纯低温双压余热发电系统性能分析及参数优化(1)1.pdf

第40卷第2期锅炉技术Vol.40,No.2
2009年3月BOILERTECHNOLOGYMar.,2009

文章编号:CN31-1508(2009)02-0001-04
纯低温双压余热发电系统性能分析及参数优化

黄锦涛1,彭岩2,郝景周2,杨震1
(1.西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049;2.中信重工机械股份有限公司,河南洛阳471039)

关键词:余热发电;双压余热锅炉;热力参数优化;水泥窑
摘要:针对新型干法水泥窑纯低温双压余热发电系统,进一步完善了性能评价方法,以5000t/d水泥生产
过程为实例分析了窑头AQC、窑尾SP余热锅炉废气参数、高压段、低压段蒸汽参数、公共省煤器出口水温对
余热发电系统性能的影响以及各参数之间的耦合关系。结果表明:在确定的水泥窑废气参数下,通过对纯低
温双压余热发电系统热力参数的优化,能够进一步提高余热发电量。
中图分类号:TQ172文献标识码:A

热发电系统发电功率的影响,唐金泉[3]对余热发
0前言
电系统从废气取热方式、蒸汽参数优化等方面提
新型干法水泥生产技术采用纯低温余热发电出了原则性的改进建议,叶长虹[4]对单压、双压
系统能够回收约30%的废热,将水泥生产有效利余热发电系统蒸汽参数的选择差异做了对比。
用的热量从57%提高到71%[1]。截止2007年,双压发电系统能够产生高、低压两种参数的
我国有120条新型干法水泥生产线配套安装了纯蒸汽,最大限度的利用了低温废气余热,既降低
低温余热发电系统,装机容量达到726.9MW。按了排烟温度,又不需要降低蒸汽压力等级,因此
照国家发改委制定的规划,到2010年我国40%的获得了越来越多的关注。双压系统涉及热力参
新型干法水泥生产线需要安装低温余热发电系统,数较多,包括SP(窑尾)、AQC(窑头)余热锅炉高
总装机容量将达到3000MW。压蒸汽参数(压力、温度)、低压补汽参数(压力、
根据水泥窑废气参数,实现纯低温余热发电温度)、AQC炉、SP炉蒸汽流量、给水温度等,这
系统及参数优化,获得最大的发电功率,是目前些热力参数对余热发电系统性能的影响相互耦
的研究重点。纯低温余热发电系统主要包括单合[5-6],有必要进行深入研究,通过优化双压余热
压不补汽式、复合闪蒸补汽式、双压(多压)补汽锅炉蒸汽参数、补汽参数,进一步提高系统的循
式3类。张福滨[2]分析了主蒸汽参数对单压余环热效率。

图1双压余热发电系统

收稿日期:2008-12-01
基金项目:863资助项目(2007AA05Z251)
作者简介:黄锦涛(1968-),女,汉,辽宁人,博士,副教授,从事分布式能源及系统、热电冷联供、低温余热发电系统等方面研究。
2锅炉技术第40卷

1水泥窑双压余热发电系统2系统性能评价指标

1.1系统流程纯熟料余热发电量是目前衡量余热发电技术
水泥窑纯低温双压余热发电系统流程如图1水平常用的指标,该指标综合体现了水泥生产过程
所示,双压系统在AQC余热锅炉设置了低压省煤和余热发电系统的性能,但没有考虑熟料热耗、熟料
器、低压蒸发器、低压过热器等低压汽水系统,汽形成热、原燃料烘干所需烟气温度及烟气量等因素
水循环分别产生高压和低压2种过热蒸汽。高压对发电量的影响[7],对于上述因素不同的余热发电
过热蒸汽作为主蒸汽,汽轮机在第四压力级之后系统,纯熟料余热发电量不能作为比较标准,而且该
增加了补汽口,低压过热蒸汽作为补汽进入汽轮指标不能体现余热发电系统各部分的性能差异,从
机,推动汽轮机做功发电。而确定系统改进和优化的方向。锅炉余热利用率、
1.2系统能量平衡系统余热利用率、发电系统热效率这3个指标从水
图2为水泥窑余热发电系统能量平衡流程。泥生产过程、余热锅炉、汽轮发电系统等方面进一步
完善了水泥窑纯低温余热发电系统评价。
2.1锅炉余热利用率
锅炉余热利用率定义为余热锅炉有效利用的
热量(烟气在余热锅炉中的放热量)与烟气热量的

比值,SP锅炉余热利用率ηSP:

QSP
ηSP=(4)
Qc1

AQC锅炉余热利用率ηAQC:

QAQC
ηAQC=(5)
Qbl
锅炉余热利用率与水泥窑余热烟气参数、锅炉
图2余热发电系统能量平衡排烟温度、熟料及煤粉烘干消耗热量等因素有关。
系统余热利用率η
根据图中所标出的变量可以得到水泥窑生产2.2yr
系统余热利用率定义为窑头、窑尾余热锅炉
过程能量平衡式:
及烘干所利用的烟气余热热量与水泥煅烧过程中
Qtotal=Qshl+Qc1+Qbl+Qsr(1)
产生的烟气余热,包括预热器出口的烟气热量和
窑尾预热器烟气利用能量平衡式:
篦式冷却机的余风所带走的烟气热量的比值。
Qc1=QSP+Qhgs1+Qpycl(2)
QSP+QAQC+Qhgsl+Qhgc
蓖式冷却机