余热发电技术要点（5篇）

第一篇：余热发电技术要点

新型干法水泥熟料生产线实现余热发电技术要点：

为在水泥厂建设运行方式灵活可靠的电力生产系统，并能很好地与水泥生产配合运行。其技术要点及与水泥工艺的结合具有以下特点：

① 窑头AQC余热锅炉采用两段受热面。保证电站运行安全，最大限度利用窑头熟料冷却机废气余热，充分考虑耐磨措施并提高热效率。AQC余热锅炉一段为蒸汽段，生产1.6 MPa－320℃的蒸汽，作为汽轮机主蒸汽；AQC余热锅炉二段为热水段，生产135℃的热水，为AQC余热锅炉蒸汽段及SP锅炉提供给水。② 窑尾SP余热锅炉采用一段受热面。统筹安排水泥生产线烘干用废气热量，充分考虑锅炉高负压运行条件，保证清灰措施并提高热效率。窑尾余热锅炉为蒸汽锅炉，当水泥窑尾废气温度波动时，相应的窑尾余热锅炉的产汽量也随之发生变化。窑尾余热锅炉生产的蒸汽与窑头余热锅炉蒸汽段生产的蒸汽一起进入汽轮发电机发电。

③ 为了保证电站一旦出现事故不影响水泥 窑生产，余热锅炉均设有旁通废气管道，一旦余热锅炉或电站发生事故时，可以将余热锅炉从水泥生产系统中解列，不影响水泥生产的正常运行。

④ 该系统在线运行的低温余热发电用凝汽式汽轮机调节系统，采用数字调速器、电液转换器、液压执行器组成，调速控制标准达到NEMA D级精度（最高）。通过调速器实现汽轮机进汽

压力的前压调节，达到进气压力不会因余热锅炉的压力波动，影响汽轮机的安全。同时，采用组合设计，整个供油系统集中在一个底盘上，大大缩短设计与安装时间，方便用户使用和管理。液压执行装置可在运行状态下对进气速关阀进行灵活性试验，确保机组安全运行。

⑤ 除氧器采用真空常温水除氧方式，在保证了除氧效果的同时，降低了锅炉的给水温度，最大幅度的利用了低温余热。⑥ 余热锅炉均采用立式锅炉自然循环，较好解决了余热锅炉漏风、磨损、堵灰等问题，又能减少占地面积，提高余热回收率。由于窑头废气粉尘粒度较大，在窑头余热锅炉废气入口设置高效沉降室，使废气中较大颗粒沉降下来，以减轻熟料颗粒对窑头余热锅炉的冲刷磨损。

第二篇：余热发电技术工作总结

余热发电个人工作总结

一、个人基本情况

我叫贾晓航，性别：男 出生年月：1983年12月20日 身高178㎝ 民族：汉 2006年在国电红雁池火力发电厂实习一年，2007年6月于新疆电力学校火电厂集控运行专业毕业。同年7月进入天山水泥天山公司动力车间参加工作。11年从事余热发电机械设备的技术管理工作。

二、开展工作情况

余热发电项目前期工作于2012年4月完成，余热发电项目土建工程通过招标，参加投标的单位5家，通过单位单价对比，最后由重庆隆西建设集团有限公司中标。重庆隆西建设集团有限公司于2012年5月26日进场，6月中开工，11月初土建工程完成80%，累计完成投资1300万元。

设备安装通过在全国范围内招标，参加投标单位有5家，通过安装费用、安装实力、技术装备等综合对比，最后由山东省显通安装集团公司中标；山东省显通安装集团公司于8月25日进场，9月中旬正式开工，项目在建设过程中未发生人身安全事故，顺利实现安全事故为零的安全管理目标；施工质量方面经阶段性验收合格，未发生大的质量问题。目前锅炉正在安装。

目前设备及材料仅部分到位，主机设备大部分为国内先进设备、自动化程度高、配置较好。设备及材料投资4100多万元。锅炉在国

内6家专业生产厂家中通过价格、质量、服务等对比，最后确定采用万达锅炉集团有限公司生产的设备，主要是考虑在建成的余热发电项目中万达锅炉业绩比较好，运行比较平稳、出力较其他厂家的好，价格也适中；汽轮机是在对比青汽、杭汽、山东青州汽轮、中信等汽轮机厂家价格、质量、服务等，最后确定青岛捷能汽轮机集团公司供货，发电机是杭州发电机厂的产品由青岛捷能汽轮机集团公司配套。订货的主机厂家都是国内技术力量较强的专业厂家，水泥窑余热发电行业中业绩都比较好。辅机设备于9月3日进行招标，共有44家专业生产厂家参与投标。通过价格、质量、服务等对比，最后确定9家专业生产厂家供货。目前设备制作已经接近尾声。

三、业绩情况

08年4月16日发电投入运行，因都是新员工，以前从没有接触过余热发电，对锅炉上水没有经验，经过摸索、讨论、实践，采取了锅炉连续上水的操作方法。这期间对凝结泵进行了改造、新进车间的新工进行了一带一的系统培训、08年12月出就完成了全年发电任务。09年出取得了天山公司新工电焊比武的第一名。10年4月---5月由于窑头锅炉过热器弯管部位磨损、蒸发器有漏点，炉管管壁间积垢严重，造成发电量低（4月：负荷2495KWH、5月：负荷2136kwh）。5月24日蒸发器有漏点被迫停机。经5月25日—6月11日针对窑头锅炉进行检修，6月11日并网，6月平均负荷在2694KWH。基于此次的大修为后期的发电量任务完成奠定坚实的基础。11年4月26日，车间主动要求停机进行检查，打开锅炉后，发现由于窑的串料，过热

器大面积被堵塞，造成了主汽压力、温度过低，负荷带不起来。经过63小时的清灰，发电开机后运行正常。车间为了激励发电员工的工作热情和责任心，制定出发电任务奖惩办法，这不仅极高的调动了员工的工作热情，更使5~7月这三个月份超额完成发电任务。进入8月份后，由于大窑正压大，分厂为了保证大窑的正常运转，将窑头烟道旁通开到40%以上，导致窑头锅炉烟道进口温度过高，烧坏烟道。致使我们将窑头锅炉解列，只用窑尾锅炉发电，负荷低，前期窑头锅炉运行不稳定，出现两次蒸发器漏水事故，省煤器、过热器炉管堵塞故障，窑头给水段控制阀门多次密封垫漏水停机处理故障，通过对上述故障停机处理，并对锅炉加药装置的恢复，提高声波清灰器的运行频次，对发点操作人员的规范要求，加强与窑操作人员的沟通，及时调整各项运行参数，后期发电系统运行较稳定，发电负荷也有了较大的提高。

11年7月中旬，窑头烟道高温过热出现了严重变形、损坏。窑头锅炉退出运行。10月份，发电组利用停窑检修的时间，对汽轮机2至4瓦进行了检查及维护，排除了隐患。并根据公司设备工艺科指示，对窑头锅炉进行改造，将8根过热器、66根省煤器的管子割出烟气流量通道，以保证窑头不出现正压，保证锅炉正常的运行，并对省煤器221跟管缝里的积灰逐一进行了清洗。虽然浑身湿透，但保质保量完成了检修任务，设备安全运行。为保证明年锅炉正常运行打下基础。

我们针对建设过程中存在的不合理情况进行了技术改造，改造项目主要有：

1、到了冬季冷却塔上百叶窗就会结厚厚的一层冰，如果不及时清理，循环水温度会上升，油温也会上升，影响汽轮机安全运行，汽机人员隔4小时就要进行除冰作业，增加了无谓的工作量。经过2年的改造后，解决了冬季冷却塔百叶窗结冰的现象大大降低了职工的工作量.2、主厂房外排空消音改造。原来，主厂房外排空管道将蒸汽直接排向空气，每次排气噪音刺耳造成了严重的噪音污染，而且到处蒸汽弥漫，严重影响了公司形象。后来，我们设计在主厂房外建设一个消音井、并将原来排空管道加上自制消音器后引向消音井，然后在给消音井加盖，这样一来不但没有了刺耳的噪音，原来到处弥漫的蒸汽也不复存在。

3、除氧器震动改造。改造前，除氧器震动大，严重影响除氧器使用寿命。发现问题后，我们在除氧器供水管道处进行加固改造，效果甚好。

四、申报专业技术资格理由

本人火电厂集控运行专业毕业，从事水泥窑余热发电锅炉、汽轮机运行及检修已经有五年的工作经验，实践经验及理论知识相当丰富。对余热发电设备进行过多次的小改小革，并取得了一定的成果。

贾晓航 2012-9-18

第三篇：中国余热发电技术分析1

中国余热发电技术分析

（一）煤矸石制砖在煅烧过程中有大量的热量，随着排风机而排出窑外，主要是烟气余热和产品冷却余热。据调查，烧结砖生产中的余热总量约占其燃料消耗总量的30％-60％，可回收利用的余热资源约为余热总资源的40％左右。这部分热量目前除掺入部分冷风降到125℃左右用来烘干砖坯外，基本上未得到有效利用。这些热风在其高段烟气度达400℃，平均度可达200℃左右，是很好的稳定低热源，具有利用余热发电的潜力，若在全国推广，将具有广阔的市场前景。

从本文开始，将重点分析中国余热发电技术的现状，未来的发展潜力，以及所面临的问题与障碍。为项目后续的余热发电可行性分析奠定基础。

第一部分中国余热发电产业现状

1.基本概念

1.1余热发电

余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17％~67％，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60％。

余热的回收利用途径很多。一般说来，综合利用余热最好；其次是直接利用；第三是间接利用（产生蒸汽用来发电）。依据余热介质的不同，其合理利用顺序如下：

（1）余热蒸汽的合理利用顺序是：①动力供热联合使用；②发电供热联合使用；③生产工艺使用；④生活使用；⑤冷凝发电用。

（2）余热热水的合理利用顺序是：①供生产工艺常年使用；②返回锅炉及发电使用；③生活用。

（3）余热空气的合理利用顺序是：①生产用；②暖通空调用；③动力用；④发电用。

鉴于此，在工业上，余热一般优先供生产自用，当有剩余时，虽然直接利用（如暖通空调用或动力用）对能源的利用率要更高一些，但限于暖通空调用量较小且季节变化较大的特点，以及作为动力用要求负荷相对稳定的特点，该种利用方式具有一定的局限性。更多地，则是选择采用余热发电的技术对能源进行回收利用。

所谓余热发电技术，就是利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。余热发电不仅节能，还有利于环境保护。余热发电的重要设备是余热锅炉。它利用废气、废液等工质中的热或可燃质作热源，生产蒸汽用于发电。由于工质度不高，故锅炉体积大，耗用金属多。用于发电的余热主要有：高烟气余热，化学反应余热，废气、废液余热，低余热（低于200℃）等。

1.2 余热发电应用的行业

在钢铁、石油化工、建材、水泥、制糖等行业中，生产厂家具有大量低品位余热，包括低品位烟气、蒸汽和热水等，这些热量品位低、数量大、分布较散，基本不能为生产再利用。各行业专家及有关科研机构为了有效回收可资利用的余热资源，进一步就余热回收发电领域进行积极的探索、研究，相继开发出了纯低余热发电技术及相配套的汽轮机研发、设计、应用技术，可使发电机增加25％的发电量。该技术能够

将企业中大量的低品位废热集中发电，进一步提高企业能源的利用率，为各种类型企业节能环保开辟了一条新路。目前，已经投入运营或立项研究的余热发电技术主要包括（但不限于）如下行业：

（1）水泥行业余热发电技术

（2）焦化行业焦炉尾气余热回收发电技术

（3）钢铁行业转炉余热发电技术

（4）钢铁行业烧结余热发电技术

（5）建材行业浮法玻璃线余热发电技术

（6）石化行业余热发电技术

2.水泥行业余热利用现状

2.1 水泥行业余热发展历程

我国水泥窑余热发电大致经历了中空窑高余热发电、预热器及预分解窑带补燃炉中低余热发电、预热器及预分解窑低余热发电三个发展阶段。

在20世纪50～70年代由于我国国民经济对水泥需求量的增加和电力供应紧张，为我国水泥窑余热发电的发展创造了条件，使水泥窑余热发电技术经历了第一个发展时期，70年代末80年代初完成了对伪时期建设的余热发电窑的技术改造，并新建了若干条余热发电窑。80年代末至90年代初，在解决了余热锅炉所存在的许多重大技术问题和难题后，吨熟料余热发电量大于170kWh，运行成本0.08～0.12元/kWh，标志着我国中空窑余热发电技术达到了一个新的水平，为原有中空余热发电窑进行技术改造和新建一批类似生产线打下了良好的基础。

到90年代初，我国水泥工业以发展新型干法工艺为主。但由于国家对水泥的需求增加而电力供应紧张局面一时难于缓解，余热发电窑仍然有生存及发展的条件，主要以节能降耗、提高余热发电量、缓解供电不足的矛盾为目标，经历了第二个发展阶段。“八五”国家重大科技攻关课题“带补燃炉低余热发电技术及装备的研究开发”的完成，以及在工程上的成功应用，形成了完整的综合利用电站的系统技术和装备，在充分回收利用水泥生产线低余热的同时，配设环保型的循环流化床锅炉，燃用发热量小于3000kcal/kg以下的劣质煤（煤矸石）进行发电或热电联供，循环流化床锅炉所产生灰渣全部回用于水泥生产。既为企业带来显著的经济效益，同时还具有显著的会和环境效益，使我国水泥窑余热利用上了一个新水平。上述技术的发展均以提高发电量，缓解电力供应不足为主要目的，为我国水泥工业的发展作出了重要贡献。

随着人们节能和环保意识的提高，世界上单纯以余热利用为目的的预热器及预分解窑低余热发电在80年代初有了较大发展，其水泥窑废气度为350℃左右、熟料热耗为2900～3300kJ/kg，所配套的纯低余热发电系统的发电能力为每吨熟料30～40kW，这对水泥企业资源综合利用，提高经济效益具有重大意义。该项技术的应用，既可降低水泥的生产成本，提高企业的经济效益，又可以为国家节约大量的电能，减少环境污染，具有广阔的推广应用前景。

2.2 纯低水泥余热发电行业现状

纯低余热发电是完全利用余热，无外加热源的发电系统，即利用出预热器350℃的烟气余热产生低压过热蒸汽，并将出篦冷机的烟气出口前移，以获得350℃左右的烟气，可产生饱和热水和低压过热蒸汽。该系统的特点是系统简单，便于管理。

在国内，经过十几年的开发、研究和若干实际工程投产运行，对于水泥窑余热发电来讲，纯低余热发电技术无论是热力循环系统还是设备（国产化）都已成熟可靠，尤其是补汽式汽轮机的研制成功，使我国

余热发电技术及装备除了汽轮机本体效率比本略低外，总体上的技术水平已经赶上国际先进工业国家，为我国众多的不同窑型水泥生产厂提供了可供选择的余热发电技术及装备。

水泥行业纯低余热发电属于中国最为先进、推广最为成功的余热发电技术。其利用AQC窑头余热锅炉和SP窑尾余热锅炉分别对水泥窑的窑头和窑尾的废气余热进行回收，加热给水产生低蒸汽冲动汽轮发电机组作功发电。目前对应于水泥生产线的生产能力，通常配臵容量如下：

（1）1300t/d级水泥生产线纯低余热电站（余热发电容量1.5MW——低压不补汽）

（2）2500t/d级水泥生产线纯低余热电站（余热发电容量3.0MW——低压不补汽）

（3）5000 t/d级水泥生产线纯低余热电站（余热发电容量6.0MW——低压不补汽）此外，杭州易达公司专利设计方案，采用次中压参数设计，发电容量将在现有基础上提高20％～30％。水泥窑余热发电装臵利用水泥窑排烟余热，发电时不影响水泥熟料的生产，也不需要额外的补燃燃料，是安全可靠的余热发电技术。水泥余热发电工程造价约为7000～8000元/kWh，投资回收期通常为3～4年。

3.焦炭行业余热利用现状

焦化工艺在生产过程中将产生大量度约达到1000℃的烟气，在未被利用之前，直接通过烟囱排放，一方面造成了热污染，另一方面也浪费了大量能源。鉴于此，2005年，联合国工业发展组织（UNIDO）为促进中国的环保和节能降耗工作，以山西省焦化企业为试点推广焦炉尾气发电项目，选定高平兴高焦化有限公司和太原港源焦化有限公司2家为试点焦化企业，并取得成功。

总体而言，焦炭行业余热利用较水泥行业余热利用发展要较为缓慢，也未象水泥行业余热利用形成规模化和产业化，只是进入到21世纪后逐步发展，但限于认识和投资等因素，项目建设速度较为缓慢。在全国范围内，山西省内焦化企业相对较多，对应在该领域内也较全国其他地域发展较快，已经有一部分企业余热利用项目建成投产，经济效益和会效益良好。以年产60万吨的焦化企业为例，其可配套建设2×12MW余热电站项目，工程投资约为1.2~1.3亿元人民币，投资回收期约为3年。

对于已经建成投产的装机容量占可供利用资源装机容量的比例现在还无从得知，但山西省府于2008年6月就关于对山西省焦化企业烟气（余热）利用情况进行摸底调查，预计近期会有调查结果。

焦炭行业烟气余热利用其技术方案基本同水泥行业，配臵余热锅炉（热交换器）＋汽轮发电机组。

4.钢铁行业余热利用现状

烧结矿余热回收技术，用空气冷却热烧结矿（烧结设计规范中要求生产冷烧结矿），高空气使锅炉产生高压和中压蒸汽，再进行发电，低空气可以用于热风烧结。而炼钢转炉中通过安装汽化冷却烟道，构成蒸汽发生系统，可产生饱和蒸汽用于发电。

目前，该两类余热利用方式包括济南钢铁、昆明钢铁、马鞍山钢铁等在内的多个钢铁企业都已经付诸实施，并取得了良好的收益。经测算，该类余热发电项目单位造价在6500元人民币/kWh，项目投资回收期为2.5~4年。钢铁工业领域低余热发电的市场约合150亿元，而该行业的余热发电真正实施则是从2005年以后陆续有企业建设并投产，因此，于钢铁行业而言，其余热发电尚处于起步和推广阶段，其技术也在逐步完善和提高的阶段。相信在不久的将来，随着技术的成熟和市场的完善钢铁行业余热发电也将迎来一个发展的高峰。

5.浮法玻璃生产余热利用技术现状

目前，国内的平板玻璃行业大多采用浮法玻璃生产技术，一条500t/d的浮法玻璃生产线的烟气余热一般可生产饱和蒸汽7~8t/h，目前这些余热蒸汽主要用于冬季采暖，其他时间除极少量蒸汽用来加热重油外，大量蒸汽白白浪费掉，为此，广州市瑞溥能源环保科技有限公司在多年研发饱和蒸汽发电技术的基础上，开发出适合浮法玻璃生产线用的余热发电技术，每千瓦的投资仅需人民币4000元，投资回收期约1年，其经济效益和会效益十分显著。

第二部分 中国余热发电设施

1.余热发电设备主要生产商

在国内，经过十几年的开发、研究和若干实际工程投产运行，对于余热发电来讲，无论是热力循环系统还是设备（国产化）都已具备一定的基础。而于水泥行业纯低余热发电，总体上的技术水平已经赶上国际先进工业国家，并已经进军欧洲市场。而对于钢铁行业的转炉和烧结余热发电以及焦炭余热发电也都有相对成熟的技术和设备，具备推广的条件。其他则多处于研发阶段，或虽有成果并投入运行，但均处于示范阶段，尚待进一步完善和改进。

鉴于余热发电的性质，同常规发电相比，其技术难点在于余热能源的回收与转换，即关键设备在余热锅炉，可以说余热锅炉的成与否将在很大程度上决定着项目的成败，对于饱和蒸汽发电，对汽轮机也有着特殊的要求。由于余热发电项目通常装机容量均较小，故余热发电型余热锅炉、汽轮发电机组的研发和生产也主要集中在中小型锅炉厂和汽轮发电机组生产单位，其中杭州锅炉厂占有国内余热锅炉90％左右的市场份额，汽轮机则基本上被青汽、杭汽、南汽三分天下。

2.余热发电主要技术提供商

余热发电的研发和技术提供商，多以设计研究院为主，近些年随着国家策对于余热发电的扶持，在看到余热发电巨大的市场空间后，有部分工程公司以及新成立的科技企业也在进行技术开发和工程实施，具有代表性的余热发电主要技术提供商见下表

3.余热发电技术的国家相关策

国家《节能中长期专项规划》中，要求积极推广炉窑余热发电技术，产2000吨以上水泥生产线中每年建设低余热发电装臵30套。

国务院发布的《促进产业结构调整暂行规定》，已将产2000吨及以上熟料新型干法水泥生产线余热发电列入策鼓励类。

2006年4月，国家发改委等部门发布《关于加快水泥工业结构调整的若干意见》，要求到2010年，40％的新型干法水泥生产线采用余热发电技术。目前，这一指标已经基本完成。

2006年10月，国家发改委公布《水泥工业产业发展策》，要求新型干法水泥窑回收利用废气余热，鼓励采用纯低废气余热发电。

2006年底，国务院召开发展循环经济电视电话会议，要求水泥行业现有产2000吨以上和新建的新型干法水泥生产线安装低余热发电设备。

以上均为针对水泥行业余热发电，国家一些相关的支持和鼓励策，对于其他行业虽然没有明确提出，但在《“十一五”规划纲要》中明确提出，“2010年单位国内生产总值能耗比2005年降低20％”，这

是新中国成立以来第一次以府文件的形式，将节能确立为必须完成的约束性目标。《节能减排综合性工作方案》进一步明确，中国万元国内生产总值能耗将由2005年的1.22吨标准煤下降到1吨标准煤以下的约束性指标。而余热发电由于是利用生产线的余热进行发电，所以，在不增加新能耗的前提下，获得更强劲的能源支撑，因此，国家在税收策、电力调度等方面赋予了大力支持，推动着余热发电产业规模的迅速扩大。

第四篇：中国水泥窑余热发电技术范文

从保护环境，节约资源和能源，倡导可持续发展的角度，以及提高水泥企业的经济效益等方面看，减少水泥的产量，提高水泥和建筑物的质量应该是当务之急。致力于节能减排，向节能型转化升级。实施低温余热发电项目，将使水泥生产的成本大幅度降低，为水泥企业提高再生能源利用效率探索了新的途径和方式。

采用纯低温余热发电技术，把熟料生产过程中排放的余热进行回收，转化为电能再用于生产，不仅不会对环境造成污染，还能有效节约能源、减少粉尘和二氧化碳排放量，是水泥企业“节能减排”战役中的主战场，是降低成本、增加效益最为明显的一条路子，在不影响水泥生产工艺及不变动现生产设备的前提下，回收废气余热进行发电，能力达到40千瓦时/吨，超过我国平均水平的26-28千瓦时，年节煤17038吨。

水泥熟料锻烧过程中，由窑尾预热器、窑头熟料冷却机等排掉的400℃以下低温废气余热，其热量约占水泥熟料烧成总耗热量30%以上，造成的能源浪费非常严重。水泥生产，一方面消耗大量的热能（每吨水泥熟料消耗燃料折标准煤为100～115kg），另一方面还同时消耗大量的电能（每吨水泥约消耗90～115kwh）。如果将排掉的400℃以下低温废气余热转换为电能并回用于水泥生产，可使水泥熟料生产综合电耗降低60%或水泥生产综合电耗降低30%以上，对于水泥生产企业：可以大幅减少向社会发电厂的购电量或大幅减少水泥生产企业燃烧燃料的自备电厂的发电量以大大降低水泥生产能耗；可避免水泥窑废气余热直接排入大气造成的热岛现象，同时由于减少了社会发电厂或水泥生产企业燃烧燃料的自备电厂的燃料消耗，可减少CO2等燃烧废物的排放而有利于保护环境。降低能耗、保护环境

为“建设节约型社会、推进资源综合利用”政策的推行提供技术支持

能源、原材料、水、土地等自然资源是人类赖以生存和发展的基础，是经济社会可持续发展的重要的物质保证。而随着经济的发展，资源约束的矛盾日益凸显。为此中国政府在为贯彻实施《节能中长期专项规划》而编制的《中国节能技术政策大纲》（2005年修订稿）中明确支持“大中型新型干法水泥窑余热发电技术”的研究、开发、推广工作。

建设余热电站，投资小，见效快，可以大幅降低水泥生产能耗既成本，相应地可以大幅提高企业经济效益。

根据新型干法水泥生产技术的发展，在1990年安排了国家重大科技攻关项目《水泥厂低温余热发电工艺及装备技术的研究开发》工作。截止2005年底，利用这项技术在中国国内的23个水泥厂36条1000～4000t/d预分解窑生产线上建设投产了28台、总装机为45.36万Kw的以煤矸石、石煤为补燃锅炉燃料的综合利用电站，各水泥厂取得了可观的经济效益。这项技术的研究、开发、推广、应用，为我国开发水泥窑纯低温余热发电技术及装备工作积累了丰富的经验。

根据研究、开发、推广《带补燃锅炉的水泥窑低温余热发电技术》的经验，结合日本KHI公司1995年为中国一条4000t/d水泥窑提供的6480Kw纯低温余热电站的建设，国内分别于1997年、2001年在一条2000t/d水泥线、一条1500t/d水泥线上利用中国国产的设备和技术建设投产了装机容量各为3000Kw、2500Kw的纯低温余热电站。2001年至2005年，中国水泥行业利用中国国产的设备和技术在十数条1200t/d级、2500t/d级、5000t/d级新型干法窑上配套建设了装机容量分别为2.0MW、3.0

MW、6.0MW的纯低温余热电站，形成了中国第一代水泥窑纯低温余热发电技术，综合技术指标可以达到吨熟料余热发电量为3140KJ/kg-28～33kwh/t。

通过对十数条1200t/d级、2500t/d级、5000t/d级新型干法窑2.0MW、3.0MW、6.0MW纯低温余热电站建设、运行经验的总结，自2003年起，中国研究、开发出了第二代水泥窑纯低温余热发电技术。至2007年2月，利用第二代水泥窑纯低温余热发电技术在中国国内的1条1500t/d、1条1800t/d及1条2000t/d、1条3200t/d、4条2500t/d、6条5000t/d共14条新型干法水泥生产线上设计、建设、投产了11台装机容量分别为1台3MW、1台3.3MW、2台7.5MW、3台4.5MW 2台9MW、2台18MW的纯低温余热电站，其吨熟料余热发电量均为3140KJ/kg-38～42kwh/t。安徽宁国、江西、山东、广西柳州等地的干法水泥窑先后建成带补燃炉和纯低温余热发电系统，并投入运行。可见，随着世界经济快速发展、新型节能技术的推广应用，充分利用有限的资源和发展水泥窑化余热发电项目已成为水泥工业发展的一种趋势，也完全符合国家产业政策。本项目符合我国采用循环经济的模式实现国民经济可持续发展的要求，有利于推动循环经济的发展。

对于带有5级预热器的水泥窑其余热发电能力在保证满足生料烘干所需废气温度为210℃、煤磨烘干所需废气参数、不影响水泥生产、不增加水泥熟料烧成热耗及电耗、不改变水泥生产用原燃料的烘干热源、不改变水泥生产的工艺流程及设备的条件下，每吨熟料余热发电量实际上不可能超过750kcal/kg-33kwh（实际熟料产量为5500t/d,热耗为小于750kcal/kg或者预热器出口废气温度小于330℃,生料烘干温度大

于210℃时的发电功率不会大于7800Kw）。对于新型干法水泥煅烧工艺形成的低温废气余热，以熟料热耗750Kcal/Kg为基数，当熟料热耗每增加7～8Kcal/Kg时，吨熟料余热发电量应增加1 kwh以上。以750Kcal/Kg的熟料热耗,采用第二代余热发电技术, 电站发电功率应为7900～8750KW。

水泥熟料热耗从130公斤标煤减低到110公斤标煤。节能率为15左右，每年要减少熟料煤耗3以上。计算的标煤节省量为：8×0.130-8×0.110=0.16亿吨标煤，相应地减排CO2为：0.16亿吨×2.4=0.384亿吨。

(1)冷却机采用多级取废气方式，为电站采用相对高温高压主蒸汽参数及实现按废气温度将废气热量进行梯级利用创造条件；

(2)电站热力系统采用1.57～3.43MPa—340～435℃相对高温高压主蒸汽参数，为提高余热发电能力提供保证；

(3)汽轮机采用多级混压进汽(即补汽式)汽轮机，为将180℃以下废气余热生产的低压低温蒸汽转换为电能提供手段；

(4)利用C2级旋风筒内筒至C1级旋风筒入口的450～600℃废气设置蒸汽过热器，使其一方面C1级旋风筒入口的废气温度仅需降低8～12℃(是水泥生产所允许的同时不会增加熟料热耗)，另一方面通过设置的C2级旋风筒内筒过热器可使SP炉独立生产主蒸汽，有利于提高余热发电能力及增加电站生产运行管理的灵活性、稳定性；

(5)窑头熟料冷却机冷却风采用循环风方式，即将AQC炉出口废气部分或全部返回冷却机，这样可以提高窑头熟料冷却机废气余热回收率并同时可以提高窑头AQC炉

进口废气温度从而进一步提高发电量。

中国水泥窑余热发电技术研究、开发、推广工作的整个过程均是以大连易世达能源工程有限公司的主要技术力量为核心并因此获得了若干项有关水泥窑余热发电技术的中国国家专利。

以750Kcal/Kg的熟料热耗,对于2500t/d窑：吨熟料余热发电能力应为

电站发电功率应为5200～5600KW)。50～54kwh，

第五篇：余热发电设计方案

热控方案

6.1 工程概况

6.1.1工程概况

本工程为新上1台120t/h高温高压煤气锅炉，1台25MW抽凝式汽轮发电机组。

6.2、热工自动化水平

DCS的操作员站为机组主要的监视、控制中心，作为主要的人机接口。另外机组还配有少量必要的仪表和控制设备，当DCS故障时，可通过以上设备实现紧急停机。

分散控制系统包括整个机组的数据采集和处理系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、辅机顺序控制系统(SCS)、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）、汽机危急跳闸系统（ETS）等功能。

机组能在少量就地操作和巡检配合下在控制室内实现机组启动，并能在控制室实现机组的运行工况监视、调整、停机和事故处理。

6.3 热工自动化系统的配置与功能

热工自动化系统设置分散控制系统（DCS）。热工自动化系按功能分散和物理分散，信息集中管理的设计原则。DCS由分散处理单元、数据通讯系统和人机接口组成。DCS系统是全中文、模块式结构，易于组态，易于使用，易于扩展。

6.3.1分散控制系统（DCS）

本工程锅炉、汽机、机组公用系统的监视、控制和保护将以分散控制系统（DCS）为主，辅以少量的其它控制系统完成。

6.3.1.1 DCS各系统的功能：

a.数据采集系统（DAS）

DAS是监视机组安全运行的主要手段，具有高度的可靠性和实时响应能力。其主要功能包括：

显示功能，包括操作显示、标准画面显示（如成组显示、棒状图显示、趋势显示、报警显示）、模拟图显示、系统显示、帮助显示等。

制表记录，包括定期记录、运行操作记录、事件顺序记录（SOE）、事故追忆记录、设备运行记录、跳闸一览记录等。对所有输入信息进行处理，诸如标度、调制、检验、线性补偿、滤波、数字化处理及工程单位转换等。

历史数据存储和检索功能等。

性能计算功能，提供在线计算能力，计算发电机组及辅机的各种效率及性能参数等，计算值及中间计算值应有打印记录，并能在LCD上显示。

b.模拟量控制系统（MCS）

MCS能够满足机组启停的要求，完成锅炉和汽机、发电机的控制。保证机组在最低稳燃负荷至100%MCR负荷范围内，控制运行参数不超过允许值，协调机、炉及其辅机的安全经济运行。

主要模拟量调节有：

汽包水位调节

除氧器压力调节

除氧器水位调节

c.顺序控制系统（SCS）

根据工艺系统运行的要求，构成不同的顺序控制子系统功能组以及联锁保护功能。对于运行中经常操作的辅机、阀门及挡板，启动过程和事故处理需要及时操作的辅机、阀门及挡板，通过SCS实现，本工程设子组级控制，每个顺序控制子组可根据运行人员指令在顺控进行中修改、跳跃或中断。运行人员可按照子组启停，LCD软手操，且具有不同层次的操作许可条件，以防误操作。顺序控制在自动运行期间发生任何故障或运行人员中断时，应使正在进行的程序中断，并使工艺系统处于安全状态。

d.炉膛安全监控系统（FSSS）

FSSS包括燃烧器控制（BCS）和燃料安全系统（FSS），是为保证锅炉启动和切除燃烧设备中执行的安全的操作程序，其主要功能包括：

炉膛吹扫

煤气管道吹扫

炉膛灭火保护

炉膛压力监视

主燃料跳闸（MFT）

风门挡板控制

主燃气阀控制

e.汽机紧急跳闸系统（ETS）

汽机紧急跳闸系统能在下述：汽机的转速超过极限转速（三取二）、真空低于制造厂给定的极限值（三取二）、润滑油压下降超过极限值（三取二）、转子轴向位移超过极限值、汽机轴承振动和轴振动达到危险值、差胀超过极限值、发电机跳闸保护、手动停机、DEH停机等状况下，关闭主汽门、调节汽门，紧急停机。

ETS提供轴向位移越限、汽机超速、凝汽器真空低、润滑油压低、发电机故障等保护的解除手段。

6.3.1.2 DCS的人/机界面主要包括：LCD操作员站8 套（二炉二机，不包括DEH操作员站），工程师站2套，值长站1套、历史站1套，打印机2台（其中一台为彩色激光打印机）。

6.3.1.3其它主要技术要求：

a.DCS的设计采用合理、可靠的冗余配置（电源冗余、网络冗余、控制器冗余），并至少具备诊断至模件级的自诊断功能，使其具有高度的可靠性，冗余设备的切换（人为切换和故障切换）不得影响其它设备控制状态的变化。系统内任一组件发生故障均不应影响整个系统的工作。

b.整个DCS的可利用率至少应为99.9%。

c、为保证系统以后扩展需要，DCS预留每个机柜15%的IO测点余量，15%的模件插槽备用量，预留40%的控制器站处理器能力，60%的操作员站处理器能力，60%以上的内外存储器余量，40~50%的电源余量。

6.3.2 汽机数字电液控制系统（DEH）

DEH采用和利时系列，由汽机厂成套供应。服务器、操作员站冗余配置。

6.3.3汽机安全监视保护系统（TSI）功能（汽机厂成套供应）

TSI要求监测项目齐全、准确可信、性能优异，与机组同时运行。且能与DCS、DEH系统适配，信号制式相同，信号准确可靠。

a)输出模拟信号统一为4～20mA。

b)TSI系统具有转速、轴振动、轴向位移、胀差等测量和汽缸膨胀等功能。c)该装置至少包括如下功能，但不限于此：

 转速测量: 可连接指示、记录、报警和超速保护。

 轴承振动，按机组轴承数装设（包括发电机），测量绝对振动值，可连接指示、记录、报警、保护。

 轴振动：按机组轴承数装设（包括发电机），测量轴承对轴X、Y

方向的相对振动，可连接指示、记录、报警、保护等。

6.3.4 热工保护

1)保护系统的功能是从机组整体出发，使炉、机、电及各辅机之间相互配合，及时处理异常工况或用闭锁条件限制异常工况发生，避免事故扩大或防止误操作，保证人身和设备的安全。通过DCS系统实现的主要保护项目有：

主燃料跳闸（MFT）保护

汽轮机紧急停机保护

2)在操作员台上设有规程规定的硬手操手动按钮跳闸回路，以备紧急事故情况下，跳锅炉、汽轮和发电机,初步考虑如下内容：

锅炉紧急跳闸按钮（MFT）双按钮

汽机紧急跳闸按钮双按钮

发电机紧急跳闸按钮

启动直流润滑油泵

抽汽快关阀双按钮

3）重要检测仪表和保护回路的冗余设计

重要的检测一次信号如炉膛压力、汽包水位、润滑油压力等采用三取二逻辑。

6.4 控制室布置

本工程机、炉、电合设一个集中控制室。集中控制室与干熄焦汽机合用，与机组运转层同一标高。集中控制室内布置有锅炉、汽机控制盘，DCS操作员站、DEH操作员站、值长站等。

6.5、热工自动化设备选型

6.5.1热工自动化设备选型原则

6.5.1.1分散控制系统（DCS）选用运行有成功经验，系统硬件和软件可靠，性能价格比高的国内产品。

6.5.1.2控制系统采用DCS或PLC系统,由化水厂家成套配供。

6.5.1.3为便于数据采集和管理，锅炉壁温、电气线圈等集中布置的点采用智能数据采集网络-智能远程I/O测量系统。

6.5.1.4其它主要热控设备

● 变送器选用变送器。

● 电动执行器选用一体化智能执行器。

● 炉膛及烟道热电偶、热电阻选用耐磨型

● 电动阀门采用一体化电动门。

6.5.1.6电缆选型原则

（1）主厂房的电源电缆、控制电缆、计算机屏蔽电缆、补偿电缆采用阻燃型，高温环境下敷设的电缆采用耐高温电缆，消防电缆采用耐火电缆。

6.6、可燃有毒气体浓度监测

在锅炉四角两层布置、高炉煤气管道、焦炉煤气管道合适位置设置可燃有毒气体浓度监测装置，将信号送至DCS系统。

6.7、热工自动化试验室