPAGE31總則1.0.1為貫徹國家能源綜合利用基本方針政策,在水泥工廠余熱發(fā)電工程設計中做到安全可靠、技術先進、降低能耗、節(jié)約投資,制定本規(guī)范?!緱l文說明】1.0.1本條體現(xiàn)了國務院批轉(zhuǎn)國家經(jīng)貿(mào)委等部門《關于進一步開展資源綜合利用意見通知》(國發(fā)[1996]36號)、《國務院關于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見》(國發(fā)〔2013〕30號)的基本要求。要求做到1.0.2本規(guī)范適用于新建、改建、擴建新型干法水泥生產(chǎn)線余熱發(fā)電的工程設計。【條文說明】1.0.2水泥工廠余熱發(fā)電是利用水泥制造燒成過程產(chǎn)生的廢氣進行余熱回收利用,采用以水為介質(zhì)的熱力循環(huán)系統(tǒng)進行發(fā)電、供熱。其他行業(yè)若利用廢氣余熱發(fā)電、供熱的,其工程的設計也可參考本規(guī)范。采用非水工質(zhì)熱力循環(huán)系統(tǒng)的余熱發(fā)電工程國內(nèi)外尚不普及。余熱發(fā)電采用非水工質(zhì)循環(huán)與常規(guī)的以水為工質(zhì)的朗肯循環(huán)在系統(tǒng)配置及裝備上差別較大。在國際范圍內(nèi)也沒有完善的設計規(guī)范,本條明確非水工質(zhì)熱力循環(huán)系統(tǒng)設計應執(zhí)行非水工質(zhì)循環(huán)相關設備技術文件的規(guī)定,而工程公用部分設計應執(zhí)行本規(guī)范相關規(guī)定。1.0.3水泥生產(chǎn)線余熱發(fā)電系統(tǒng)的設計原則,應符合國家產(chǎn)業(yè)政策和現(xiàn)行國家標準《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295和《水泥工廠節(jié)能設計規(guī)范》GB50443的有關規(guī)定?!緱l文說明】1.0.3余熱發(fā)電是資源綜合利用、提高資源有效利用率的主要手段,是國家《清潔生產(chǎn)促進法》、能源政策所提倡的。水泥工廠的余熱發(fā)電應符合國家產(chǎn)業(yè)政策,這些政策有國家發(fā)改委等八部委《關于加快水泥工業(yè)結構調(diào)整的若干意見的通知》,以及《水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策》和《水泥工業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃》等,要求淘汰落后生產(chǎn)能力、提高新型干法水泥比重、采用余熱發(fā)電生產(chǎn)線、“十一五”期間水泥單位產(chǎn)品綜合能耗下降25%等。規(guī)劃中明確提出繼續(xù)支持大型新型干法水泥,鼓勵余熱發(fā)電項目,一些省市對2000t/d及以上生產(chǎn)線應同步規(guī)劃余熱發(fā)電(可分步實施),作為水泥項目的核準依據(jù)。因此,作為設計基本原則如廢氣余熱資源的定位、利用要求在本規(guī)范第3章有明確的規(guī)定。在工程設計方面,為了保證在水泥生產(chǎn)線建成以后較合理地利用廢氣余熱,在水泥生產(chǎn)線的設計中應預留相關系統(tǒng)接口的可能,包括工藝流程、場地、總降變電站、給水系統(tǒng)等,以利在以后建設過程中能順利進行,現(xiàn)行國家標準《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295中對此也有明確的規(guī)定。1.0.4當余熱發(fā)電工程含有熱電聯(lián)供時,相關部分設計內(nèi)容應符合現(xiàn)行國家標準《小型火力發(fā)電廠設計規(guī)范》GB50049的有關規(guī)定?!緱l文說明】1.0.4當余熱發(fā)電為熱電聯(lián)供或設有補燃鍋爐的余熱發(fā)電設計時,相關部分如熱負荷、換熱站、運煤系統(tǒng)、燃煤制備、除灰渣系統(tǒng)等與小型火力發(fā)電相同,應執(zhí)行現(xiàn)行國家標準《小型火力發(fā)電廠設計規(guī)范》GB50049的規(guī)定;燃煤進廠、儲存及爐渣、粉煤灰利用的儲存運輸?shù)扰c水泥生產(chǎn)線密切相關,應執(zhí)行現(xiàn)行國家標準《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295的規(guī)定。1.0.5水泥工廠余熱發(fā)電工程環(huán)境保護和職業(yè)安全衛(wèi)生設計,應執(zhí)行國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定?!緱l文說明】1.0.5余熱發(fā)電是附屬于水泥生產(chǎn)線的余熱資源回收綜合利用工程,布局在水泥生產(chǎn)線范圍內(nèi),是水泥工廠的一個車間。因而余熱發(fā)電的環(huán)境保護與職業(yè)安全衛(wèi)生設計應執(zhí)行現(xiàn)行國家標準《水泥工廠環(huán)境保護設計規(guī)范》GB50558及《水泥工廠職業(yè)安全衛(wèi)生設計規(guī)范》GB50577,上述兩個規(guī)范已涵蓋余熱發(fā)電工程設計,故本規(guī)范不再重復規(guī)定。根據(jù)我國《勞動法》第六章第五十三條明確要求:“勞動安全衛(wèi)生設施必須符合國家規(guī)定的標準。新建、改建、擴建工程的勞動安全衛(wèi)生設施必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投入生產(chǎn)和使用。1.0.6水泥工廠余熱發(fā)電工程設計除應符合本規(guī)范外,尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。【條文說明】1.0.6水泥工廠余熱發(fā)電設計,應體現(xiàn)國家當前的一系列技術經(jīng)濟方針、政策,執(zhí)行國家頒發(fā)的有關專業(yè)技術標準、規(guī)范。因此,做好水泥工廠余熱發(fā)電設計,除應執(zhí)行本規(guī)范外,還應執(zhí)行國家現(xiàn)行有關標準、規(guī)范。PAGE62術語2.0.1余熱利用wasteheatrecovery(WHR)以環(huán)境溫度為基準,對生產(chǎn)過程中排出的無用熱載體回收熱能利用的系統(tǒng)。2.0.2余熱發(fā)電wasteheatpowergeneration(WHG)僅利用水泥生產(chǎn)過程中排放的余熱進行發(fā)電。【條文說明】2.0.2水泥生產(chǎn)過程中主要的余熱是廢氣及輻射余熱,廢氣通常有兩部分,窯頭冷卻機排出的換熱空氣,窯尾預熱器排出的煙氣;輻射余熱主要是窯筒體對外散發(fā)的熱量。余熱發(fā)電是指利用水泥燒成系統(tǒng)對外排放的余熱進行發(fā)電。2.0.3窯頭余熱鍋爐airquenchingcoolerboiler(AQCboiler)利用窯頭熟料冷卻機排出的廢氣余熱生產(chǎn)熱水、蒸汽等工質(zhì)的換熱裝置,簡稱AQC爐。2.0.4窯尾余熱鍋爐suspendpreheaterboiler(SPboiler)利用窯尾預熱器排出的廢氣余熱生產(chǎn)熱水、蒸汽等工質(zhì)的換熱裝置,簡稱SP或PH鍋爐。2.0.5旁路放風余熱鍋爐(BFboiler)利用窯尾旁路放風廢氣余熱生產(chǎn)蒸汽、熱水等工質(zhì)的換熱裝置,簡稱BF鍋爐。2.0.6熱電聯(lián)供combinedheatandpower余熱發(fā)電在生產(chǎn)電能的同時,還可生產(chǎn)熱水或蒸汽供熱?!緱l文說明】2.0.6熱電聯(lián)產(chǎn)與熱電聯(lián)供無本質(zhì)上的區(qū)別,都是在生產(chǎn)電能的同時還可供熱。熱電聯(lián)產(chǎn)作為企業(yè)供熱的自備電站,其機組容量的確定原則是“以熱定電”,在某種意義上供熱是“主產(chǎn)品”,電力是“副產(chǎn)品”。余熱發(fā)電機組容量是“以余熱定電”,電力是主產(chǎn)品,副產(chǎn)品可以兼顧供熱。關于供熱,水泥工廠的熱負荷往往不大,如生活用熱(洗?。?、北方廠的水泥磨、煤磨收塵器的伴熱保溫、廠區(qū)采暖等,在熱力系統(tǒng)設計中采取一些措施是可以兼顧供熱的。為區(qū)別于“熱電聯(lián)產(chǎn)”而采用了“熱電聯(lián)供”一詞,并明確在生產(chǎn)電能的同時可用熱水或蒸汽向用戶常年定時(洗?。?季節(jié)(采暖、伴熱保溫)供熱。2.0.7主廠房mainpowerbuilding設有汽輪發(fā)電機組及附屬設備、設施的廠房?!緱l文說明】2.0.7火力發(fā)電廠的“主廠房”由汽輪發(fā)電機間、鍋爐間、煤倉間、除氧間、除塵間、鍋爐給水泵間等組成。水泥工廠余熱發(fā)電由帶補燃鍋爐發(fā)展到余熱發(fā)電,其主廠房的叫法也沿用下來,已約定俗成地將汽輪發(fā)電機組、除氧間、鍋爐給水泵間及同建筑內(nèi)的站用電力室、主控制室等所有車間合稱為“主廠房”,本規(guī)范仍然沿襲傳統(tǒng)的稱呼,將以發(fā)電機組為主的綜合廠房稱為“主廠房”。2.0.8單壓系統(tǒng)single-pressuresystem余熱鍋爐僅生產(chǎn)同一壓力等級的主蒸汽,與只有一個進汽參數(shù)的汽輪機構成的熱力系統(tǒng)。2.0.9多壓系統(tǒng)(補汽系統(tǒng))multiplepressuresystem由不同壓力等級的蒸汽與補汽凝汽式汽輪機構成的熱力系統(tǒng)。2.0.10雙壓系統(tǒng)(雙壓鍋爐雙壓系統(tǒng))dual-pressuresystem雙壓余熱鍋爐與補汽凝汽式汽輪機構成的熱力系統(tǒng)。2.0.11閃蒸系統(tǒng)(熱水閃蒸混壓系統(tǒng))hotwaterflashsteamsystem由余熱鍋爐及閃蒸器與補汽凝汽式汽輪機而構成的熱力系統(tǒng)。2.0.12雙壓鍋爐dual-pressureboiler具有兩種蒸汽工作壓力參數(shù)的鍋爐。2.0.13閃蒸器flasher具有一定溫度和壓力的不飽和水進入壓力較低的容器中時,由于壓力突然降低使不飽和水變成容器壓力下的飽和蒸汽和飽和水的容器。2.0.14補汽凝汽式汽輪機steam-supplementedcondensingturbine凝汽式汽輪機有多個不同參數(shù)蒸汽進口,較高參數(shù)蒸汽作為汽輪機主進汽,較低參數(shù)蒸汽進入汽輪機某一級,不同參數(shù)的蒸汽共同推動汽輪機做功。2.0.15余熱發(fā)電系統(tǒng)熱效率thermalefficiencyofwasteheatpowergenerationsystem水泥生產(chǎn)過程中排放的可用于發(fā)電的廢氣總余熱量轉(zhuǎn)化為電能的百分比。PAGE163基本規(guī)定3.0.1余熱發(fā)電應利用水泥生產(chǎn)工藝不再利用的廢氣?!緱l文說明】3.0.1新型干法水泥生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)的“廢氣”,是指水泥生產(chǎn)系統(tǒng)不再利用或不影響如生料烘干、煤磨等烘干用風的風溫、風量要求的廢氣。3.0.2余熱發(fā)電工程的設計原則應符合下列規(guī)定:1余熱發(fā)電工程不應影響水泥生產(chǎn)的正常運行。2余熱發(fā)電工程不應提高熟料可比綜合能耗和降低熟料產(chǎn)量。3余熱發(fā)電工程宜在水泥生產(chǎn)線達產(chǎn)穩(wěn)定運行后,對運行工況進行熱工標定或調(diào)查后實施。4當與水泥生產(chǎn)線同步建設時,廢氣參數(shù)可按已投產(chǎn)、條件相近的余熱發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)與水泥工藝設計參數(shù)確定。5原有水泥生產(chǎn)線增加余熱發(fā)電系統(tǒng)時,應對生產(chǎn)線中的相關設備能力進行核算?!緱l文說明】本條規(guī)定了余熱發(fā)電工程建設的原則。2本款強調(diào)余熱發(fā)電工程的建設不應提高熟料可比綜合能耗和降低熟料產(chǎn)量。余熱發(fā)電的廢氣利用前提是對水泥生產(chǎn)線設計指標(熟料熱耗、熟料產(chǎn)量、熟料電耗)沒有負面影響,也就是說不能以提高熟料熱耗、電耗和降低熟料產(chǎn)量為代價。根據(jù)研究及實際生產(chǎn)情況,一般規(guī)律,當熟料熱耗增加或減少(7~8)×4.1816kJ/kg時,噸熟料余熱發(fā)電量也相應增加或減少1kW·h以上。也就是說,為了多發(fā)電而增加燒成熱耗其結果是每多發(fā)1kW·h電,窯系統(tǒng)將多消耗1kg左右標準煤的燃料。我國近年全國火電平均供電煤耗(標煤)為357g/(kW·h),加上線損率6.85%,用戶的用電煤耗(標煤)為381g/(kW·h)。采用提高熟料熱耗增加發(fā)電量的方法是能源的浪費,是絕對不能提倡的?,F(xiàn)行國家標準《水泥工廠節(jié)能設計規(guī)范》GB50443給出了“可比熟料綜合能耗”的規(guī)定,其定義是“在統(tǒng)計期內(nèi)生產(chǎn)1t熟料消耗的各種能量,經(jīng)統(tǒng)一修正并折算成標準煤后所得的綜合能耗”。這應包括烘干原料、燃料和燒成熟料消耗的燃料、電耗,經(jīng)統(tǒng)一修正后折算成標準煤,為余熱發(fā)電的余熱利用考核提供了準則。這就意味著如果因余熱發(fā)電對水泥生產(chǎn)工藝改造而增加的電耗或熱耗,應計入燒成的綜合能耗,在計算余熱發(fā)電的系統(tǒng)熱效率時應將增加的電耗或熱耗計入余熱發(fā)電用熱量。3余熱利用的廢氣參數(shù)的正確確定,關系到余熱利用的充分性與可靠性。生產(chǎn)線的燒成系統(tǒng)設計一般是根據(jù)原料加工性能試驗推薦的方案進行熱工計算與選型,但投產(chǎn)后隨著原料、燃料的變化和受管理水平、操作習慣的影響,實際運行參數(shù)與設計確有差異。故本條規(guī)定在水泥生產(chǎn)線建成穩(wěn)定運行一段時間后進行熱工調(diào)查,熱工調(diào)查中通過熱工標定取得實際運行參數(shù),再與運行紀錄進行對照分析后確定余熱利用的廢氣參數(shù)與熱力系統(tǒng)配置。這樣既能使余熱得到充分地利用,又能使熱力系統(tǒng)合理;既不影響燒成系統(tǒng)的熱工穩(wěn)定,又確保生產(chǎn)的正常運行。其中“熱工調(diào)查”范圍較寬,工作中可視具體情況選擇熱工標定、局部熱工數(shù)據(jù)測量、歷史數(shù)據(jù)收集分析等方式。5本款是針對改建、擴建項目的規(guī)定。在原有水泥生產(chǎn)線增加余熱利用系統(tǒng)時,因原生產(chǎn)線設計時沒有考慮余熱利用的因素,因此應對相關設備如窯尾高溫風機、窯頭風機等的能力進行核算。針對核算結果,如原有設備能力不足時,可采取措施調(diào)整余熱發(fā)電設施的相關參數(shù)進行彌補,如減少余熱鍋爐系統(tǒng)煙氣阻力等措施以適應原有設備;當彌補措施不能滿足要求時,則應對原有設備進行改造或更換。同時還應對增加余熱鍋爐后對原水泥生產(chǎn)線的影響進行分析,如對增濕塔、窯尾除塵器、窯頭除塵器使用效果的分析,確保原有設備運行正常;如分析結果不能滿足生產(chǎn)要求或除塵器的排放標準達不到國標要求時,應采取有效措施滿足相關要求。3.0.3新建、擴建水泥工廠生產(chǎn)線的余熱發(fā)電設計指標應符合表3.0.3的規(guī)定。表3.0.3余熱發(fā)電設計指標指標生產(chǎn)線規(guī)模余熱發(fā)電系統(tǒng)熱效率(%)站用電率(%)相對于窯的運轉(zhuǎn)率(%)2000t/d~4000t/d(含2000t/d)≥20.06.5-9≥954000t/d及以上≥22.06-8≥95【條文說明】3.0.3關于新建、擴建水泥工廠生產(chǎn)線的余熱發(fā)電設計指標。根據(jù)《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020年)》的要求,主要產(chǎn)品單位能耗指標:2010年總體達到或接近20世紀90年代初期國際先進水平,其中大、中型企業(yè)達到本世紀初國際先進水平;2020年達到或接近國際先進水平。本條規(guī)定按照這個精神,其余熱發(fā)電涉及指標應有超前意識,但又應是經(jīng)過努力可以做到的。關于評價余熱發(fā)電涉及的指標,國內(nèi)、國際上尚無一個明確的標準,但在國內(nèi)似乎已形成“噸熟料余熱發(fā)電量”的高低就代表余熱發(fā)電技術水平的高下,其實這是誤區(qū)。水泥燒成系統(tǒng)的熟料熱耗、熟料形成熱、原料烘干所需廢氣溫度與熱量等對余熱發(fā)電是有影響的。運用“噸熟料余熱發(fā)電量”的指標,在熟料產(chǎn)量、熟料熱耗、用于發(fā)電的廢氣參數(shù)和用于原料、燃料烘干的廢氣參數(shù)條件大體相同的條件下,采用“噸熟料余熱發(fā)電量”對不同的余熱電站技術方案進行初步評價是可行的;當熟料的熱耗不同、原料、燃料水分不同(涉及原料、燃料烘干取風溫度不同)時,對余熱發(fā)電的影響是不同的,此時用“噸熟料余熱發(fā)電量”來衡量余熱發(fā)電技術的高低是不科學的。為此,有的設計、應用單位為說明自己有先進的水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術從而有很高的發(fā)電量,采用不報熟料熱耗、利用水泥生產(chǎn)工藝可用的高溫氣體來發(fā)電,實際上是動用了生產(chǎn)工藝用熱風來提高發(fā)電量,提高了燒成熱耗,降低了能源利用率,違背了低溫余熱發(fā)電應遵循的基本原則。有的設計單位和實施企業(yè)為多發(fā)電,利用了工藝用熱風(如三次風等),發(fā)電量高了,但熟料熱耗也相應提高了。正如前面所述,水泥窯低溫余熱發(fā)電技術的內(nèi)涵,是將水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的并且水泥生產(chǎn)過程本身已不能再利用的余熱回收而轉(zhuǎn)化為電能。因此,采用理論上的“混合熱效率”(既不是絕對熱效率,也不是相對熱效率,這里簡稱為“熱效率”)來對不同的純低溫余熱發(fā)電技術的熱量轉(zhuǎn)換效果進行評價是可行的,可以消除熟料熱耗、熟料形成熱、燒成系統(tǒng)設備散熱、原燃料烘干所需廢氣參數(shù)、電站熱力系統(tǒng)構成方式及蒸汽參數(shù)、熟料實際產(chǎn)量和規(guī)模、廢熱取熱方式等因素的影響。故本規(guī)范的設計指標采用了“熱效率”的概念。定義:水泥窯低溫廢氣余熱發(fā)電系統(tǒng)熱效率,是指可用于發(fā)電的水泥窯廢氣總余熱量轉(zhuǎn)化為電能的百分比。其數(shù)學表達式為:η=(D×3600)/∑Qi(1)式中:η—熱效率(%);D—發(fā)電功率(kW);Qi—可用于發(fā)電的總余熱量(kJ/h)。物理意義:發(fā)電功率即是余熱發(fā)電系統(tǒng)輸出功率(kW)可用于發(fā)電的總余熱量∑Qi由以下幾部分組成,即:∑Qi=QSP+QAQC+Qtt+Qgt,①Q(mào)SP為可用于發(fā)電的窯尾廢氣余熱,其計算方法為:Qsp=Vzs(Tjs×Ctjs-Ths×Cths)+Vys(Ths×Cths-135×1.42)(2)式中:Qsp—為可用于發(fā)電的窯尾總廢氣熱量(kJ/h);Vzs—窯尾預熱器排出的總廢氣量(標況,下同)(m3/h);Tjs—窯尾預熱器排出的廢氣平均溫度(℃);Ctjs—對應于Tjs的窯尾廢氣比熱[kJ/(m3·℃)];Ths—物料烘干所需要的廢氣平均溫度(℃);Cths—對于應Ths的窯尾廢氣比熱[kJ/(m3·℃)];Vys—扣除物料烘干所需窯尾廢氣量后剩余的窯尾廢氣量(m3/h);135—扣除物料烘干所需窯尾廢氣量后剩余的窯尾廢氣進入收塵器金屬構件不結露的允許最低溫度135(℃);1.42—對應于135℃的窯尾廢氣比熱[1.42kJ/(m3·℃②QAQC為可用于發(fā)電的窯頭廢氣余熱,其計算方法為:QAQC=VZA(TjA×CtjA-Tl×Ctl)(3)式中:QAQC—可用于發(fā)電的窯頭總廢氣余熱量(kJ/h);VZA—電站不投入運行時(或無余熱發(fā)電)冷卻機總排入大氣的廢氣量(m3/h);TjA—電站不投入運行時(或無余熱發(fā)電)冷卻機出口總排入大氣的廢氣平均溫度(℃);CtjA—對應于TjA的冷卻機出口排入大氣廢氣比熱(kJ/m3·℃);Tl—余熱鍋爐最低工段—熱水段理論上廢氣溫度的下限值,視系統(tǒng)配置不同通常在80℃~120℃之間,考核計算取值為Ctl—對應于Tl的廢氣比熱[kJ/(m3·℃)]。③Qtt為用于發(fā)電的窯胴體廢熱熱量(kJ/h)。對于窯胴體廢熱熱量,目前有部分水泥工廠進行了部分回收,但未用于發(fā)電,其他絕大部分水泥工廠都未回收。當將窯胴體廢熱熱量回收并用于發(fā)電時,計算發(fā)電系統(tǒng)熱效率應按實際回收的窯胴體廢熱熱量計算。④Qqt為用于發(fā)電的其他熱量(kJ/h)。對于不同的余熱發(fā)電技術或不同的水泥工廠,其用于發(fā)電的熱量除前述廢氣熱量外,有可能還利用其他熱量,如果為了多發(fā)電,利用窯的部分二次風或三次風,這樣勢必增加熟料熱耗,因此應將熟料增加的熱耗或抽取的用于發(fā)電的二次風、三次風熱量計入發(fā)電用熱量。如果為了多發(fā)電,改變物料烘干方式,將原本用于烘干的廢氣全部用于發(fā)電,另用燃燒燃料的熱風爐烘干物料,或者用其他方法烘干物料,此時無論采用何種方式,應將物料烘干所用的熱量計入發(fā)電用熱量。水泥生產(chǎn)燒成系統(tǒng)因配套建設余熱發(fā)電所增加的其他能源消耗(含電耗增加),換算為熱量后均應計入發(fā)電用熱量。關于水泥工廠余熱發(fā)電系統(tǒng)熱效率,依據(jù)不同規(guī)模的生產(chǎn)線、不同地區(qū)(南方、北方、沿海地區(qū)與西部地區(qū))的計算,大致在18.5%~20.5%之間。關于水泥工廠余熱發(fā)電系統(tǒng)站用電率,根據(jù)實際運行統(tǒng)計,6MW以上機組北方地區(qū)在6%左右,南方地區(qū)在6.6%左右;3MW以下機組北方地區(qū)在7%左右,南方地區(qū)在7.5%左右。但是在調(diào)查過程中核查站用電率較為困難,多數(shù)拿不出準確的統(tǒng)計數(shù)據(jù),但大多認為規(guī)范給出的數(shù)據(jù)可以做到,如精心管理一般會低于給出數(shù)據(jù)。關于水泥工廠余熱發(fā)電系統(tǒng)相對于窯的運轉(zhuǎn)率,根據(jù)編寫組函調(diào)、訪問、查詢我國水泥行業(yè)余熱發(fā)電的設計、運行數(shù)據(jù),有代表性的運行在1年以上的17臺機組運行數(shù)據(jù)見表1。
表1新型干法純余熱發(fā)電系統(tǒng)相對于水泥窯的運轉(zhuǎn)率匯總表序號省市企業(yè)名稱生產(chǎn)線規(guī)模(t/d)裝機(MW)生產(chǎn)線運行時數(shù)(h/a)余熱發(fā)電運行時數(shù)(h/a)相對運轉(zhuǎn)率(%)備注1浙江xxxx水泥有限公司40009809.759894.82浙江xx水泥有限公司100027530716095.083浙江省xx股份有限公司12001.57947.87940.598.94xxxxxx水泥有限公司2500678117882100.95xxxxxx建材有限公司4000679908000100.16xx集團xxxx建材有限公司5000677197767.5100.67江蘇xx市xx水泥有限公司2000374887595101.48江西xxxxx廠250036851640693.439xx水泥3×420018.520479*8369122.6*單線平均6826h/a10江西xxxx水泥有限公司12001.57400700094.611安徽xxxx水泥股份有限公司2×250018.516834.92*7208.7885.6*單線平均8418h/a12安徽省xx水泥工廠40006.488196.258196.2510050008.18204.488047.8598.113xxxx水泥有限公司2×45001716423*8423102.6*單線平均8210.5h/a14安徽xxxx水泥有限公司4000+50001816455.42*7478.15(余熱發(fā)電運行11個月)91.7*生產(chǎn)線折算運行11個月的平均時數(shù):8227-720=815515河北xxxx水泥股份有限公司2×4000187800720092.316xxxxx水泥有限公司25004.58400698483.117山東山東xx水泥有限公司500067493.78720096.1從運行數(shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn),有的廠余熱發(fā)電相對水泥窯的運轉(zhuǎn)率高于100%,究其原因是當停窯后為保護設備安全需要,窯尾風機延時停機,此時余熱鍋爐尚可換熱但產(chǎn)汽量逐減,此時余熱發(fā)電系統(tǒng)處于減負荷運行狀態(tài),因而形成余熱發(fā)電運轉(zhuǎn)時數(shù)大于燒成系統(tǒng)。另外有5臺機組是2條及以上生產(chǎn)線配置1臺機組的,其運行情況只要有一條窯生產(chǎn)而余熱鍋爐產(chǎn)汽量能滿足汽輪機組的最低要求時,則發(fā)電系統(tǒng)就不停機。因這5臺機組相對于水泥窯的運轉(zhuǎn)率由85.6%~122.6%不等,故余熱發(fā)電系統(tǒng)對應水泥窯的運轉(zhuǎn)率不容易確定。在上表中,1條窯帶1臺發(fā)電機組的12個廠13臺機組的統(tǒng)計數(shù)據(jù),余熱發(fā)電對應的水泥窯運轉(zhuǎn)率在93%以下有2臺機組,95%左右有4臺機組,98%以上的有7臺機組。綜合上述情況,水泥工廠余熱發(fā)電系統(tǒng)相對于窯的運轉(zhuǎn)率定為95%是可行的。對于不同的熱力系統(tǒng)其自用電率也不同,一般情況下,單壓系統(tǒng)站用電率較低,根據(jù)統(tǒng)計;雙壓系統(tǒng)站用電率高于單壓系統(tǒng),主要是低壓補汽部分汽耗率高,因此循環(huán)冷卻水量也較大所致;閃蒸系統(tǒng)由于閃蒸率的影響站用電率在所有系統(tǒng)中最高;有些采用強制循環(huán)的鍋爐進一步增加了站用電率。本規(guī)范因此規(guī)定站用電率范圍即考慮到不同的熱力系統(tǒng)對站用電率的影響。3.0.4余熱發(fā)電系統(tǒng)自動化控制水平不應低于水泥生產(chǎn)線的控制水平;余熱發(fā)電系統(tǒng)的相關工藝參數(shù)應關聯(lián)至水泥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)?!緱l文說明】3.0.4在生產(chǎn)控制上,余熱發(fā)電系統(tǒng)是水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的一個分支,但又具有獨立于水泥生產(chǎn)系統(tǒng)之外的特點。為水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)電系統(tǒng)的安全,兩者之間的控制聯(lián)絡、數(shù)據(jù)傳輸,必須及時、準確、有效,故余熱發(fā)電系統(tǒng)的控制水平不應低于水泥生產(chǎn)線。余熱發(fā)電的前提是確保生產(chǎn)線的正常運行,電站系統(tǒng)的控制需要廢氣系統(tǒng)投、切余熱鍋爐煙風道閥門或調(diào)整閥門開度時,必須事先通知水泥生產(chǎn)線中控室進行相應操控。因此,余熱鍋爐的進口、出口及旁通閥門的運行操作只能在水泥生產(chǎn)線中央控制室進行操控或授權操控,否則將影響水泥線正常生產(chǎn)參數(shù)。電站系統(tǒng)調(diào)節(jié)需要依據(jù)廢氣系統(tǒng)參數(shù)進行發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)控,因此閥門的開關量(對應的風量、風壓、風溫)必須反饋至電站控制系統(tǒng)和水泥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)。3.0.5設計中應選用安全可靠、技術先進、經(jīng)濟適用的節(jié)能設備。3.0.6余熱發(fā)電系統(tǒng)的消防設計應符合現(xiàn)行國家標準《火力發(fā)電廠與變電站設計防火規(guī)范》GB50229的有關規(guī)定。4余熱資源的確定、熱力系統(tǒng)與裝機規(guī)模4.1余熱資源的確定4.1.1余熱發(fā)電系統(tǒng)設計應滿足水泥生產(chǎn)工藝要求,并應根據(jù)余熱梯級利用的原則,確定合理的余熱資源量?!緱l文說明】4.1.1水泥生產(chǎn)過程的廢氣是指水泥燒成系統(tǒng)的廢氣,一是窯頭熟料冷卻機在冷卻物料過程中產(chǎn)生的廢氣;二是窯尾預熱器出口廢氣;還有一些生產(chǎn)線為了提高水泥質(zhì)量而設置的旁路放風廢氣。這些廢氣在水泥生產(chǎn)上一般還要用于煤粉制備、生料粉磨等原燃料烘干工藝中使用,故余熱發(fā)電所用廢氣在梯級利用的原則下,既不能影響水泥生產(chǎn)用熱的要求,也要盡可能回收廢氣余熱用于發(fā)電,如窯尾廢氣余熱利用只能用出末級預熱器與生料粉磨要求風溫之間溫差的余熱等。在第3.0.3條說明中提到了單純追求余熱發(fā)電量指標而影響水泥生產(chǎn)正常用熱需求,如為增加發(fā)電量,人為提高廢氣溫度、占用工藝用熱風風等手段,而加大了燒成系統(tǒng)熱耗,從而引起整個燒成系統(tǒng)一次能源消耗的隱性增長,這是不符合我國能源政策的。4.1.2水泥生產(chǎn)線的熱工標定及余熱資源的計算方法應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《水泥回轉(zhuǎn)窯熱平衡測定方法》JC/T733和《水泥回轉(zhuǎn)窯熱平衡、熱效率、綜合能耗計算方法》JC/T730的有關規(guī)定?!緱l文說明】4.1.2同規(guī)模水泥窯,由于生產(chǎn)操作和原料、燃料成分及水分不同,可利用余熱資源量存在較大差異,所以在實施余熱發(fā)電前應對工廠現(xiàn)有系統(tǒng)進行能源審計,審計中應對余熱資源進行熱工調(diào)查,并對其能源使用的情況進行全面分析,對于能耗指標明顯高于國內(nèi)平均水平的生產(chǎn)線,應按評估進行整改后的參數(shù)確定合理的余熱資源量。為此,本條規(guī)定了熱工標定和相應的計算方法標準。4.1.3余熱鍋爐的蒸汽參數(shù)應根據(jù)廢氣品位確定。【條文說明】4.1.3窯頭、窯尾余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽混合后一起進入汽輪機做功,每臺鍋爐的蒸汽參數(shù)應相近。在余熱鍋爐蒸汽參數(shù)優(yōu)化設計中,避免壓差過大導致不同的鍋爐產(chǎn)汽量不能高效運行。4.2熱力系統(tǒng)及裝機方案4.2.1熱力系統(tǒng)應根據(jù)廢氣溫度計廢氣量確定,并應使余熱利用率最大化?!緱l文說明】4.2.1余熱發(fā)電系統(tǒng)由于對熟料冷卻機、窯尾預熱器廢氣取熱方式、系統(tǒng)構成、循環(huán)參數(shù)的不同,所形成的熱力循環(huán)系統(tǒng)是不同的。目前國內(nèi)水泥工廠余熱發(fā)電采用的熱力系統(tǒng),基本可分為以下三種方式:單壓熱力循環(huán)系統(tǒng)、雙壓(或多壓)混汽熱力循環(huán)系統(tǒng)和帶熱水閃蒸器的混壓熱力循環(huán)系統(tǒng)。當經(jīng)技術經(jīng)濟比較單壓熱力循環(huán)系統(tǒng)余熱回收效率偏低、系統(tǒng)排出口廢氣溫度較高時,應考慮采用雙壓(或多壓)混汽系統(tǒng)或帶熱水閃蒸器的混壓系統(tǒng)。熱力循環(huán)系統(tǒng)的選取,應根據(jù)廢氣參數(shù)、主廠房與余熱鍋爐的距離經(jīng)技術經(jīng)濟比較確定。當汽輪機主廠房與窯頭余熱鍋爐距離較近時,宜采用雙壓或多壓混汽系統(tǒng);當汽輪機主廠房與窯頭余熱鍋爐距離較遠時,可考慮采用帶熱水閃蒸器的混壓系統(tǒng)。4.2.2蒸汽參數(shù)應根據(jù)余熱條件、汽輪機內(nèi)效率等因素確定?!緱l文說明】4.2.2為提高系統(tǒng)熱效率,過熱蒸汽溫度盡可能接近廢氣溫度,蒸汽壓力的選擇則應綜合考慮廢氣量、廢氣溫度、汽輪機效率(單位汽耗)等因素經(jīng)過多方案技術經(jīng)濟比較后確定。4.2.3當利用同一廠區(qū)兩條水泥生產(chǎn)線的余熱時,可選用1臺機組。當產(chǎn)量較低的1條水泥窯余熱鍋爐產(chǎn)汽量低于機組額定進汽量30%或水泥窯運轉(zhuǎn)率低于60%時,宜選用2臺機組。當利用同一廠區(qū)3條及以上生產(chǎn)線的余熱時,宜選用2臺或多臺機組?!緱l文說明】4.2.3、4.2.4根據(jù)調(diào)查資料,同一廠區(qū)建有2條或3條水泥窯時,選用1臺機組的余熱電站,具有投資省、建設快、機組全年停機時間短的優(yōu)點;但當產(chǎn)量較大的1條水泥窯運轉(zhuǎn)率偏低時,會造成機組效率明顯下降,如長期在低負荷下運行時甚至影響到機組的壽命。PAGE225總平面布置5.1一般規(guī)定5.1.1總平面設計除應符合現(xiàn)行國家標準《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295的有關規(guī)定外,還應符合下列規(guī)定:1水泥生產(chǎn)線改建、擴建工程的余熱發(fā)電應結合生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)籌規(guī)劃,并應合理利用現(xiàn)有設施、減少拆遷和施工時對生產(chǎn)的影響。2余熱發(fā)電與水泥生產(chǎn)線的銜接應緊湊、合理,功能分區(qū)應明確。3電站的建筑形式和布置宜與水泥工廠的建筑風格相協(xié)調(diào)。【條文說明】5.1.1余熱發(fā)電是水泥工廠的一個車間,故余熱電站的總平面規(guī)劃設計的要求,應符合現(xiàn)行國家標準《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295的相應規(guī)定。余熱發(fā)電是資源綜合利用、提高資源有效利用率的主要手段,是國家能源政策所提倡鼓勵的,建設余熱發(fā)電是必然趨勢。因此,規(guī)定了余熱發(fā)電設計應結合生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)籌規(guī)劃。統(tǒng)籌規(guī)劃中當余熱發(fā)電不與水泥生產(chǎn)線同步建設時,應執(zhí)行現(xiàn)行國家標準《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295規(guī)定的“水泥生產(chǎn)線設計中宜預留窯頭和窯尾廢氣余熱利用的建設場地及系統(tǒng)接口”【核實最新版本的內(nèi)容】,也就是說工廠的總平面規(guī)劃、設計也應留有建設余熱發(fā)電的可能。統(tǒng)籌規(guī)劃的另一項工作就是合理利用現(xiàn)有設施、減少拆遷而節(jié)省投資和縮短建設周期。統(tǒng)籌規(guī)劃時要注意將施工時對生產(chǎn)的影響縮小到最低程度。5.1.2電站主廠房宜布置在現(xiàn)有生產(chǎn)線的擴建側(cè)?!緱l文說明】5.1.2對于余熱發(fā)電主廠房位置的選擇,考慮到水泥生產(chǎn)線擴建后,為便于管理與節(jié)省投資,應避免形成兩個及兩個以上主廠房(汽輪機房),故要求將主廠房布置在生產(chǎn)線擴建側(cè)。5.1.3站區(qū)豎向布置的標高、形式與排水設計,應與工廠的總平面布置、豎向設計、排水設計相協(xié)調(diào)。5.1.4余熱發(fā)電的綠化布置應符合下列規(guī)定:1當余熱發(fā)電與水泥生產(chǎn)線同步建設時,綠化應由工廠設計統(tǒng)一規(guī)劃。2當余熱發(fā)電為改建、擴建工程時,綠化設計應與工廠綠化相協(xié)調(diào)?!緱l文說明】5.1.4余熱發(fā)電的各車間分布在燒成車間附近,不管與生產(chǎn)線同步建設還是后建設的改、擴建工程,它的綠化應是工廠綠化的一部分,應統(tǒng)一協(xié)調(diào)。關于綠地率,現(xiàn)行國家標準《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295規(guī)定:新建工廠不宜小于15%,改、擴建工程不宜小于10%;廠區(qū)綠地率不應大于20%。當余熱發(fā)電與生產(chǎn)線同步建設時,綠地率由工廠的總平面設計統(tǒng)一控制;當余熱發(fā)電是改、擴建工程時,綠地率的控制指標應執(zhí)行不宜小于10%要求。如果水泥生產(chǎn)線本身已是改、擴建工程,在它的基礎上再建余熱發(fā)電,綠地率很難做到不宜小于10%的要求,鑒于這種情況,故本條沒有規(guī)定綠地率指標,僅要求與工廠綠化相協(xié)調(diào)。5.1.5建筑物(或構筑物)的耐火等級及防火間距應根據(jù)生產(chǎn)過程中的火災危險性確定,各建筑物(或構筑物)之間的防火間距除應符合現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016、《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295的有關規(guī)定外,還應滿足本規(guī)范附錄A的規(guī)定?!緱l文說明】5.1.5本條依據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016、《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295的規(guī)定,結合水泥工廠余熱發(fā)電生產(chǎn)過程中的火災危險性類別,參照《小型火力發(fā)電廠設計規(guī)范》GB50049、《火力發(fā)電廠與變電站設計防火規(guī)范》GB50229的有關規(guī)定,確定了建筑物(或構筑物)的最低耐火等級和最小防火間距,沒有放寬也沒有從嚴,本規(guī)范的附錄A也與其保持了一致。當改建、擴建工程廠房的防火間距確實滿足不了附錄A的規(guī)定時,其注6規(guī)定應按現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016的有關要求采取相應措施,可依規(guī)定適當減少防火間距。防火規(guī)范的措施要求大體上有:設防火墻、防火門窗、防火卷簾、水幕;門窗洞口面積之和不超過該外墻面積的5%,且門窗洞口不正對開設等。上述措施是不得已而為之,其前提是僅限于改建、擴建工程,當余熱發(fā)電工程與工廠同步設計時不宜應用此規(guī)定。5.2主要建筑物和構筑物的布置5.2.1主廠房布置應符合下列規(guī)定:1主廠房位置應根據(jù)外部汽、水管線及并網(wǎng)接入點等因素綜合確定,;2當同一廠區(qū)擁有3條及3條以上水泥窯時,經(jīng)采取技術措施后,主蒸汽阻力降仍超過0.2MPa或溫降超過20℃【條文說明】5.2.1余熱發(fā)電是資源綜合利用的重要手段,所求是最大限度地回收余熱資源,避免汽水管道長距離輸送的熱力損失與壓力損失,所以規(guī)定了主廠房應靠近余熱鍋爐。在改建、擴建工程中有時因場地緊張主廠房難有理想的就近位置,但也應創(chuàng)造條件盡可能靠近。另外,發(fā)電機的并網(wǎng)接入聯(lián)絡線出線順暢是汽輪機房的朝向選擇條件之一,考慮到余熱發(fā)電的特點,主廠房布置在燒成車間附近,而工廠的總降壓變電站位置、方位變化較多,要求出線順暢確有困難,因此,僅提出“并網(wǎng)接入聯(lián)絡線的出線應順暢”的要求。當同一廠區(qū)擁有3條及以上水泥窯時,尤其是水泥生產(chǎn)線是規(guī)劃外分期建設的,工廠總平面布置燒成系統(tǒng)不是很集中,如果集中建1個汽輪機房,勢必造成有的余熱鍋爐到汽輪機房距離較長,較長的主蒸汽管道的溫降、壓降增大而降低余熱發(fā)電系統(tǒng)熱效率。當采取技術措施后,主蒸汽阻力降仍超過0.2MPa或溫降超過20℃時,如果通過技術經(jīng)濟比較,集中建1個汽輪機房不合理時,可另設1個汽輪機房。關于合理與否的判斷,定性勉強可以掌握而定量確實較難,就是說控制壓降0.2MPa或溫降205.2.2冷卻塔或噴水池,不宜布置在室外配電裝置、主廠房及主干道冬季主導風向的上風側(cè)。5.3站區(qū)道路5.3.1站區(qū)道路布置應符合下列規(guī)定:1站區(qū)道路應滿足生產(chǎn)、安裝檢修和消防要求,并應與綠化、管線、豎向布置相協(xié)調(diào),同時應與廠內(nèi)道路有平順簡捷的連接,路型、路面結構應與廠區(qū)協(xié)調(diào)一致。2消防車道應按現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016的有關規(guī)定設置?!緱l文說明】5.3.1電站位于廠區(qū),故站區(qū)道路應與廠內(nèi)道路有平順簡捷的連接,路型、路面結構應協(xié)調(diào)一致?,F(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014第7.1.3條規(guī)定:“高層廠房,占地面積大于3000㎡的甲、乙、丙類廠房或占地面積大于1500㎡的乙、丙類倉庫,應設置環(huán)形消防車道,確有困難時,應沿其建筑物的兩個長邊設置消防車道”?,F(xiàn)行國家標準《火力發(fā)電廠與變電站設計防火規(guī)范》GB50229中明確主廠房的火災危險性類別為丁類,丁類廠房可不受該條的約束,如果退一步考慮汽輪機房因潤滑油系統(tǒng),其火災危險性類別將升為丙類,但水泥工廠的余熱發(fā)電主廠房其占地面積一般不會大于3000㎡,按現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014第7.1.3條規(guī)定則可不設環(huán)形消防車道,但“工廠、倉庫區(qū)內(nèi)應設置消防車道”的基本要求應該執(zhí)行。沿其建筑物兩個長邊設置的消防車道時,有一側(cè)可能是盡頭式道路,此時盡頭按規(guī)定還應設置調(diào)車場。主廠房通常是布置在燒成車間周邊,此區(qū)域建筑物較為密集,調(diào)車場在布置上有一定困難,為保證安全采取設置環(huán)形道路或?qū)⒈M頭式道路連接至附近道路而避開設置調(diào)車場的困難。因此,設計時以安全第一去理解與執(zhí)行防火規(guī)范是極為重要的。5.3.2站區(qū)道路設計應符合下列規(guī)定:1專為站區(qū)服務的支道可采用單行車道,道寬應為4.00m~5.00m,道路凈空高度不應低于4.50m,最小曲率半徑(道路弧線內(nèi)邊線)不宜小于15.00m,路肩寬度應為0.75m~1.50m。2車間引道道寬應為4.00m,最小曲率半徑(道路弧線內(nèi)邊線)應為6.00m;人行道的寬度不宜小于1.00m。3站區(qū)道路及車間引道最大縱坡不應超過9%。4路面標高的確定應與廠區(qū)豎向設計及雨水排除相適應。公路型道路的標高應與附近場地標高相協(xié)調(diào)。城市型道路的路面標高應低于附近車間室外散水坡腳標高,并應滿足室外場地排水的要求?!緱l文說明】5.3.2余熱發(fā)電站區(qū)道路無生產(chǎn)性運輸任務,其功能定位為支道?,F(xiàn)行國家標準《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295規(guī)定支道設計寬度為3.00m~4.50m,道路凈空高度不應低于4.50m。站區(qū)道路應滿足安裝、檢修要求,按15t~20t平板掛車運送設備、構件,規(guī)定了最小曲率半徑不宜小于15m,如果是小型機組安裝、檢修運送車輛為8t及以下時,按《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295規(guī)定,道路最小曲率半徑可以9m或12m。為滿足消防要求,現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014第7.1.8條規(guī)定消防車道凈寬度和凈高度均不應小于4.00m,故本規(guī)范規(guī)定站區(qū)道寬4.00m~5.00m,道路凈空高度不應低于4.5m。5.4管線布置5.4.1熱力管道可與水泥工藝管道同管廊、管架敷設;當管線綜合布置發(fā)生矛盾時,應按現(xiàn)行國家標準《工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范》GB50187的有關規(guī)定處理。5.4.2當?shù)叵鹿芫€布置在路面范圍以內(nèi)時,管線應經(jīng)技術經(jīng)濟比較確定直埋或設溝敷設。【條文說明】5.4.2在改、擴建工程中,場地緊張,經(jīng)常碰到主廠房布置進去了,管線排不下。因此,規(guī)定了在困難的條件下,地下管線可布置在路面范圍以內(nèi)。為檢修方便可做管溝、綜合管溝或為節(jié)省投資直埋,因涉及到路面結構做法,應慎重處置。因此,規(guī)定要經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定敷設方式。5.4.3架空管線的布置應符合下列規(guī)定:1應利用水泥生產(chǎn)線的建筑物(或構筑物)。2不應妨礙交通、檢修及建筑物自然采光和自然通風,應做到整齊美觀。3架空管線宜與地下管線重疊布置。5.4.4地下管線水平凈距,地下管線、架空管線與建筑物(或構筑物)之間的水平凈距,地下管線之間或地下管線與鐵路、道路交叉的垂直凈距,應根據(jù)工程地質(zhì)、構架基礎形式、檢查井結構、管線埋深、管道直徑和管內(nèi)介質(zhì)等確定,且最小凈距均宜符合現(xiàn)行國家標準《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295的有關規(guī)定?!緱l文說明】5.4.4地下管線最小水平凈距、地下管線架空管線與建(構)筑物之間最小水平凈凈、地下管線之間與鐵路交叉的最小垂直凈距現(xiàn)行國家標準《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295均有詳細規(guī)定,涵蓋了余熱發(fā)電的相應管線。5.4.5改、擴建工程中的管線綜合布置,不應妨礙現(xiàn)有管線的正常使用。當?shù)叵鹿芫€間距不能滿足現(xiàn)行國家標準《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295的有關規(guī)定時,在采取有效措施后,滿足安裝、維修的條件下可適當減小?!緱l文說明】5.4.5改建、擴建工程中的管線綜合布置,有可能由于場地不足使地下管線之間的最小水平凈距不能保證現(xiàn)行國家標準《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295的要求。故本條規(guī)定在采取措施可滿足施工安裝與維修可能的條件下,可適當減少。PAGE326主廠房6.1一般規(guī)定6.1.1主廠房的內(nèi)部布置應為運行安全、操作方便創(chuàng)造條件,并應做到巡回檢查通道暢通。廠房的通風、采光、照明和噪聲控制等,應符合現(xiàn)行國家標準《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》GB50019、《建筑采光設計標準》GB50033、《建筑照明設計標準》GB50034和《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范》GB/T50087的有關規(guī)定。【條文說明】6.1.1本條文是從安全生產(chǎn)、運行維護的方便,對主廠房的布置提出了基本要求。安全運行不僅包括設備安全,要求環(huán)境條件符合防火、防爆、防凍、防腐、防毒等有關規(guī)定,預防發(fā)生設備損壞事故,保護人身安全,同時也包括巡檢通道暢通和工作場所的空氣、溫度、濕度、采光、照明、噪聲等符合國家現(xiàn)行標準的要求,以給生產(chǎn)運行、維護管理創(chuàng)造良好的環(huán)境。6.1.2主廠房內(nèi)應設置檢修起吊設施和檢修場地,并應設置設備和部件檢修所需的運輸通道。6.1.3車間內(nèi)部的布置應根據(jù)熱機、電氣、土建、水工、熱控、暖通等專業(yè)設計的布置要求以及擴建條件等因素確定,預留擴建廠房宜與原有廠房協(xié)調(diào)一致?!緱l文說明】6.1.3在進行主廠房車間內(nèi)部的布置時,應根據(jù)廠區(qū)規(guī)劃,綜合考慮熱機、電氣、土建、水工、熱控、暖通等專業(yè)對主廠房布置的要求,同時考慮是否擴建,經(jīng)比較確定合理的布置形式。如分期建設時,主廠房布置應選擇合適的廠房跨度尺寸和層高。在確定汽輪機采用縱向布置或橫向布置、各樓層、汽輪機房行車軌頂、除氧間的標高等,應結合機組當前與擴建容量統(tǒng)籌考慮。6.2主廠房布置6.2.1主廠房各層標高的確定應符合下列規(guī)定:1主控制室和汽輪機運轉(zhuǎn)層宜設置在同一層面。2除氧器、閃蒸器水箱水位標高應滿足鍋爐給水泵進口不發(fā)生汽化的要求。3行車標高應滿足汽輪機安裝及檢修的起吊空間要求,并應結合規(guī)劃建設機組確定?!緱l文說明】6.2.1為操作和處理事故的交通便捷,主控制室的地面與雙層布置的汽輪機房運轉(zhuǎn)層標高盡量一致。為了保證鍋爐給水泵向余熱鍋爐正常連續(xù)供水,使入口在任何運行工況下不發(fā)生汽化,除布置中應注意盡量減少給水泵進水管的沿程阻力外,還必須有足夠的灌注頭,為此要求除氧器、閃蒸器的布置應有一定的高度。6.2.2主廠房的柱距和跨度應根據(jù)汽輪機容量、形式和布置方式,結合規(guī)劃建設容量確定,并應滿足建筑設計統(tǒng)一模數(shù)的要求?!緱l文說明】6.2.2主廠房柱網(wǎng)的柱距通常是根據(jù)汽輪機、發(fā)電機等主要設備的尺寸和布置確定的。主廠房的柱距和跨度尺寸應符合建筑設計統(tǒng)一模數(shù)制。主廠房的跨度對主廠房土建造價影響很大,跨度加大,主廠房造價也增加。由于跨度增大,橋式起重機的設備費用也隨之增加,因此應合理確定主廠房的跨度,使其既滿足運行、檢修的需要,又盡量降低主廠房的造價。汽輪機房的跨度主要取決于汽輪機的容量、形式和布置。當汽輪機采用縱向布置時,汽輪機房縱向長度長而橫向跨度??;當采用橫向布置時,則汽輪機房縱向長度短而橫向跨度大。采用什么布置形式,選用多大跨度合適,這應根據(jù)廠區(qū)的總平面布置,結合規(guī)劃機組數(shù)量經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定。6.3檢修設施6.3.1汽輪機房底層的安裝檢修場地,應滿足檢修吊裝最大件和翻缸的要求?!緱l文說明】6.3.1當汽輪機組采用島式布置時,機組的檢修在運轉(zhuǎn)層一般只能旋轉(zhuǎn)軸承、維修調(diào)速系統(tǒng)等小的部件,而汽輪機大部件如汽缸、隔板、轉(zhuǎn)子等都需放到零米層專設的檢修場地。檢修場地的面積需滿足翻缸的要求。在檢修場地的設置時,要注意有無擴建需求,這一點很重要。例如有擴建要求時,應將檢修場地設在汽輪機房的擴建端,可形成一塊檢修場地供2臺機組使用,既提高了建筑面積利用率又節(jié)約了投資。多臺機組的檢修場地設置,為了減少橋式起重機來回行駛時間,以及減少對運行機組的干擾,應將檢修場地設在兩機之間。6.3.2汽輪機房內(nèi)起重機的設置應符合下列原則:1雙層布置的汽輪機房內(nèi)應設置檢修用電動橋式起重機。2起重機的起重量應根據(jù)檢修起吊最重件以及規(guī)劃建設機組規(guī)模確定?!緱l文說明】6.3.2為提高檢修工效,對于汽輪機間,明確提出應設置電動單梁或雙梁橋式起重機。對單層布置的汽輪機房內(nèi),考慮到機組容量較小、起吊重量小,且起重操作人員有可能跟隨起吊件行走的作業(yè)條件,故可設置手動單梁橋式起重機或其他形式的起重設備。起重機的軌頂標高,應按起吊設備中最大的起吊高度確定。起重機的起重量應按檢修起吊設備中最大的起重件確定。其中發(fā)電機定子檢修時的吹掃和試驗是在原地進行無需起吊,它不屬于檢修起吊設備,故起重機的起重量不考慮發(fā)電機定子。起重機的起重量和軌頂標高的確定,要注意結合擴建機組統(tǒng)一考慮。余熱電站機組臺數(shù)較少,一臺起重機足可以滿足檢修要求,故所選擇的起重機不僅應滿足當前機組的檢修需要,還應滿足擴建后較大容量機組檢修起吊的需要。6.3.3橋式起重機起吊受限的設備,設備頂部應設置檢修吊鉤?!緱l文說明】6.3.3為提高檢修工效,規(guī)定對于主廠房內(nèi)電動橋式起重機無法吊到的一些設備或部件的上方應設有起吊鉤,為檢修提供方便。這主要是指雙層布置的汽輪機房在零米層的凝結水泵、射水泵、油泵、凝汽器端蓋、大型閥門等輔助設備和部件。6.3.4汽輪機間的運轉(zhuǎn)層,應留有利用橋式起重機抽出發(fā)電機轉(zhuǎn)子所需要的場地和空間。汽輪機房的底層,應留有抽、裝、清洗凝汽器冷卻管的場地和空間?!緱l文說明】6.3.4當發(fā)電機大修時,一般都要抽出轉(zhuǎn)子進行吹掃和試驗。主廠房布置不僅要設有適當?shù)臋z修場地存放發(fā)電機轉(zhuǎn)子,同時要考慮在發(fā)電機轉(zhuǎn)子抽出方向預留一定的空間和場地。關于抽轉(zhuǎn)子的空間和場地,其他行業(yè)利用轉(zhuǎn)子抽出方向外墻開門加陽臺的辦法來節(jié)省建筑面積達到降低投資的目的,這對水泥工廠余熱發(fā)電改、擴建工程中由于場地限制主廠房不能做到理想尺寸的情況,如何處置有積極的參考意義。 凝汽器的銅管因泄漏而堵塞在超過規(guī)定比例后,按檢修規(guī)程規(guī)定應更換這部分銅管,因此要求在凝汽器水室的某一側(cè),應留有更換銅管所需的作業(yè)空間。6.4綜合設施6.4.1主廠房內(nèi)管道閥門布置應方便檢查和操作。閥門需要經(jīng)常操作維護且人員難以到達的部位,應設置平臺、樓梯,或設置可引至操作區(qū)域的閥門傳動機構。【條文說明】6.4.1為方便運行中的巡回檢查和操作,主體專業(yè)對一些主要閥門的布置,應考慮便于巡視檢查和操作的可能。本條“人員難以到達的場所”是指需要維護、操作的主要閥門布置高度超過一般偏矮人員伸手不能及的部位,通常指所處平面上方2m~2.2m或者距平臺邊緣較遠而人員操作有困難或可能造成意外傷害的,此時需設置維護操作平臺或設置傳動裝置引至樓/地面進行操作。6.4.2主廠房內(nèi)通道和樓梯的設置應符合下列規(guī)定:1汽輪機房底層和運轉(zhuǎn)層平面,汽輪機兩側(cè)應設有貫穿直通的縱向通道,通道寬度不應小于1.0m。兼作疏散通道時,通道凈寬不應小于1.4m。2雙層布置并設有中間層的汽輪機運轉(zhuǎn)層至底層平面應設上下聯(lián)系樓梯?!緱l文說明】6.4.2本條第1款關于通道規(guī)定,現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2006第3.7.5條為強制性條文,規(guī)定“疏散走道最小凈寬不宜小于1.4m”;現(xiàn)行國家標準《火力發(fā)電廠與變電站設計防火規(guī)范》GB50229-2006第5.1.3條有同樣規(guī)定,為一般條款。本款關于“貫穿通道”的規(guī)定在上述兩個規(guī)范里沒有規(guī)定,在現(xiàn)行國家標準《小型火力發(fā)電廠設計規(guī)范》GB50049-94中有類似規(guī)定,為一般條款。本規(guī)范的本款雖為一般條款,但其中疏散走道最小凈寬應執(zhí)行建筑防火規(guī)范的強條,故本款用詞為“不得小于”。本條第2款的汽輪機運轉(zhuǎn)層至底層平面應設上下聯(lián)系樓梯的要求,是考慮到主廠房內(nèi)有很多輔機、輔助設備(如給水泵、凝結水泵、射水泵等)布置在零米層,油箱、冷油器、油泵等布置在中間層,為運行人員巡檢方便和事故處置操作便捷,設置上下聯(lián)系樓梯是必要的。當布置沒有中間層時,就近樓梯可視為聯(lián)系樓梯。6.4.3主廠房內(nèi)的地下溝道、地坑、電纜隧道應設有防水、排水設施?!緱l文說明】6.4.3設計回訪中發(fā)現(xiàn)多數(shù)余熱發(fā)電主廠房地下的管溝和電纜溝都有不同程度的積水現(xiàn)象。了解其原因:一方面是由于設計時對地下設施不重視,地下溝道排水坡度小,防水措施不完善,施工中未按設計要求施工,交工前溝內(nèi)施工垃圾清理不凈;另一方面,運行中的維護管理不善,亂鑿、亂接、亂放水,室內(nèi)排水溝槽不及時清掃疏通。余熱發(fā)電設計必須十分重視地下溝道的防、排水設施的設計,采取有效的防堵、排水措施,溝底要有足夠大的排水坡度。應盡量避免電纜溝與其他溝道交叉,但當其受條件所限必須交叉時,應有良好的防水措施,嚴禁將電纜溝作其他管溝的排水通道。主體專業(yè)應與土建專業(yè)密切配合做好主廠房的溝道設計。6.4.4主廠房內(nèi)應設有衛(wèi)生間,汽輪機間零米層應設置沖洗設施和排水溝?!緱l文說明】6.4.4水泥工廠余熱發(fā)電自動化程度高、定員少,尤其是主控制室的操作人員不能長時間脫崗,為此,在主廠房內(nèi)設置衛(wèi)生間是必要的。同時為了加強文明生產(chǎn),為主廠房做好清潔衛(wèi)生工作創(chuàng)造條件,規(guī)定主廠房各樓層應設置清洗水源,配合清洗水源設置清洗水池是必要的。通常做法是汽機間底層設置地面沖洗設施,而其他樓層采取拖地方式做衛(wèi)生。6.4.5汽輪機間外應設有事故儲油箱或儲油池?!緱l文說明】6.4.5在汽輪機油系統(tǒng)事故時,為了及時排除汽輪機油系統(tǒng)內(nèi)儲存的油量,控制火災蔓延擴大,規(guī)定在離汽輪機油系統(tǒng)不遠的汽輪機間外側(cè)設置一個事故儲油箱(或儲油池),儲油箱(或儲油池)有效容積應大于系統(tǒng)總油量。
7余熱鍋爐及系統(tǒng)7.1一般規(guī)定7.1.1余熱鍋爐與燒成系統(tǒng)連接時必須設置旁通管道?!緱l文說明】7.1.1本條為強制性條文。為確保余熱發(fā)電系統(tǒng)故障時不影響水泥生產(chǎn)的正常運行,在余熱鍋爐的進出煙氣管道之間應設旁通煙風道,并在鍋爐進出口和旁通煙風道分別設置閥門。當余熱發(fā)電系統(tǒng)故障時,通過開關煙風道閥門實施余熱鍋爐從燒成系統(tǒng)中解列,而燒成系統(tǒng)仍可正常運行。7.1.2余熱發(fā)電汽水管路的設計應保證任何一臺余熱鍋爐能從發(fā)電系統(tǒng)中迅速解列。【條文說明】7.1.2由于余熱鍋爐設置于水泥生產(chǎn)最主要的煙風管道上,一旦發(fā)生事故(如鍋爐爆管、漏水、粉塵堵塞等)將影響水泥生產(chǎn)的正常運行。為防止此類情況發(fā)生,余熱鍋爐汽水管路的設計應設置使余熱鍋爐在事故、檢修狀態(tài)下從發(fā)電系統(tǒng)中迅速解列的措施。7.1.3余熱鍋爐應布置在廢氣熱源附近【條文說明】7.1.3本條要求余熱鍋爐應盡量靠近水泥生產(chǎn)廢氣熱源布置,使廢氣管道緊湊合理,在減少熱損失的同時,也可降低管道及支架的投資。7.1.4余熱鍋爐的進口、出口煙風道及旁通管道上應設置可靠的控制閥門?!緱l文說明】7.1.4本條主要從生產(chǎn)安全角度考慮,當故障條件下余熱鍋爐需要從燒成系統(tǒng)中解列時,要求余熱鍋爐進口、出口管道及旁通管道上設置的控制閥門要可靠靈活,這些閥門在生產(chǎn)運行中只要不停窯或余熱發(fā)電系統(tǒng)不出故障它就沒有動作,時間可長達幾個月。因此,閥門的選型很重要,要確保運行的可靠性。同時為提高可靠性,在閥門處設置日常維護和故障操作維修平臺也是十分必要的。7.1.5余熱鍋爐廠房的布置方式應根據(jù)當?shù)氐氖彝鈿庀髼l件確定,并應符合下列規(guī)定:1非寒冷地區(qū)應采用露天布置。2措施。3嚴寒地區(qū)的余熱鍋爐不宜采用露天布置。7.2余熱鍋爐設備7.2.1窯頭余熱鍋爐應采取防磨措施,窯尾余熱鍋爐應設置清灰裝置?!緱l文說明】7.2.1窯頭廢氣含塵濃度雖然不高,但粉塵顆粒較粗且較硬,磨蝕性很強,為了減少對余熱鍋爐的磨損,應采取有效的防磨損措施。窯尾廢氣含塵濃度較高,窯尾余熱鍋爐應采取有效的清灰設計,防止堵灰。7.2.2窯頭余熱鍋爐漏風系數(shù)不應大于1.5%,窯尾余熱鍋爐漏風系數(shù)不應大于2.5%?!緱l文說明】7.2.2原規(guī)范針對窯頭余熱鍋爐漏風系數(shù)2%,窯尾余熱鍋爐漏風系數(shù)3%,隨著鍋爐設計及制造技術不斷發(fā)展,原規(guī)范的指標偏低。7.2.3余熱鍋爐收集的粉塵應回送到水泥生產(chǎn)系統(tǒng)?!緱l文說明】7.2.3為減少粉塵二次污染和資源浪費,窯頭余熱鍋爐及粉塵分離裝置收集下的熟料粉塵應送回到熟料輸送系統(tǒng),窯尾余熱鍋爐收下的生料灰應送回到窯尾回灰輸送系統(tǒng)。7.3余熱鍋爐與水泥生產(chǎn)線的連接7.3.1余熱鍋爐進口、出口煙風氣管道的設計應簡捷順暢、附件少、氣密性高和具有較好的空氣動力特性,并應符合下列規(guī)定:1窯頭廢氣管道風速不宜大于12m/s,窯尾廢氣管道風速不宜大于18m/s。2管道傾角應符合表7.3.1的要求,當不能滿足表中條件時,應設置防積灰裝置。3管道應設熱膨脹補償。4與設備連接的管道設計應滿足設備對振動、推力、荷載等要求。5管道支架設置應穩(wěn)妥可靠。表7.3.1管道傾角氣流方向管道名稱上行下行窯頭余熱鍋爐煙風管道45°40°窯尾余熱鍋爐煙風管道50°45°【條文說明】7.3.1本條對余熱鍋爐進口、出口煙風管道的設計作出了幾項規(guī)定。1本款對管道風速限制,一是考慮粉塵不在傾斜管道中沉降的最低風速,二是考慮到改、擴建工程水泥生產(chǎn)系統(tǒng)風機裕量,限制管道的最大經(jīng)濟流速,使之盡可能不更換原風機。設計中如遇到水平或小傾角煙道時,管道風速應加大或不加大而采取排積灰措施,因此規(guī)定風速控制是有條件的,故其用詞是“宜”。2為了防止管道內(nèi)積灰,本款針對傾斜管道的傾角作出了要求。含塵管道積灰與風速、傾角有關。關于管道的傾角,《水泥廠工藝設計手冊》(中國建筑工業(yè)出版社,1978年)推薦管道溜角:窯灰40o~45o;熟料33o~35o。為確保粉塵在煙風管道內(nèi)不沉積,避免因余熱鍋爐煙風系統(tǒng)故障而影響余熱發(fā)電正常運行,多年來設計上采取煙道傾角比手冊推薦的管道溜角再大5o,考慮到窯頭余熱鍋爐煙風管道風速通常取值較低,其管道傾角又適當加大一點。經(jīng)調(diào)查,按本規(guī)定的角度設計,在實際使用上尚未發(fā)生過煙道積灰事故。7.3.2進入窯頭余熱鍋爐的廢氣應設置粉塵分離裝置。【條文說明】7.3.2窯頭廢氣中粉塵顆粒較大且硬度高,磨蝕性很強。為減少熟料粉塵對鍋爐受熱面的沖刷磨損,延長鍋爐的使用壽命,除應按本規(guī)范第7.2.1條要求增加防磨損措施外,從源頭減少粉塵濃度是治本的措施,故規(guī)定了窯頭余熱鍋爐廢氣入口前應設置粉塵分離裝置,如果系統(tǒng)沒有設置分離器,則需要在余熱鍋爐內(nèi)部設內(nèi)置分離器。7.3.3窯尾余熱鍋爐應設置清灰裝置。7.3.4對余熱鍋爐的廢氣管道應進行應力計算?!緱l文說明】7.3.4余熱發(fā)電系統(tǒng)都是在水泥生產(chǎn)線設計完成或者已經(jīng)生產(chǎn)的基礎上增加余熱鍋爐設計,這就意味著余熱鍋爐的廢氣管道設計難度高于水泥生產(chǎn)線,常常是在有限的空間內(nèi)進行布置的,因此對管道支架的位置選擇收到很大的限制,因此支架的受力可能不合理,所以一定要對所有的支架受力進行核算,對管道附件,如補償器的性能指標作出合理的要求。PAGE388汽輪機設備及系統(tǒng)8.1一般規(guī)定8.1.1余熱發(fā)電機組容量應根據(jù)余熱資源條件在保證水泥窯正常生產(chǎn)、提高熱力系統(tǒng)整體循環(huán)熱效率的前提下確定?!緱l文說明】8.1.1關于機組容量的確定,見本規(guī)范第4.1節(jié)的條文說明。8.1.2余熱發(fā)電宜采用凝汽式機組,當有穩(wěn)定熱用戶時,可采用抽凝機組等型式?!緱l文說明】8.1.2廢氣余熱宜首先用于發(fā)電。一般情況下,由于余熱發(fā)電的進汽參數(shù)較低,推薦采用凝汽式機組。當本地區(qū)其他熱(冷)負荷比較穩(wěn)定且連續(xù)時,通過技術經(jīng)濟比較也可以采用抽凝機組等型式,用于供熱(冷)或熱電聯(lián)供。當采用抽凝機組供熱(冷)或熱電聯(lián)供時,要注意凝汽設備負荷選配應適應負荷的變化。8.1.3余熱發(fā)電機組可在30%~110%負荷率的范圍內(nèi)運行,并宜在50%以上負荷率連續(xù)運行?!緱l文說明】8.1.3余熱發(fā)電機組容量的選擇,應充分考慮水泥窯廢氣參數(shù)波動的影響,在機組負荷率為30%~110%的范圍內(nèi),能夠安全、穩(wěn)定運行。因為余熱發(fā)電是受水泥窯的運行狀態(tài)起伏而波動的特征,往往低負荷是短時現(xiàn)象。為最大限度地回收余熱資源,此時可不考慮機組效率,這種合理利用汽輪機的變工況適應能力,通過近幾年的生產(chǎn)運行是可行的。一般汽輪機不允許長期的超發(fā)和低負荷運行,考慮水泥窯的正常檢修時間一般在5d~7d左右,故本條規(guī)定負荷率允許在30%運行,而長期低負荷運行,不僅汽輪機效率顯著下降,還會導致汽輪機末級葉片因帶水運行而造成受損。因此,在汽輪機訂貨時一定要特別注明超發(fā)和低負荷運行要求。8.1.4當有2臺或2臺以上汽輪機組時,主蒸汽管道宜采用切換母管制系統(tǒng)?!緱l文說明】8.1.4當有2臺或2臺以上汽輪機組時,主蒸汽管道設計應做到安全、可靠與靈活的最基本要求。在機組發(fā)生事故需切換管路時,對發(fā)電的影響應降低到最低限度。切換母管制系統(tǒng)的做法,為每條窯的余熱鍋爐與其對應的汽輪機用兩只串聯(lián)的切換閥門組成一個單元,在兩只串聯(lián)的切換閥門之間T接管路并設切換閥門與母管相連。余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽,既可以直接供應相對應的汽輪機,也可以通過切換母管向其他汽輪機供汽,即汽輪機既可以從相對應的余熱鍋爐受汽,也可以切換從母管受汽。 對于水泥工廠具有多條窯的余熱發(fā)電系統(tǒng),水泥窯因故障突然停窯時有發(fā)生,要求主蒸汽管道應有較高的調(diào)度靈活性和運行安全可靠性,因此采用切換母管制是必須的。在切換母管制中,為了便于母管檢修或?qū)頂U建需要,母管可以用閥門分段。母管管徑一般按能通過最大一條窯的余熱鍋爐總蒸發(fā)量確定。正常運行時,切換母管應為熱備用,并設置經(jīng)常疏水點,以確保隨時啟動的運行安全。8.2給水系統(tǒng)及給水泵8.21給水泵吸水側(cè)的低壓給水母管宜采用分段單母管制系統(tǒng)。給水箱之間水平衡管的設置,可根據(jù)機組的臺數(shù)和給水箱間的距離等確定。2當給水泵出力與鍋爐容量
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