1概述

能源問題是關系經濟發(fā)展、社會穩(wěn)定和國家安全的重大戰(zhàn)略問題。節(jié)能降耗和環(huán)保已成為我國的基本國策。2006年國家節(jié)能和環(huán)保兩項指標未完成，一個重要原因是缺乏有效的節(jié)能環(huán)保技術。在這種形勢下，相關單位紛紛研制開發(fā)節(jié)能環(huán)保技術，水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術就是一個既節(jié)能又環(huán)保的新技術。

該項技術目前已得到廣泛重視。國家發(fā)展改革委員會在《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》中，明確提出要在2000t/d以上水泥生產線中建設“余熱余壓利用工程”以降低生產成本，優(yōu)化生產流程，控制污染物的排放，促進環(huán)境保護。因此水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術具有廣闊的市場空間，必將推動水泥行業(yè)的技術進步，促進水泥行業(yè)的節(jié)能降耗和環(huán)保，實現清潔生產。

水泥窯余熱發(fā)電的原則就是在保證水泥生產線熟料質量、產量穩(wěn)定且不增加熱耗的條件下，盡可能的回收利用余熱，提高噸熟料發(fā)電量。一方面要求盡可能多的回收低溫余熱，即提高余熱鍋爐效率，這需要在保證余熱鍋爐面積一定的條件下，降低蒸汽的壓力與溫度；另一方面，也要提高汽輪發(fā)機的效率，這需要提高蒸汽的壓力與溫度。要想提高整個余熱發(fā)電系統循環(huán)的效率，就必須兼顧余熱鍋爐效率和汽輪機的效率。雙壓系統產生的高壓蒸汽可提高汽輪機的效率，同時產生的低壓蒸汽可提高余熱鍋爐效率，解決了二者的矛盾，最大限度提高了噸熟料發(fā)電量。本文介紹雙壓純低溫余熱發(fā)電技術在遼源金剛水泥廠的工程應用。

2雙壓純低溫余熱發(fā)電技術介紹

雙壓余熱發(fā)電技術就是按照能量梯級利用的原理，在同一臺余熱鍋爐中設置2個不同壓力等級的汽水系統，分別進行汽水循環(huán)，產生高壓和低壓兩種過熱蒸汽；高壓過熱蒸汽作為主蒸汽、低壓過熱蒸汽作為補汽分別進入補汽凝汽式汽輪機，推動汽輪機做功發(fā)電，雙壓余熱發(fā)電系統使能量得到合理利用，熱回收效率高。

余熱資源參數不同，余熱鍋爐的低壓受熱面與高壓受熱面有不同的布置方式。根據遼源金剛水泥廠窯頭(AQC)和窯尾(SP)的余熱特點和工藝要求，經過余熱利用后，要使AQC余熱鍋爐排煙溫度降到100℃左右。使窯尾SP余熱鍋爐排煙溫度降低到220℃左右后進入原料磨烘干原料,其設置的雙壓余熱發(fā)電系統簡圖如圖1。

雙壓余熱發(fā)電系統與常規(guī)余熱發(fā)電系統不同之處在于其窯頭(AQC)余熱鍋爐增設了低壓汽水系統，其汽輪機組在第四壓力級之后增加了補汽口，并適當增大補汽口以后汽輪機通流部分面積。

采用雙壓系統的主要目的是為了提高系統循環(huán)效率。使低品位的熱源充分利用，獲得最大限度的發(fā)電功率，降低窯頭(AQC)雙壓余熱鍋爐的排氣溫度；其次是雙壓系統的低壓蒸汽是過熱的，進入汽輪機后能保證汽輪機內的蒸汽最大濕度控制在14％以下，使汽輪機葉片工作在安全范圍內，并提高機組的效率；同時低壓蒸汽還可用于供熱等其它需要熱源的地方，提高運行靈活性。

雙壓余熱發(fā)電系統簡單靈活、成本低、熱利用率高。由于在余熱鍋爐上增設了低壓省煤器、低壓蒸發(fā)器，并且增設了低壓過熱器，能夠把更多的低溫余熱吸收利用，比單壓系統多發(fā)電10%左右，并且必要時能夠解列，維持單壓系統正常運行。而對于能夠增加發(fā)電量的閃蒸系統來說，需要增加閃蒸器、汽水分離器等設備；閃蒸器產生的是飽和蒸汽，在進入汽輪機做功后，易使汽輪機排汽干度不能滿足汽輪機的要求。