簡要介紹我國目前能源現(xiàn)狀隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源緊缺的矛盾日趨突出，煤炭、石油和天然氣消耗的快速增長，能源緊張的形勢日趨嚴重，這一局面短時間內難以改觀。目前一些地區(qū)鬧煤荒、電荒，石油價格上揚，加油困難，這些事情頻繁發(fā)生，嚴重影響著國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。雖然能源這樣緊張，但是我們的能源使用，客觀存在著很多不合理的現(xiàn)象，導致能源大量浪費，最突出的浪費是能源沒有“梯級利用”和工業(yè)余熱的隨意排放。第一、把煤炭、石油、天然氣等高品級能源“降級使用”，只為取得100℃左右低品質的熱水或蒸汽，用于采暖、空調、生活用熱等。這種能源利用能效很低，且能源轉換價值也很低，隨著人們節(jié)約能源觀念、意識的轉變和能源利用專業(yè)水平的提高，這一問題會逐漸得到解決。第二、把大量工業(yè)低溫廢氣余熱丟棄不用，不僅造成了大量寶貴能源的浪費，而且造成了環(huán)境熱污染，導致環(huán)境溫度不斷升高，客觀上可以說是在浪費人類寶貴資源。我國水泥工業(yè)現(xiàn)狀重慶拉法基南山水泥廠生產(chǎn)現(xiàn)狀純低溫余熱發(fā)電前景廣闊南山水泥余熱發(fā)電設備系統(tǒng)布置圖南山純低溫余熱發(fā)電設備工藝流程圖余熱發(fā)電煙氣工藝流程圖

余熱發(fā)電系統(tǒng)設備組成

余熱發(fā)電系統(tǒng)主要有以下幾部分組成

1、鍋爐系統(tǒng)及附屬設備

2、汽輪機系統(tǒng)及附屬設備

3、發(fā)電機系統(tǒng)及附屬設備

4、化學制水系統(tǒng)及附屬設備

5、熱工儀表安全附件

6、自動控制系統(tǒng)這里重點介紹一、二和四這三個部分。鍋爐設備

一、鍋爐定義所謂鍋爐就是鍋和爐的總稱，鍋是吸熱的水容器，爐就是加熱設備，組合在一起，就是鍋爐。10~75t/h鏈條鍋爐1000t/h鍋爐2000t/h鍋爐2000t/h鍋爐水泥窯窯頭、窯尾余熱鍋爐鍋爐的類型及分類

一、按用途分類：電站鍋爐、船舶鍋爐、工業(yè)鍋爐和供熱鍋爐二、鍋爐水動力循環(huán)原理：自然循環(huán)鍋爐、直流鍋爐、控制循環(huán)鍋爐和復合循環(huán)鍋爐三、按主蒸汽出口壓力分：低壓鍋爐（≤2.45MPa）；中壓鍋爐（2.94～4.9MPa）；高壓鍋爐（7.84～10.8MPa）；超高壓鍋爐（11.8～14.7MPa）；亞臨界鍋爐（15.7～19.6MPa）；超臨界鍋爐（≥22.0MPa）

鍋爐的類型及分類四、按照燃料種類分：燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐和特種燃料鍋爐（蔗渣鍋爐、有機質鍋爐等）。五、電站鍋爐分類：燃煤電站鍋爐、燃油電站鍋爐、燃氣電站鍋爐、特種燃料電站鍋爐和余熱鍋爐。六、余熱鍋爐分類：水泥余熱鍋爐、煉油廠催化裂化余熱鍋爐和冶金余熱鍋爐鍋爐受熱面的組成

30~410t/h煤粉鍋爐蒸汽鍋爐的參數(shù)系列

鍋爐（蒸汽）的參數(shù)系列1、鍋爐的容量：主要是指鍋爐出口處蒸汽的流量，單位t/h。2、蒸汽的壓力：主要是指鍋爐出口處蒸汽的壓力，單位MPa3、蒸汽的溫度：主要是指鍋爐出口處蒸汽的溫度，單位℃。4、鍋爐給水溫度：主要是指進入鍋爐省煤器的水溫，如果沒有省煤器，是指進如鍋筒的水溫，單位℃。鍋爐的經(jīng)濟指標南山水泥純低溫余熱發(fā)電熱源

一、窯頭鍋爐在窯頭篦冷機中部增加抽氣口，將原來通過篦冷機尾部抽氣口排放的煙氣，分為兩部分抽取，中部抽取為360℃煙氣，尾部抽取為160℃煙氣，（通過煙氣品質核算分析和閥門調節(jié)實現(xiàn)）。其中360℃煙氣作為窯頭鍋爐熱源，窯頭鍋爐排放煙氣與尾部160℃煙氣混合，經(jīng)除塵后排放。二、窯尾鍋爐在窯尾預熱器后增設窯尾鍋爐，預熱器排出的350℃煙氣作為熱源，生產(chǎn)出品質合格蒸汽，供汽輪機發(fā)電，設計窯尾鍋爐排煙溫度為230℃，用于生料的烘干。窯頭篦冷機改造前狀況窯頭篦冷機改造后狀況窯尾鍋爐改造前狀況窯尾鍋爐改造后狀況南山余熱發(fā)電項目鍋爐煙氣參數(shù)一、窯頭鍋爐（AQC鍋爐）1、煙氣：1#線入口煙氣量70000Nm3/h，入口煙溫360℃，出口煙溫115℃；2、煙氣：2#線入口煙氣量10200Nm3/h，入口煙溫360℃，出口煙溫115℃；二、窯尾鍋爐（SP鍋爐）1、煙氣：1#線入口煙氣量138000Nm3/h，入口煙溫350℃，出口煙溫115℃；2、煙氣：2#線入口煙氣量158000Nm3/h，入口煙溫350℃，出口煙溫115℃；余熱鍋爐的組成

南山水泥廠采用的純低溫余熱鍋爐，每條生產(chǎn)線配置兩臺鍋爐，一臺窯頭鍋爐AQC，一臺窯尾鍋爐SP。窯頭鍋爐主要由以下幾個部分組成：1、汽包；2、省煤器；3、蒸發(fā)器；4、過熱器；窯尾鍋爐主要由以下幾個部分組成：1、汽包；2、蒸發(fā)器；3、過熱器；這種設計，主要是因為窯尾鍋爐排放230℃煙氣，窯頭鍋爐排放115℃煙氣，存在窯頭、窯尾鍋爐受熱面的相互匹配，導致這種設計。如果窯尾鍋爐排煙溫度與窯頭鍋爐一樣，窯頭窯尾鍋爐可分別設計，互不影響，設計難度就會降低很多。

該爐屬于低壓、次中溫、自然循環(huán)、電站、余熱鍋爐窯頭鍋爐汽水、煙氣工藝流程窯尾鍋爐汽水、煙氣工藝流程南山余熱發(fā)電項目鍋爐蒸汽參數(shù)及容量一、余熱鍋爐參數(shù)窯頭鍋爐主蒸汽壓力1.35MPa，主蒸汽溫度340℃；窯尾鍋爐主蒸汽壓力1.35MPa，主蒸汽溫度330℃；鍋爐給水溫度42℃；二、余熱鍋爐容量1、1#窯兩臺余熱鍋爐總蒸發(fā)量14.93t/h，兩臺爐共用窯頭省煤器，其中窯頭鍋爐蒸發(fā)量5.08t/h，窯尾9.85t/h。2、2#窯兩臺余熱鍋爐總蒸發(fā)量19.35t/h，兩臺爐共用窯頭省煤器，其中窯頭鍋爐蒸發(fā)量7.97t/h，窯尾11.38t/h。余熱發(fā)電鍋爐附屬設備

（一、送風機；二、引風機；三、除塵器；八、拉鏈機；屬于水泥系統(tǒng)，這里不解釋，重點介紹下面四項）四、除氧器五、排污擴容器六、加藥裝置七、給水泵九、干擾式分離器

除氧器的工作原理

除氧的工作原理是應用亨利定律和道爾頓定律，根據(jù)亨利定律可知,在封閉容器中，任何氣體同時存在于水面上,則氣體的溶解度與其自己的分壓力成正比,而且氣體的溶解度僅與其本身的分壓力有關。熱力除氧原理：在一定壓力下,隨著水溫升高,水蒸汽的分壓力增大,而空氣和氧氣的分壓力越來越小。在一個大氣壓100℃時,氧氣的分壓力降低到零,水中的溶解氧也降低到零。真空除氧原理：在一定溫度下,隨著水壓的降低,水蒸汽的分壓力增大,而空氣和氧氣的分壓力越來越小。在一定溫度和該溫度飽和壓力時，氧氣的分壓力降低到零,水中的溶解氧也降低到零。真空除氧原理圖南山水泥除氧器設備

我廠余熱發(fā)電項目選用一臺除氧器，布置在主場房上部，屬于高位布置，真空除氧。除氧器出力為50t/h，工作壓力0.008MPa，工作溫度40℃。排污擴容器的作用

為了保證蒸汽的品質，鍋水的品質必須符合規(guī)定的標準，所以對自然循環(huán)鍋爐要進行排污。排污方式分為連續(xù)排污和定期排污兩種。連續(xù)排污是從鍋爐水循環(huán)回路中上汽包內含鹽濃度最大的部位連續(xù)放出鍋水，以維持鍋水額定含鹽量。定期排污是為了補充連續(xù)排污的不足，從鍋爐下汽包或汽包底部及聯(lián)箱排除其中的沉淀物，以改善鍋水品質。連續(xù)排污和定期排污都進入排污擴容器減壓后排放。擴容器設備余熱鍋爐加藥裝置加藥作用鍋內加藥處理是往鍋內加堿性藥劑，與鍋爐給水中的鈣鎂等鹽類生成松軟水渣，通過排污排出鍋爐。我們余熱鍋爐屬于輔助加藥處理，是用加磷酸三鈉溶液的辦法使鍋水內經(jīng)常維持一定量的磷酸根離子，在通過水沸騰狀態(tài)下，與鈣鎂離子反應生成堿式磷酸鈣，一種松軟的水渣，并不斷排出鍋外，保持鍋內水質穩(wěn)定。加藥裝置鍋爐給水泵一、定義：給水泵就是向鍋爐不斷給水的水泵。二、給水泵的容量為了保證給水的可靠性，給水泵的總容量及臺數(shù)應保證在其中一臺最大容量的給水泵停運時，其余給水泵能供給所連接系統(tǒng)的全部鍋爐在額定蒸發(fā)量時所需的給水量。三、給水泵的揚程給水泵的揚程應足夠克服氣包壓力，開啟安全閥的多余壓力，給水進水管、壓力管、閥門、流量孔板和省煤器等的水力阻力以及供水的幾何高度。

鍋爐給水泵干擾式分離器

在窯頭冷卻機中部抽出的廢氣，為減輕窯頭鍋爐磨損，在窯頭鍋爐前設置了干擾式分離器：一、1#干擾式分離器入口煙氣量：70000Nm3/h；入口煙溫：360℃；入口煙氣含塵濃度：36g/Nm3；出口煙氣含塵濃度：15g/Nm3；壓力損失：350Pa；漏風系數(shù)：0.5%；二、2#干擾式分離器入口煙氣量：102000Nm3/h；入口煙溫：360℃；入口煙氣含塵濃度：36g/Nm3；出口煙氣含塵濃度：15g/Nm3；壓力損失：350Pa；漏風系數(shù)：0.5%；汽輪機設備

一、定義：汽輪機是將蒸汽的熱力勢能轉換成機械能，借以拖動其他機械轉動的原動機。

二、汽輪機裝置：為保證汽輪機安全經(jīng)濟的進行能量轉換，除汽輪機本體外，還需配置若干附屬設備，汽輪機及其附屬設備通過管道、閥門等附件連成系統(tǒng)，再由各種功能的系統(tǒng)組成一個整體，稱為汽輪機裝置（汽輪機裝置）。汽輪機設備（裝置）組合示意圖汽輪機的分類一、按工作原理：沖動式汽輪機和反動式汽輪機二、按熱力系統(tǒng)：凝汽式汽輪機；背壓式汽輪機；調節(jié)抽汽式汽輪機；抽汽背壓式汽輪機；中間再熱式汽輪機；混壓壓式汽輪機；三、按汽流方向：軸流式汽輪機和輻流式汽輪機；四、按用途分類電站汽輪機；工業(yè)汽輪機；船用汽輪機；凝汽式供暖汽輪機；汽輪機的分類五、按照進汽參數(shù)低壓汽輪機（＜1.5MPa）；中壓汽輪機（2~4MPa）；高壓汽輪機（6~10MPa）；超高壓汽輪機（12~14MPa）；亞臨界汽輪機（16~18MPa）；超臨界汽輪機（＞22MPa）六、按照功率分大功率汽輪機（＞200MW）；小功率汽輪機（＜25MW）；6MW汽輪發(fā)電機60MW汽輪發(fā)電機200MW汽輪機300MW汽輪機600MW汽輪機水泥行業(yè)余熱發(fā)電汽輪機水泥行業(yè)余熱發(fā)電汽輪機汽輪機本體結構一、氣缸：上汽缸、下氣缸兩部分，其中上、下氣缸又分為高壓缸和低壓缸兩部分。二、隔板：隔板與其后邊的葉輪組成一個壓力級，隔板上有隔板汽封；裝在隔板調節(jié)室上的噴嘴組合體稱為噴嘴組。三、轉子：由主軸、葉輪、葉片、推力盤、軸套、聯(lián)軸器和主軸泵等組成。四、軸封：汽封齒和氣封套組成；

五、軸承：支撐軸承和推力軸承。汽輪機的經(jīng)濟指標一、相對內效率ηn(%)是指1kg蒸汽在一個工作單元中所轉換成的有效功W與所消耗的理想能量H之比。W蒸汽轉換成的有效功；H所消耗的理想焓降（kJ/kg）二、絕對內效率ηj(%)是指1kg蒸汽在一個工作單元中所轉換成的有效功W與所消耗的熱量R之比。W蒸汽轉換成的有效功；R所消耗的熱量；（kJ/kg）三、熱耗率q（kJ/kwh）每生產(chǎn)1kwh電能所消耗的熱量稱為熱耗率。汽輪機的經(jīng)濟指標四、氣耗率d（kg/kwh）每生產(chǎn)1kwh電能所消耗的蒸汽量稱為汽耗率。d=D/WD：汽輪機進汽量(kg/h)；W：汽輪機功率(kw)；五、冷源損失

汽輪機排汽仍然具有一定的壓力和溫度，仍具有一定的熱力勢能，這一部分能量沒有轉換成機械能，稱為冷源損失。為了減少冷源損失，常采用凝汽設備來降低排汽的壓力和溫度，并保持凝汽器的真空度，將冷源損失降到最低限度。南山余熱發(fā)電項目選用汽輪機發(fā)電機一、汽輪機型號：N7.5—1.25；額定功率：7.5MW；額定轉速：3000r/min；進汽壓力：1.25MPa；進汽溫度：320℃；排汽壓力：0.008MPa；這種汽輪機屬于低壓，次中溫，純凝汽輪機。二、發(fā)電機型號：QFJ—7.5—2；額定功率：7.5MW；額定轉速：3000r/min；出線電壓：6300V；汽輪機附屬設備六、汽機的附屬設備（余熱發(fā)電）

1、凝汽器；

2、油系統(tǒng)；

3、射水抽汽器；

4、循環(huán)冷卻系統(tǒng)；

凝汽器設備凝汽器顧名思義就是凝結蒸汽的設備。作用之一就是在汽輪機的排汽側建立并維持低溫和高度真空狀態(tài)，減少冷源損失。作用之二就是回收凝結水，蒸汽凝結水品質很高，一般經(jīng)過除氧后可直接用于鍋爐給水，這樣可大大減少鍋爐補水凝汽器水室分成兩個部分，可以一部分運行一部分檢修。凝汽器膠球清洗裝置能在運行中進行自清洗。凝汽器熱水井，有一定的儲水量，以保持熱井水位相對穩(wěn)定，有利于凝結水泵的運行。凝汽器外觀凝汽器內部結構汽輪機油系統(tǒng)

汽輪機油系統(tǒng)的作用現(xiàn)代汽輪機的調節(jié)保護系統(tǒng)都是用油驅動的，各軸承也需要大量潤滑油進行潤滑和冷卻，因此每臺氣輪機組，均設置供油系統(tǒng)，在各種運行工況下，不間斷的向調節(jié)系統(tǒng)，保護系統(tǒng)和軸承供油，并保證油壓、油溫和右的流量符合要求。通常情況，調節(jié)系統(tǒng)用油和潤滑系統(tǒng)使用同一牌號的潤滑油，由一套供油系統(tǒng)供油。汽輪機油系統(tǒng)組成汽輪機油系統(tǒng)的組成一、油泵：包括主油泵，交流高壓油泵和交直流潤滑油泵。一般油泵采用離心式油泵，主油泵置于前軸承箱內。二、油箱：供油系統(tǒng)存油的容器，保證油在油箱中有足夠的停留時間，以便分離出油中所含氣體、水分和殘渣。三、冷油器：是一種表面式換熱器，用于吸收潤滑油流經(jīng)軸承所吸收的熱量。四、油凈化裝置：潤滑油由于不斷吸熱放熱，長時間運行會出現(xiàn)乳化，需要定期處理和更換汽機用油五、油壓調節(jié)和低油壓保護裝置。汽輪機油系統(tǒng)流程圖汽輪機油系統(tǒng)設備圖片射水抽汽器的工作原理

射水泵抽吸射水箱的工業(yè)水將其升壓后經(jīng)水室射入射水抽汽器噴嘴，噴嘴將壓力水的壓力能轉變?yōu)樗俣饶?，水流高速從噴嘴射出后在水室中形成高度真空的負壓區(qū)，從而把凝汽器內的汽氣混合物吸入水室內和工業(yè)水一起進入擴散管后，水流速度減慢壓力升高最后以略高于大氣壓的壓力排出擴散管進入射水箱。

射水抽汽器系統(tǒng)圖汽輪機循環(huán)冷卻系統(tǒng)

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)包括循環(huán)冷卻水泵、組合逆流式機械通風冷卻塔，循環(huán)水池、循環(huán)水管網(wǎng)、加藥裝置和無閥過濾器。

系統(tǒng)運行時。循環(huán)冷卻水池抽水送至各生產(chǎn)車間供生產(chǎn)設備冷卻用水，冷卻過設備的水（循環(huán)回水）利用循環(huán)水泵的余壓送至冷卻構筑物，冷卻后的水流回循環(huán)水池，供循環(huán)水泵繼續(xù)循環(huán)使用。為確保該系統(tǒng)良好，穩(wěn)定的運行，系統(tǒng)中設置了加藥和旁濾設備。循環(huán)冷區(qū)水系統(tǒng)流程圖風機冷卻塔電廠冷卻設備主要分為冷卻池和冷卻塔兩種形式。冷卻塔分為自然通風冷卻塔和機力通風冷卻塔兩種，機力通風冷卻塔分為風筒式和抽風式兩種，我廠選用的是機力通風冷卻塔是抽風式橫、逆流冷卻塔。具有冷卻能力大，占地面積相對較小的特點。余熱發(fā)電項目循環(huán)水設備選型一、組合逆流式機械通風冷卻塔（兩臺）型號：10BNGZ—2000；設計出力：2000m3/h；二、循環(huán)冷卻水泵（兩臺）型號：20SH-13A；流量：1440~1872~2232m3/h；揚程：34~31~26m；三、無閥過濾器（一臺）型號：GLG150—Ⅱ—1700；設計出力：150m3/h；四、組合逆流式機械通風冷卻塔（兩臺）型號：JY-0.3/0.72-A-1；設計出力：0~200L/h；化學制水系統(tǒng)工藝流程

為滿足于熱電站鍋爐給水水質標準，天津設計院設計的水處理方式為“過濾+反滲透”系統(tǒng)，廠區(qū)生活給水一次通過原水箱、多介質過濾器、活性碳過濾器，過濾后經(jīng)高壓泵送至反滲透裝置，達標出水進入軟水箱再由軟水泵將軟化水送至汽輪發(fā)電機組使用。標準要求出水硬度不大于0.03mmol/L，實際出水指標要低于該值。前提條件是化學車間補水也就是進入原水箱的水必須滿足《生活飲用水水質標準》。化學制水系統(tǒng)工藝流程圖原水箱、軟水箱

為滿足事故、機組啟動調試階段的用水要求，設置原水箱和軟水箱各一臺。原水箱容積為20立方米，可以滿足系統(tǒng)額定狀態(tài)最大補水量1.8小時清水耗量（最大補水量6t/h）。軟水箱容積40立方米，可以滿足2#窯兩臺余熱鍋爐2.07小時額定蒸發(fā)量（2#窯兩臺余熱鍋爐額定蒸發(fā)量7.97t/h+11.38t/h）。原水箱、軟水箱外型圖多介質過濾器

利用器內粒狀濾料來去除水中懸浮物和膠體雜質，降低出水濁度同時去除鐵錳等。根據(jù)所裝濾料的不同可采用單層、雙層過濾器。雙層設備的濾料配級，上層無煙煤400／0.8～1.6mm或700/1.2～2mm，下層石英砂800／0.6～1.2mm。利用多介質濾料（例：石英砂、鐵錳砂、活性炭等）的截留，濾除作用，去除大粒徑的雜質顆粒，濃度膠體和懸浮物。具有效率高、容量大、截污能力強、過濾周期長及低成本，易維護、效果穩(wěn)定等特點各項指標均達到國內先進水平。我廠選用多介質過濾器出力為14m3