摘要:

江西水泥廠#3窯低溫余熱發電工程于1999年4月底開始并網發電。本文就該廠低溫余熱發電工程的設計作一介紹。

1 前言

水泥窯余熱發電大致經歷了中空窯高溫余熱發電、預熱器及預分解窯帶補燃爐中低溫余熱發電、預熱器及預分解窯低溫余熱發電三個發展階段。日本于1919年首次將余熱發電技術引入水泥工業,我國在20世紀20~30年代由于電力緊張，建設了一批干法中空窯余熱發電水泥廠（如啟新、大連等）。以后，由于我國的電力短缺，中空窯余熱發電有了較大發展。70年代末至80年代，在對原有中空余熱發電窯進行技術改造的同時，又新建了一批類似生產線。直到90年代初，預分解窯帶補燃爐余熱發電技術在我國開始應用（如魯南、琉璃河等）。上述技術的發展均以提高發電量，緩解電力供應不足為主要目的，為我國水泥工業的發展作出了重要貢獻。

隨著人們節能和環保意識的提高，世界上單純以余熱利用為目的的預熱器及預分解窯低溫余熱發電在80年代初有了較大發展，特別是日本、我國臺灣等能源短缺地區，低溫余熱發電已被廣泛應用。日本川崎重工為我國寧國水泥廠4000t/d生產線提供了一套低溫余熱發電系統，于1998年2月并網發電，單位熟料發電量達33.88kWh/t。使水泥生產中大量中、低溫煙氣余熱得到充分回收，經濟效益顯著。作為這一技術國產化的工業性試驗項目，江西水泥廠#3窯低溫余熱發電工程于1998年1月開工，1999年4月底開始并網發電。決算總投資2088萬元，設計單位熟料發電量33.6kWh。本文就該廠低溫余熱發電工程的設計作一介紹。

2 原工藝條件及整改措施

江西水泥廠#3窯始建于1984年4月，1986年11月建成投產，是我國第一條自行設計制造的采用RSP窯外分解工藝的2000t/d新型干法生產線，也是國家“六·五”重點攻關項目之一。由于是第一條大型國產化生產線，設計時缺少經驗，系統存在問題較多，后經多次技術改造以及廠方努力，現生產情況顯著改善，熟料產量達到2000t/d設計水平，熟料月產量超過5萬噸。但因投產時間較長，加之設計、制造、安裝等方面的不足，該生產線部分設備不盡合理，多處熱力風管銹蝕嚴重，系統漏風偏大，熱耗偏高。為保證余熱發電工程能達到預期效果，我院于1998年2月對系統有關部分進行了測試，在此基礎上對#3窯系統提出了如下整改意見：

⑴ 調整篦冷機操作風量，適當減少篦冷機熱端冷卻風機供風,增加冷端冷卻風量，使總的冷卻風量有所下降，以提高篦冷機運行效率。同時由于總的冷卻風量減少，可望篦冷機廢氣溫度有所提高。

⑵ 針對窯頭、窯尾密封及三次風管漏風嚴重的問題，采取措施以提高系統對篦冷機熱風利用率，降低系統熱耗。

⑶ 更換部分熱煙氣風管，恢復篦冷機電除塵排灰鎖風閥等，以減少系統漏風。

⑷ 為在余熱發電投入使用后保證生料磨仍有足夠的烘干能力，增加粗粉倉、細粉倉入磨端鎖風裝置，使熱風使用量超過75%。

3 低溫余熱發電系統設計方案

3.1 需考慮的問題

低溫余熱發電系統的窯尾余熱鍋爐（SP爐）和篦冷機余熱鍋爐（AQC爐）串聯于熟料生產線上，兩鍋爐阻力均小于1000Pa。設計時，必須考慮下列問題：

(1) 窯尾主排風機和窯頭、窯尾電除塵器及其風機的能力是否適應增設窯尾余熱鍋爐和篦冷機余熱鍋爐的條件；

(2) 原料磨的熱風系統能否滿足工藝要求；

(3) 該兩臺鍋爐系統的安裝是否不破壞原生產廠房。

經對窯系統設計資料認真復核，確認增設兩臺鍋爐系統后所涉及的上述設備能力可以滿足要求，不須作任何改造；兩臺鍋爐系統的布置可以不破壞原生產廠房；出窯尾鍋爐廢氣被送至生料原系統作為烘干熱源，經核算,只要控制出窯尾鍋爐廢氣溫度≥240℃～℃260就可滿足入磨原料綜合水份≤5%的烘干要求。窯系統排風機性能見表1。

額定風量/（m3h-1）額定風壓/Pa裝機功率/kW3工作溫度/℃

窯尾主排風機：
474840 7848 1600350
窯頭余風風機：
324000 3158 475