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水泥回转窑纯低温余热发电项日趋成熟回转窑电热风管道 |
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水泥生产的余热主要来自煅烧窑,窑内温度高达1400℃。现代新型干法水泥工艺,将窑排出的高温尾气用于生料烘干和预热分解,然后再回收低温废气,以及窑头篦冷机(冷却水泥孰料)废气,用于发电。生产每吨孰料,余热回收发电率可达35~40kW。利用余热进行发电,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。目前,全国不少省市投资主管部门在核准水泥建设项目时,已经把有没有余热发电作为核准条件。而有关政策规定,“十一五”期间,2000t/d以上的熟料生产线建成余热发电工程的要达到40%。可以说,水泥窑余热发电尤其是纯低温余热 发电 余热发电的关键取决于技术与装备两个因素,目前技术与装备的国产化已经基本成熟。我国水泥工业的余热发电早在上个世纪80年代初就已产生,但是当时技术不成熟,装备也没有,通过近20多年的发展,国内在余热发电的技术和装备国产化开发上有了突破性的进展,从低温锅炉到汽轮机组,从发电机到工程设计施工,从人员培训到调试达标投运,国内已有20多套成功的示例。全国产化的、有自主知识产权的水泥纯低温余热发电技术和装备,不仅用于国内,而且也开始出口国外。 纯低温余热回收发电项目是利用150℃以上、400℃以下的工业余热产生的低品位蒸汽(低压、低温),来推动专门设计的双压低参数的汽轮机组做功发电。它是先进技术和环保 要求相结合下的必然趋势和产物,是控制大气污染,保护臭氧层,减少能源浪费的有效手段和途径,也是相应企业提高能源利用效率,降低成本,提高产品市场竞争力,减少温室气体排放和保护环境的重要措施之一。 纯低温余热回收发电技术经过十年的发展日益成熟,国内已建成多座纯低温余热发电站,其技术经济的可行性,已越来越受到人们的高度重视,北京科技大学经过多年研究,使其技术更适合钢铁行业。 新工艺收集钢铁生产过程中产生的高、低温废热空气,经高效降尘设备后进入余热锅炉,由余热锅炉产生过热蒸汽,再由过热蒸汽或饱和蒸汽推动汽轮机带动发电机组进行发电。 结合低温余热发电的技术特点并进行技术创新,开发适应低参数、双压力(单压力)的余热回收汽水热力系统;吸收国外先进技术并进行技术创新,科学的、梯次利用生产过程中产生的高、低温废气余热,提高余热的回收利用效率;可最大化提高余热利用率,立式布置、高效受热面、自然循环的结构减少了锅炉的占地面积,降低了工程的整体造价;具有自动负荷调整、自动并网控制功能的低参数双压(单压)进汽式汽轮机,符合低温余热电站的生产运行特点,最大化的提高了余热利用率。 资金问题是推广余热发电的一个瓶颈问题。大型水泥企业既要发展新型干法水泥,布点市场空间,又要降低成本,增加效益,上纯低温余热发电项目,资金就显得比较紧张。水泥行业近几年每年大约有400亿的投资,以前基本上都用在新线建设上面,去年建新线的速度降了下来,但是投资却没有降下来,这里面就有很大一部分企业把大约20~30%的资金转到余热发电等环保节能项目上。目前国外和国内很多投资公司都看好水泥工业的纯低温余热发电项目,愿意参与投资水泥余热发电,现在已经有许多水泥企业正在开展这种合作。尤其是目前正在开展的CDM项目,发达国家有资金,水泥企业有CO2的减排量,我们的企业应抓住机遇,拿到这额外的收益。 水泥生产都是连续的,热废气流量决定于生产线规模。以日产2500吨孰料水泥窑为例,窑尾预热器废气参数176000标m3/h,330℃;窑尾烘干用废气温度210℃;窑头篦冷机总废气100000标m3/h,290℃。 用窑头AQC和窑尾SP锅炉产生高压蒸汽进行发电,随着国产化纯低温余热发电项目设计、运行日趋成熟,国内众多新型干法水泥生产线都增设了余热电站。从目前已投产的项目来看,确实为企业创造了相当可观的经济效益。应该说国产化纯低温余热发电项目的成功是水泥工业发展史上的又一次飞跃。 就目前国内已运行的余热发电项目总体来看,工艺布置和设备配置还是比较科学、比较合理的。但实际长期运转中还存在一些问题,尤其是热风管道的磨损加剧,使用寿命下降。因为大多数余热发电项目是在水泥生产线布局完成后增设的,所以在余热发电布局时就不可避免地增加许多弯头,而且由于余热锅炉的设置都增加了系统的通风阻力。同时为了不影响回转窑的正常操作就必然要提高风速,正是由于风向和风速的改变导致了热风管道的磨损加剧。 对水泥企业的长期运行跟踪情况来看,在余热发电投入之前,篦冷机出口至电收尘风管在二三年内一般不会出现被磨穿的现象,但在余热发电投入之后,磨损量显著增加。以浙江长兴煤山众盛建材有限公司5000t/d水泥熟料生产线增设6MW纯低温余热发电项目为例,该公司熟料生产线于2004年4月份投产,2005年8月份余热发电并网发电,到2006年6月份时篦冷机出口风管已严重下沉变形,经检查变形处原为8mm钢板已磨至4mm;至2006年底又发现沉降室至窑头锅炉管道已被磨穿多处。由此可见增设余热电站后系统热风管道的磨损量已显著提高,尤其是篦冷机出口至余热锅炉的热风管道,仅用1年多时间就被严重磨穿。 以往水泥生产线热风管道被磨穿后,一方面造成系统漏风;另一方面造成大量的扬尘,对回转窑操作并没有十分明显的影响。但余热电站投产后,系统漏风就直接影响进入余热锅炉的废气温度下降,从而造成发电机发电量的下降,直接影响企业经济效益。 针对这种情况,我公司开发了一种新型防磨材料(耐磨陶瓷涂料)。它采用耐酸和耐碱的人工合成原料,经严格的工艺配比和先进的无机聚合技术制成一种粉状陶瓷材料。在施工现场将特制液体无机胶水加入其中,采用人工方式涂抹在管道内壁,经过一系列物理化学反应在常温下3天后达到陶瓷结合的强度和硬度(常温强度可达130MPa以上)。该材料施工方便,工期短,可利用回转窑大中修期间进行施工。 浙江长兴煤山众盛建材有限公司利用回转窑检修时间于2006年6月、2007年2月先后两次对篦冷机出口至余热电站沉降室及沉降室至余热锅炉管道进行防磨施工。使用效果比较理想,通过实际使用证明,应用耐磨陶瓷涂料保护易磨损部位,施工方便快捷,耐磨性、耐高温性好,无剥落现象,表面几乎无磨损,达到了该公司设计要求和维护的目的,大大降低了维护费用和生产成本,提高了设备的运转率。目前该公司余热电站运转正常,发电量保持在6500kWh以上,有时可达7300kWh以上。与此同时我公司又在周边几个余热电站热风管道上进行了防磨施工。据用户反应,该材料防磨效果明显,而且具有一定的保温效果,施工后锅炉入口温度相对提高约10摄氏度,机组发电量有明显提高。 我公司将继续跟踪产品的实际使用情况,不断完善和提高产品使用性能,为国产化纯低温余热发电的长期可靠运行尽一点绵薄之力。 ------------------------------------- |
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