義煤集團(tuán)水泥公司余熱發(fā)電項(xiàng)目研究

李　莉　王曉華　秦　偉

摘要：日產(chǎn)5 000噸熟料水泥生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯在生產(chǎn)過程中，窯尾預(yù)熱器及窯頭篦冷機(jī)排放的30%的350℃以下中、低溫廢氣余熱仍不能被充分利用，這部分熱能通過窯尾煙囪排放至大氣中，既浪費(fèi)熱能又對(duì)環(huán)境造成污染，利用窯尾、窯頭余熱配套建設(shè)9MW余熱電站，不但能充分利用余熱，同時(shí)減少環(huán)境污染，具有良好的環(huán)境、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：余熱發(fā)電；電站；義煤集團(tuán)；水泥公司

中圖分類號(hào)：F416.61文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ文章編號(hào)：1673-291X(2009)09-０164－02

引言

隨著中國人口的不斷增加和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源相對(duì)不足的矛盾日益嚴(yán)峻，尋找新的資源或可再生資源，以及合理綜合利用現(xiàn)有的寶貴資源將是中國今后如何確保經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。中國高度重視循環(huán)經(jīng)濟(jì)，并把樹立科學(xué)發(fā)展觀、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)列入“十一五”發(fā)展規(guī)劃。

發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)有利于形成節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的生產(chǎn)方式和消費(fèi)模式，有利于提高經(jīng)濟(jì)增長的質(zhì)量和效益，有利于建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)，有利于促進(jìn)人與自然的和諧，充分體現(xiàn)了以人為本，全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展觀的本質(zhì)要求，是實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會(huì)宏偉目標(biāo)的必然選擇，也是關(guān)系中華民族長遠(yuǎn)發(fā)展的根本大計(jì)。

水泥工業(yè)既是能源的消耗大戶，也是能源的浪費(fèi)大戶，節(jié)能降耗的任務(wù)很艱巨。義煤水泥公司于2006年新上了一條5 000t/d干法生產(chǎn)線，水泥熟料熱耗已由原來的4 600kJ/kg降低到3 200kJ/ kg，但是由于水泥煅燒技術(shù)和生產(chǎn)工藝流程的限制，約占水泥熟料燒成系統(tǒng)總熱耗量的30%的350℃以下中、低溫廢氣余熱仍不能被充分利用，從而造成能源的極大浪費(fèi)。為了減少中低溫廢氣排放對(duì)大氣的熱污染，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，同時(shí)緩解公司的用電壓力，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，做好企業(yè)節(jié)能減排工作，利用水泥熟料生產(chǎn)線的窯頭、窯尾生產(chǎn)線排放的廢氣余熱資源，采用純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，建設(shè)一座9MW純低溫余熱電站。本項(xiàng)目建成后，可大力回收和循環(huán)利用水泥窯廢氣余熱，提高水泥生產(chǎn)線的整體資源利用水平，是很好的節(jié)能減排項(xiàng)目。

一、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告

日產(chǎn)5 000噸熟料水泥生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯在生產(chǎn)過程中，窯尾預(yù)熱器及窯頭篦冷機(jī)排放的30%的350℃以下中、低溫廢氣余熱仍不能被充分利用，這部分熱能通過窯尾煙囪排放至大氣中，既浪費(fèi)熱能又對(duì)環(huán)境造成污染，采用技術(shù)先進(jìn)的水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，回收窯頭、窯尾余熱，建設(shè)一座9MW余熱電站項(xiàng)目，年發(fā)電量6 324萬千瓦時(shí)，平均每噸熟料成本可下降15元以上，每年可為企業(yè)節(jié)約2 000多萬元資金，年節(jié)約標(biāo)煤2.1934萬噸,減少二氧化碳6萬噸，具有良好的環(huán)境、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。

二、主要工藝技術(shù)和設(shè)備選型

本項(xiàng)目采用純低溫余熱發(fā)電工藝。工程包括9MW汽輪機(jī)廠房、冷卻塔、窯頭余熱鍋爐及沉降室、窯尾余熱鍋爐、化水車間等。

根據(jù)5 000t / d水泥生產(chǎn)線的布置及發(fā)電工藝流程，窯尾余熱鍋爐布置在水泥熟料生產(chǎn)線窯尾高溫風(fēng)機(jī)上；窯頭余熱鍋爐布置在熟料生產(chǎn)線窯廠房旁的空余場地；汽輪發(fā)電機(jī)房布置在水泥廠回轉(zhuǎn)窯旁的空余場地內(nèi)；冷卻塔根據(jù)水泥生產(chǎn)線區(qū)域空地情況布置在空余場地內(nèi)；循環(huán)水泵布置在循環(huán)水冷卻塔旁邊。窯頭余熱鍋爐AQC爐、窯尾余熱鍋爐SP爐均為露天布置；汽輪發(fā)電機(jī)組建立單獨(dú)的主廠房。

電站用電設(shè)電力室，電站啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電源為電網(wǎng)供電；電站運(yùn)行方式為并網(wǎng)不上網(wǎng)；電站的通訊系統(tǒng)采用原水泥廠通訊系統(tǒng)，與電站生產(chǎn)有關(guān)的各崗位均設(shè)直通調(diào)度電話，電站與電網(wǎng)調(diào)度管理部門間按要求設(shè)置調(diào)度通信設(shè)施。汽機(jī)循環(huán)冷卻水設(shè)施采用機(jī)械通風(fēng)冷卻塔；電站的控制采用DCS計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

余熱鍋爐采用立式鍋爐，可以解決余熱爐漏風(fēng)、堵灰等問題并減少占地面積，提高余熱回收率。

熱力系統(tǒng)設(shè)有汽、水解列旁通措施，汽輪機(jī)組等可退出發(fā)電系統(tǒng)。

汽輪發(fā)電機(jī)房、鍋爐及廢氣處理、電站控制室、站用電力室、發(fā)電機(jī)及站用電高壓系統(tǒng)等合建一主廠房，其中：汽輪機(jī)采用補(bǔ)汽凝汽式機(jī)組，容量為9MW，主蒸汽工作蒸汽參數(shù)為1.6Mpa6，310℃。發(fā)電機(jī)采用10kV空冷式發(fā)電機(jī)組。

電站設(shè)集中電力室，電站啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電源為電網(wǎng)供電，電站運(yùn)行后方式為并網(wǎng)運(yùn)行。

電站與電站生產(chǎn)有關(guān)的各崗位均設(shè)直通調(diào)度電話，電話與電網(wǎng)調(diào)度管理部門間按要求設(shè)置調(diào)度通信設(shè)施。

汽機(jī)循環(huán)冷卻水設(shè)施采用機(jī)械通風(fēng)冷卻塔。

鍋爐用水處理采用“反滲透+一級(jí)混床除鹽系統(tǒng)”。

電站的控制采用DCS計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

三、節(jié)能效果

本項(xiàng)目建成后，年發(fā)電量6 324×10⁴kWh，年供電量5 818×10⁴kWh，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤21 934噸，減排CO₂6萬噸、粉塵0.035萬噸、SO₂400噸。既可以充分利用水泥生產(chǎn)過程中的廢氣余熱，又可以在節(jié)約能源的同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的污染。

黨的十七大報(bào)告中明確提出，要加強(qiáng)能源資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，堅(jiān)持資源節(jié)約和保護(hù)環(huán)境的基本國策，必須把建設(shè)資源節(jié)約、環(huán)境友好型社會(huì)放在工業(yè)化、現(xiàn)代化發(fā)展戰(zhàn)略的突出位置，必須建設(shè)生態(tài)文明，形成節(jié)約能源資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增長方式和消費(fèi)模式，水泥公司余熱發(fā)電綜合利用項(xiàng)目是響應(yīng)國家節(jié)能減排工作的體現(xiàn)，具有良好的環(huán)境、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。

Study on Power Generation by Waste Heat in Cement Branch of Yima Coal Group

LI Li ， WANG Xiao-hua， QIN Wei

（Technological Center, Yima Coal Industry (Group) Co., Ltd. Yima 472300， China）

Abstract: In the production process of clinker cement producing of 5000 t/d in rotary kiln, the waste heat of low temperature exhaust gas that being below 350℃ and taking 30% emission discharged by preheater and grate cooler of clin head. The waste gas emissions to atmosphere directly from chimney will waste thermal energy and pollute the environment. With the utilization of waste heat of clin head and outlet, 9MW waste heat power station constucted can fully use waste heat and decrease environmental pollution. Its beneficial to environment, social and economy.

Key words： waste heat； power generation；yima coal group； cement branch