摘要:

江西水泥厂#3窑低温余热发电工程于1999年4月底开始并网发电。本文就该厂低温余热发电工程的设计作一介绍。

1 前言

水泥窑余热发电大致经历了中空窑高温余热发电、预热器及预分解窑带补燃炉中低温余热发电、预热器及预分解窑低温余热发电三个发展阶段。日本于1919年首次将余热发电技术引入水泥工业,我国在20世纪20~30年代由于电力紧张，建设了一批干法中空窑余热发电水泥厂（如启新、大连等）。以后，由于我国的电力短缺，中空窑余热发电有了较大发展。70年代末至80年代，在对原有中空余热发电窑进行技术改造的同时，又新建了一批类似生产线。直到90年代初，预分解窑带补燃炉余热发电技术在我国开始应用（如鲁南、琉璃河等）。上述技术的发展均以提高发电量，缓解电力供应不足为主要目的，为我国水泥工业的发展作出了重要贡献。

随着人们节能和环保意识的提高，世界上单纯以余热利用为目的的预热器及预分解窑低温余热发电在80年代初有了较大发展，特别是日本、我国台湾等能源短缺地区，低温余热发电已被广泛应用。日本川崎重工为我国宁国水泥厂4000t/d生产线提供了一套低温余热发电系统，于1998年2月并网发电，单位熟料发电量达33.88kWh/t。使水泥生产中大量中、低温烟气余热得到充分回收，经济效益显著。作为这一技术国产化的工业性试验项目，江西水泥厂#3窑低温余热发电工程于1998年1月开工，1999年4月底开始并网发电。决算总投资2088万元，设计单位熟料发电量33.6kWh。本文就该厂低温余热发电工程的设计作一介绍。

2 原工艺条件及整改措施

江西水泥厂#3窑始建于1984年4月，1986年11月建成投产，是我国第一条自行设计制造的采用RSP窑外分解工艺的2000t/d新型干法生产线，也是国家“六·五”重点攻关项目之一。由于是第一条大型国产化生产线，设计时缺少经验，系统存在问题较多，后经多次技术改造以及厂方努力，现生产情况显著改善，熟料产量达到2000t/d设计水平，熟料月产量超过5万吨。但因投产时间较长，加之设计、制造、安装等方面的不足，该生产线部分设备不尽合理，多处热力风管锈蚀严重，系统漏风偏大，热耗偏高。为保证余热发电工程能达到预期效果，我院于1998年2月对系统有关部分进行了测试，在此基础上对#3窑系统提出了如下整改意见：

⑴ 调整篦冷机操作风量，适当减少篦冷机热端冷却风机供风,增加冷端冷却风量，使总的冷却风量有所下降，以提高篦冷机运行效率。同时由于总的冷却风量减少，可望篦冷机废气温度有所提高。

⑵ 针对窑头、窑尾密封及三次风管漏风严重的问题，采取措施以提高系统对篦冷机热风利用率，降低系统热耗。

⑶ 更换部分热烟气风管，恢复篦冷机电除尘排灰锁风阀等，以减少系统漏风。

⑷ 为在余热发电投入使用后保证生料磨仍有足够的烘干能力，增加粗粉仓、细粉仓入磨端锁风装置，使热风使用量超过75%。

3 低温余热发电系统设计方案

3.1 需考虑的问题

低温余热发电系统的窑尾余热锅炉（SP炉）和篦冷机余热锅炉（AQC炉）串联于熟料生产线上，两锅炉阻力均小于1000Pa。设计时，必须考虑下列问题：

(1) 窑尾主排风机和窑头、窑尾电除尘器及其风机的能力是否适应增设窑尾余热锅炉和篦冷机余热锅炉的条件；

(2) 原料磨的热风系统能否满足工艺要求；

(3) 该两台锅炉系统的安装是否不破坏原生产厂房。

经对窑系统设计资料认真复核，确认增设两台锅炉系统后所涉及的上述设备能力可以满足要求，不须作任何改造；两台锅炉系统的布置可以不破坏原生产厂房；出窑尾锅炉废气被送至生料原系统作为烘干热源，经核算,只要控制出窑尾锅炉废气温度≥240℃～℃260就可满足入磨原料综合水份≤5%的烘干要求。窑系统排风机性能见表1。

额定风量/（m3h-1）额定风压/Pa装机功率/kW3工作温度/℃

窑尾主排风机：
474840 7848 1600350
窑头余风风机：
324000 3158 475