水泥熟料产量升级技改后余热发电系统改造工艺

水泥熟料产量升级技改后余热发电系统改造工艺

周信永

广东开能环保能源有限公司 广东 东莞 523000

摘要：针对某水泥有限公司水泥熟料产量升级改造4000t/d升级提升至6500t/d，原余热发电系统合理改造利用阶梯余热资源，节约改造成本，降低施工改造工期，并达到提高经济效益的目的。

关键字:  窑头锅炉 窑尾锅炉  拖动汽轮机 尾排风机 

0 前言：

某水泥有限公司由于技术改造升级由原先的4000t/d升级提升至6500t/d,由于水泥熟料窑线的改造，由原五级预热器升级改造为六级预热器，使得窑头窑尾废气参数相应变化，导致原先的余热锅炉设计结构无法适应改造后的参数工况运行，余热锅炉的热源为窑头窑尾大量低品质的余热，为了实现废气余热的梯级利用，及提高发电系统余热利用，余热锅炉的参数选择是关键，因此在水泥窑线进行的改造同时，应合理利旧原有的余热发电系统，减少投资，缩短工期。

本文的改造思路是余热发电系统更换窑头余热锅炉及窑尾余热锅炉，汽轮机系统不变，新增汽轮机拖动尾排风机，合理利用余热资源，提高经济效益。

1 原水泥窑线及余热发电系统：

1.1改造前系统概述

改造之前的水泥窑线是五级预热器的熟料生产线，预热器的C1筒出口温度大约为320 ℃，窑头的废气温度大约为380℃，根据热平衡模拟热力系统计算，窑头余热锅炉采用双压系统，结构设置公共省煤器，窑头锅炉的公共省煤器出口高温热水供窑头锅炉和窑尾锅炉，窑尾锅炉和窑头锅炉产生的蒸汽汇合后作为主蒸汽进汽轮发电机，窑头锅炉产生的低压蒸汽直接进入汽轮机补汽发电，汽轮机采用补汽凝汽式汽轮机。

1.2改造前的热力系统图

1.3改造前的主要设备参数

1.3.1余热锅炉的选型参数

1.3.2汽轮机的选型参数

1.3.3冷却塔及循环水泵的选型参数

2 改造后的水泥窑线及余热发电系统：

2.1改造后系统概述

改造之后的水泥窑线是采用六级预热器的熟料生产线，预热器的C1筒出口温度大约为280 ℃，废风量为360000Nm3/h，窑头的废气温度为380℃，废气量为250000Nm3/h，相对于原五级预热器的废气参数有很大的区别，原余热锅炉的设计结构会导致锅炉排烟温度较高，饱和水和蒸汽的产生量热量上无法平衡，会使余热阶梯没有合理利用。

根据水泥窑线升级后的废气参数，原先的窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉设计工况，无法满足继续运行需要，并且水泥线改造后余热锅炉的位置都要相应调整，因为两台余热锅炉的必须重新按最新升级后的参数况工设计及安装，而按最新的工况设计的余热锅炉产生的蒸汽也超过了汽轮机的最大进汽量，如果再去新建一套汽轮机发电机组，那就需要增加投资成本及延长改造工期，对原机组没有合理利用是一种浪费资源，因此在保留原先汽轮机系统不调整的情况下，多余的蒸汽新建一台汽轮机拖动尾排风机，这样合理使得在投资最少的情况下，合理利用资源，缩短工期，提高经济效益，对整个原余热发电系统进行合理利用，使技改升级后的的余热利用热效率达到最高。

2.2改造后的热力系统图

2.3改造后的主要设备参数

2.3.1余热锅炉的选型参数

2.3.2尾排风机拖动汽轮机的选型参数

2.3.3冷却塔改造

原冷却塔为钢混结构逆流式机力通风冷却塔，由于蒸汽量增加，所以冷却塔循环水量的增加已经无法满足冷却水需要，因此为赶工期及节省投资，计划在原结构的基础进行改造，由原来风机为55KW增加到75KW,整体结构抬高，整体改造后为4000t/h,并相应更换循环水泵，整体满足运行冷却水需要。

3结论

某水泥有限公司水泥熟料产量升级改造4000t/d升级提升至6500t/d，新增了汽轮机拖动尾排风机，改造完成后项目运行良好，总体改造工艺路线满足需要，节约了投资，缩短了工期，余热资源得到合理利用。

参考文献： 

[1] 唐占甫 采用六级预热器的熟料生产线余热锅炉设计参数的确定[J]. 水泥工程, 2022年第2期:83-84

[2]王培华  水泥窑余热发电系统改造[J]. 中国水泥 2015.5：91-92