水泥窯純低溫余熱發電系統中余熱鍋爐的配置及設計
2007-04-30 00:00
1、前言
在建立資源節約型、環境友好型和諧社會的大背景下，水泥窯純低溫余熱發電是水泥企業節能降耗、保護環境的重要途徑，得到了廣大水泥生產企業的高度重視。
余熱鍋爐是水泥窯純低溫余熱發電系統中的核心設備之一，多年來，鹽城市鍋爐制造有限公司一直致力于各類余熱鍋爐的開發研制，余熱鍋爐產品已廣泛涉及化工、煉油、冶金、制酸、水泥、玻璃等多個領域，創造了良好的業績。近年來，我公司將純低溫水泥窯余熱鍋爐作為重點研發項目，在廣泛而深入地調研分析的基礎上，與國內知名科研院所廣泛合作，根據水泥工藝及余熱回收的特點，充分消化吸收日本水泥窯純低溫余熱回收的成熟技術，借鑒國內外同行業及其他行業余熱鍋爐的經驗和先進技術，解決了目前水泥窯余熱鍋爐存在的積灰、磨損等問題。開發了與單壓不補汽式純低溫余熱發電熱力循環系統、復合閃蒸補汽式純低溫余熱發電熱力循環系統、多壓補汽式純低溫余熱發電熱力循環系統配置的余熱鍋爐。
2．幾種熱力循環系統中余熱鍋爐的配置
2.1單壓不補汽式純低溫余熱發電熱力循環系統余熱鍋爐的配置如圖1。
2.2復合閃蒸補汽式純低溫余熱發電熱力循環系統余熱鍋爐的配置。
2.3多壓補汽式純低溫余熱發電熱力循環系統余熱鍋爐的配置如圖2。
圖中①SP爐表示窯尾余熱鍋爐，AQC爐表示窯頭余熱鍋爐。
②各鍋爐中設備配置有過熱器、蒸發器、省煤器在圖中已標出，水、蒸汽、廢氣的參數及循環流程如圖中所示
③圖1為配套普通型單壓不補汽式純低溫余熱發電熱力循環系統的余熱鍋爐，圖2為配套提高型多壓補汽式純中低溫余熱發電熱力循環系統的余熱鍋爐，該鍋爐遵循熱量按其溫度進行梯級利用的原理，比前者的余熱發電能力提高16.6%~55%。
④我公司目前開發的純低溫水泥窯余熱鍋爐可配套的水泥窯產量分別為：1000t/d、1200t/d、2000t/d、2500t/d、4000t/d、5000t/d。
3. 余熱鍋爐的設計要點和特點
水泥窯純低溫余熱鍋爐的設計要針對煙氣的品位低、灰份高、負壓大等特點，設計要點有余熱鍋爐結構布置、鍋爐各設備受熱面的準確計算與分配、鍋爐密閉性能、AQC余熱鍋爐的防磨措施、SP鍋爐的清灰措施等。
鹽城市鍋爐制造有限公司是余熱鍋爐的專業開發、制作公司，能根據不同行業余熱資源的特點進行專門設計，我公司設計開發的水泥窯純低溫余熱鍋爐特點和優點如下：
3.1、鍋爐布置形式采用立式結構
AQC余熱鍋爐采用立式結構，煙氣自上而下通過過熱器、蒸發器、省煤器，鍋爐每段受熱面采用管箱式結構可整體出廠，既保證質量又可縮短在用戶現場安裝周期。針對煙氣的低品位，受熱面采用翅片管強化傳熱。省煤器出水分別供給AQC鍋爐蒸發器和SP鍋爐蒸發器。
SP余熱鍋爐也采用立式結構，煙氣自上而下分別沖刷過熱器、蒸發器，氣流方向與粉塵沉降方向一致。
立式布置的優點有：占地面積小；灰塵收集方便；煙氣流動均勻，可避免出現煙氣走廊而導致傳熱效率降低和局部過速磨損；并且與水泥窯生產流程工藝相適應。
3.2、鍋爐水循環方式為自然循環
自然循環具有系統可靠性強，穩定性好等優點，且省去了強制循環的循環泵投資，維修及運行費用。
3.3、鍋爐密閉性能好
由于窯尾SP余熱鍋爐煙氣側負壓很大,一般在負5000Pa以上，如果密閉性能差會導致大量冷空氣漏入爐內，不但使鍋爐出力降低，更重要的是影響到水泥窯的正常運行。
我公司根據多年來設計余熱鍋爐密封結構的經驗，鍋爐受熱面采用整體內掛式結構，鍋爐整體采用鋼板全焊接密封，并采用特殊的管子穿墻密封裝置及專用爐門裝置，從而完全解決了鍋爐運行漏風嚴重的難題，提高了鍋爐的效率。
3.4、高效獨特的清灰方式
由于進窯尾SP鍋爐的廢氣含塵濃度在60~120g/Nm3左右，容易產生積灰問題，我公司根據窯尾煙氣含塵量大，顆粒度小，具有松散性等特點，選用不易積灰的純光管受熱面結構，并選用積灰少免振打的膜式壁或設置旋風導葉清灰或設置錘式機械振打清灰，還有一種經過計算后增大受熱面補償積灰影響，這種方法省去了機械振打裝置及其運行維修費用，而且徹底解決機械振打帶來的疲勞問題。
3.5、采用組合防磨措施和特殊的防磨裝置
由于進入窯頭AQC余熱鍋爐的粉塵顆粒度大，硬度高，因此，必須采用適當而有效的防磨措施，我公司開發的AQC余熱鍋爐，采用低煙氣流速、均流場、翅片管、厚壁管結構等組合防磨措施，并根據情況在設備煙氣進口處設置特殊的防磨護瓦結構，既能保護受熱面，又克服了防磨裝置自身的磨損，從而解決和緩解了鍋爐運行時局部磨損和整體磨損問題，最大限度地延長了鍋爐的壽命。
4 結語
鹽城市鍋爐制造有限公司將根據每一個客戶實際要求，應用過去多年來設計與制造余熱鍋爐所積累的豐富經驗，結合水泥工藝自身的特點，為水泥企業水泥窯純低溫余熱發電技術裝備國產化、為純低溫余熱發電系統的最優化作不懈努力，給客戶提供優質的余熱鍋爐產品和優良的服務。
參考文獻
⑴中國水泥網. 純低溫余熱發電特刊.2006.5
⑵唐金泉.幾種水泥窯純低溫余熱發電技術發電能力及存在問題的比較分析。編輯：
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