水泥厂2500td水泥生产线余热发电项目技术方案.docx

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水泥厂2500td水泥生产线余热发电项目技术方案

水泥厂2500t/d新型干法水泥熟料生产线

纯低温余热发电项目技术方案

1总论5

1.1项目概述5

1.2工艺及装机方案5

1.3发电量及厂用电6

1.4建设内容和范围6

2建设条件7

2.1水泥窑工艺7

2.2余热资源8

2.3辅料供应8

3建设方案8

3.1余热资源8

3.1.1余热资源情况9

3.1.2余热利用方案9

3.2工艺及装机方案10

3.2.1余热烟气流程10

3.2.2热力系统11

3.2.3汽水流程11

3.2.4装机方案12

3.2.5工艺技术措施12

3.2.6水泥生产工艺系统与余热电站的关系12

3.3总图13

3.3.1车间组成13

3.3.2交通运输13

3.3.3道路绿化13

3.4余热锅炉13

3.4.1结构形式13

3.4.2余热锅炉的清灰和输灰14

3.4.3锅炉给水15

3.4.4炉水校正15

3.4.5主要设备参数15

3.5汽轮发电机17

3.5.1汽轮发电机主机17

3.5.2调节、保安和润滑18

3.5.3汽轮发电机辅机19

3.5.4主要设备参数20

3.6化学水处理21

3.6.1化学水方案和流程21

3.6.2余热电站化学水用量21

3.6.3出水水质指标22

3.6.4主要设备参数22

3.7循环冷却水23

3.7.1循环冷却水量23

3.7.2循环冷却方案23

3.7.3循环冷却水水质要求24

3.7.4循环水补水量24

3.7.5构筑物及布置25

3.7.6主要设备参数25

3.8给排水25

3.8.1补给水量25

3.8.2补给水质要求26

3.9废水排水26

3.10雨水排水26

3.11电气26

3.11.1站内高压系统26

3.11.2站内低压系统27

3.11.3装机及负荷27

3.11.4负荷平衡28

3.11.5电气控制系统28

3.11.6电讯29

3.11.7防雷接地29

3.11.8照明30

3.11.9装备水平30

3.12热工自动化31

3.12.1慨述31

3.12.2过程自动检测31

3.12.3过程自动控制33

3.12.4过程的远程控制34

3.12.5过程自动联锁34

3.12.6DCS控制系统36

3.12.7仪表接地38

3.12.8动力供应38

3.12.9主要仪表选型39

3.12.10控制室设置39

3.13土建结构40

3.13.1建筑与结构设计总则40

3.13.2主厂房建筑与结构40

3.13.3SP余热锅炉建筑与结构42

3.13.4AQC余热锅炉建筑与结构42

3.13.5循环水站建筑与结构43

3.13.6化学水处理站建筑与结构43

3.13.7设备基础、支架及管沟44

4消防45

4.1消防范围45

4.2消防重点45

4.3防火方案45

4.3.1总平面布置45

4.3.2建筑物防火45

4.3.3电气设施防火46

4.4消火方案46

4.4.1消防通道46

4.4.2消火栓布置46

4.4.3灭火器布置46

5项目组织与生产管理46

5.1组织管理47

5.2建设进度47

5.3生产管理47

5.4劳动定员48

5.5职工培训48

1总论

1.1项目概述

随着新型干法水泥熟料生产工艺技术水平的不断提高，我国水泥工业节能技术水平有了长足的进步，高温余热已在水泥生产过程中被回收利用，利用日益成熟的余热利用技术，大量回收和充分利用中、低余热，用以发电、制冷、采暖或热电联供，已经成为目前国内水泥工业节能降耗的有效途径之一。

我国是世界最大的水泥生产和消费大国，也是能源紧缺国家，充分利用水泥窑余热发电已成为水泥工业发展的一个方向。

国务院批准发布的《节能中长期专项规划》明确提出：

水泥行业发展新型干法窑外分解技术，提高新型干法水泥熟料比重，积极推广节能粉磨设备和水泥窑余热发电技术，对现有大中型回转窑、磨机、烘干机进行节能改造。

作为十大节能工程之一，余热余压利用工程则明确要求在日产2000吨以上水泥生产线中每年建设低温余热发电装置30套。

在近期印发的《关于加快水泥工业结构调整的若干意见》中，要求到2010年，新型干法水泥采用余热发电的生产线达40%。

鉴于在水泥窑余热发电技术中，纯低温余热发电技术具有更好的社会效益和经济效益，目前国家将重点支持该项技术的推广应用。

本项目为利用某水泥厂2500t/d新型干法水泥生产线纯低温余热发电项目。

项目名称：

某和发集团某水泥厂2500t/d水泥生产线余热发电项目。

项目性质：

2500t/d新型干法水泥生产线配套建设项目。

业主单位：

某和发集团某水泥厂

建设地点：

某和发集团某水泥厂区。

建设规模：

5.0MW凝汽式余热电站。

1.2工艺及装机方案

某水泥厂现新建一条2500t/d水泥生产线，本工程利用水泥生产线窑尾预热器排出的废气余热和窑头冷却机排出的废气余热，在水泥生产线窑尾预热器旁建设一套窑尾余热锅炉（以下简称为SP锅炉）、在窑头冷却机旁建设一套窑头余热锅炉（以下简称为AQC锅炉），产生低压过热蒸汽送至汽轮发电机组做功发电。

经热平衡计算，在2500t/d水泥生产线生产量≥3000t/d时，根据业主提供的废气参数计算，窑尾预热器排出的废气余热可产生1.2MPa的饱和蒸汽17.2t/h；窑头冷却机产生的废气余热可产生1.2MPa饱和蒸汽9.5t/h；两部分蒸汽汇总后共26.7t/h经过热器过热成360℃过热蒸汽供汽轮机组发电。

结合成熟汽轮机设备的理论汽耗参数，本工程额定发电出力约5.13MW，考虑到2500t/d水泥生产线余热废气参数有一定的波动，经综合考虑，拟建汽轮机装机容量确定为5.0MW，发电机配置6.0MW。

1.3发电量及厂用电

发电机装机容量：

6.0MW

电站年发电量：

3693.6×104kW.h

电站年自耗电量：

241×104kW.h

电站自耗电率：

6.5%

电站年外供电量：

3452.6×104kW.h

1.4建设内容和范围

本工程建设内容包括：

窑尾SP余热锅炉一套、窑头AQC余热锅炉一套、5.0MW汽轮机和6MW发电机组一套、化学水处理站一套、循环冷却水站一套以及相应的发配电系统、仪表自控系统及相应的公用工程。

按业主给出的工程范围要求，本工程与2500t/d水泥生产线的工程界区分界点拟设置如下：

1）、余热锅炉

窑尾SP余热锅炉引风管的分界点设在预热器C1级出口至增湿塔入口之间的引风管上，回风管的分界点设在高温风机入口前的风管上，锅炉排灰的分界点设在增湿塔的输灰设备处。

窑尾AQC余热锅炉引风管的分界点设在冷却机3-4风室和5风室前段顶部，回风管的分界点设在6风室至除尘器进口风管上，锅炉排灰的分界点设在窑头除尘器的输灰设备处。

2）、给排水

软水（化学水）补给水管路的分界点设在原水箱的进水口；循环水站补给水管路的分界点设在冷却水池补给水的进水口；生活水管分界点设在余热锅炉和余热电站界区外1m处；废水、污水和雨排水的分界点设在相应装置就近的地沟处。

3）、电气系统

高压系统的分界点设在水泥厂内总降压站10.5kV母线联络柜出口。

4）、自控系统

余热发电DCS系统与2500t/d水泥生产线DCS之间通讯的网络分界点设在余热电站DCS系统的网络连接口上。

以上述工程界区点为界，界区点以内靠余热发电一侧的相关工程设计、安装、设备供货、材料供货、设计联络、工程服务等由承包方负责，界区点以外相关工程由业主方负责。

2建设条件

2.1水泥窑工艺

本工程是利用水泥窑产生线生产过程中的废气余热产生蒸汽，推动汽轮发电机组做功发电的余热利用工程，余热发电工艺及其发电量与水泥窑产生线工艺、设备和参数等密切相关。

本工程水泥窑工艺和设备主要具体参数如下所示：

项目

数值

单位

熟料生产能力

3000

t/d

熟料小时产量

125

t/h

燃煤热值

～

Kcal/kg

熟料落料温度

～1370

℃

熟料出料温度

≤95

℃

二次风温度

～1050

℃

三次风温度

～800

℃

生料磨进风温度（最低）

～200

℃

煤磨进风温度

～

℃

运转率

7200

小时/年

2.2余热资源

根据某水泥厂提供的2500t/d熟料生产线相关资料，生产线废气余热条件如下。

1）、窑头余热发电可用废气

废气量：

140000Nm3/h

废气温度：

380℃

含尘浓度：

～30g/Nm3

2）、窑尾余热发电可用废气

废气量：

230000Nm3/h

废气温度：

335℃

含尘浓度：

≤100g/Nm3

3）、余热利用现状

2500t/d熟料生产线余热目前用于两个方面：

一是利用窑尾C1级排出的余热烟气供生料磨烘干用，生料磨入口烟气温度最低为200℃；二是冷却机三风室抽出约6000Nm3/h、640℃的热风供煤磨烘干用。

其余余热资源未再利用。

4）、余热利用要求

在保证2500t/d熟料生产线工艺用风的前提下，尽可能回收废气余热，生产蒸汽发电。

2.3辅料供应

本工程主要消耗的药品有：

磷酸三钠，碱式氯化铝等，均由当地市场采购，汽车运输。

3建设方案

3.1余热资源

3.1.1余热资源情况

根据业主提供的某水泥厂2500t/d水泥生产线余热资源及要求如下：

1）、窑尾余热发电可用废气量230000Nm3/h、温度335℃；供生产线生料磨烘干用，废气温度最低200℃；

2）、窑头冷却机中部余热发电可用废气量140000Nm3/h，温度380℃。

以上废气参数将作为本次方案的设计依据，当实际参数发生变化时，余热锅炉及余热发电参数也将会作相应的调整。

3.1.2余热利用方案

按照上述可利用的余热废气参数，在满足水泥生产线所用热风的前提下，结合本公司水泥余热发电的实际工程经验、特有的冷却机优化取热梯级利用技术以及便于余热锅炉设计制造的原则，对本工程余热资源进一步细化，以提高和稳定回收蒸汽的品质。

本工程回收利用的余热资源分为两部份：

第一部份为来自窑尾预热器C1级排出的烟气；第二部份为窑头冷却机前段三风室的剩余热风和冷却机中段四、五风室热风，余热利用方案如下：

1）窑尾余热利用方案

本工程利用窑尾预热器出口废气在窑尾设置SP余热锅炉。

余热锅炉设置SP过热器、SP蒸发器和SP省煤器。

窑尾C1级筒出口烟气从SP余热锅炉顶部依次进入SP过热器、SP蒸发器、SP省煤器。

SP省煤器出口废气经高温风机引至生料磨，SP省煤器出口废气温度按生料磨要求最低200℃设计。

SP余热锅炉进口废气参数如下：

名称

规格参数

单位

余热废气风量

230000

Nm3/h

余热废气温度

335

℃

含尘浓度

≤100

g/Nm3

2）窑头余热利用方案

本工程为实现废气余热的梯级利用，将业主提供的温度380℃、烟气量140000Nm3/h的废气细分为冷却机前段和冷却机中段两部分，前段引风口设在三、四风室分界面上，中段引风口设在五风室前部紧邻四风室处，细分后废气参数如下：

（1）AQC余热锅炉进口高温风

名称

规格参数

单位

余热废气风量

30000

Nm3