水泥廠的余熱按水泥工藝分為中高溫余熱和低溫余熱兩種,中高溫余熱是中空回轉(zhuǎn)窯(國內(nèi)尚存幾條生產(chǎn)線)窯尾排出的廢氣,大約有850℃。低溫余熱是從干法預熱器窯窯尾SP窯排出的攜帶生料粉的廢氣,還有窯頭冷卻機(篦冷機)AQC窯排出的攜帶熟料粉的廢氣。國內(nèi)對SP窯的廢氣取熱溫度(入鍋爐溫度)約在3 30℃左 右, AQC窯的廢氣取熱溫度(入鍋爐溫度)約在350℃至380℃之間。國外對AQC窯廢氣的取熱溫度(入鍋爐溫度)是310℃左右,其煙氣量遠大于國內(nèi)同等窯型冷卻機的廢氣量。
為使水泥廠的余熱利用效果達到最佳狀態(tài),盡量使窯頭AQC鍋爐的排煙溫度降到最低,采用閃蒸技術(shù),部分給水用閃蒸器多級閃蒸產(chǎn)生低壓蒸汽,供汽輪機補汽用。同時,其中另一部分給水加熱后供SP鍋爐和AQC鍋爐。
閃蒸器產(chǎn)生的底壓蒸汽,用來汽輪機低壓段補汽的方法來回收低溫余熱,并提高余熱利用效率,提高噸熟料水泥的發(fā)電量。同時,汽輪機低壓段補汽的方式,對汽輪機的穩(wěn)定運行和安全起到了關(guān)鍵作用。國外對這種低壓段補汽的汽輪機研制中發(fā)現(xiàn),研制高效的閃蒸器并多級閃蒸產(chǎn)生低壓蒸汽補汽時,鍋爐負荷的變化對汽輪機的影響比較小的同時,汽輪機的運行也比較穩(wěn)定。
目前,一些水泥廠和設(shè)計院作5級分解窯水泥企業(yè)的總體熱平衡計算后布置熱力系統(tǒng)時,取消或不設(shè)閃蒸系統(tǒng)。還有為了提高窯頭AQC鍋爐的蒸汽品位,篦冷機上的抽氣孔向前移動(窯頭燃燒器用的高溫熱風量不受影響前提下),使入鍋爐的廢氣瘟度提高至380℃,生產(chǎn)出滿足(不帶補汽的)汽輪機供汽要求的低壓微過熱蒸汽。這樣以來,降低了總的熱效率,降低了余熱利用率。
經(jīng)調(diào)查和研究,4—5級預分解窰的SP爐和AQC爐的工作壓力根據(jù)工廠的具體情況選擇不同的工作壓力,熱力系統(tǒng)中的閃蒸水量根據(jù)總的熱平衡來確定??傊?,SP爐的排煙溫度約210—220℃之間,AQC爐的排煙溫度約100℃以下。
從AQC鍋爐加熱水段加熱的熱水(接近飽和水)進入閃蒸器后,經(jīng)多級(兩級或叁級)擴容閃蒸出一定量的低壓飽和蒸氣,進入汽輪機相應的進汽口作功發(fā)電。一般情況下低壓鍋爐的給水是經(jīng)除氧器除氧后的除氧水,水溫為104℃,窄點溫度取20℃-25℃,相應的煙溫為124℃,排煙溫度將會超過124℃以上。閃蒸器內(nèi)的飽和水(進行除氧處理)與汽輪機的冷凝水混合后由給水泵供給鍋爐,這時的給水水溫為40℃至70℃之間,當窄點溫度取20℃-25℃,相應的排煙溫度至少能達到105℃以下。這比常規(guī)的鍋爐多利用了100 ℃至124℃之間的熱量,煙氣焓相當于7.5Kacl/Nm3。