设计研究
中图分类号：TQ172.9;TQ172.625.9
文献标识码：B
时小宝，等：双压余热发电系统公共过热器设计分析
文章编号：1007-0389(2015)01-18-06
双压余热发电系统公共过热器设计分析
时小宝，刘怀亮，彭岩（中信重工机械股份有限公司，河南洛阳471003）
摘要：水泥热料生产线配套建设的余热发电工程是依附于水泥工艺生产状况及余热条件，而随着水泥行业生产工艺的技术进步，其熟料烧成系统能耗不断下降，窑尾预热器出口进SP余热锅炉的烟气温度相应降低，对余热发电系统设计及运行产生重要影响。以典型5000t/d水泥热料生产线余热参数为例，对比分析了有、无公共过热器的两种余热发电系航，得出结论为：有公共过热器的余热发电系统高压蒸汽产量相对偏低；若公共过热器出口蒸汽温度越高，系统榆出功率也越大；余热发电系统设
计公共过热器是否合理，取决于害尾预热器排烟温度及循环水温度两项重要影响因素。关键词：水泥害：余热发电公共过热器：余热锅炉；汽轮机
Design analysis of Public superheater in dualpressure waste heat power generation system
Shi Xiaobao,Liu Huailiang.Peng Yan(CITIC Heavy Machinery Limited by Share Ltd., Luoyang, Henan,471003)
Abstract: The effect of waste heat power generator depends on the production and waste heat condition of the cement clinker produc tion line, and as its technology progress, the heat consumption of clinker burming system is declining and the temperature of waste gas that come out from kiln end preheater and go to SP waste heat boiler reduced accordingly, which has great impact on design and opera-tion of waste heat power generator system. Taking the waste heat parameters of a typical 5 000 t/d cement clinker production line as an example, the waste heat power generator systems with and without public superheater were contrasted, and the conclusion is as follows the output of high pressure steam of the system with public superheater is a litle low, and higher the outlet steam temperature, the more output power of public superheater system; design of public superheater is reasonable or not, depends on two important factors of kiln tail preheater exhaust gas temperature and the temperature of circulating water.
Key words: cement kiln; waste heat power generating; public superheater, waste heat boiler; steam turbine
0前言
水泥行业是能源消耗大户，同时生产系统余热资源浪费惊人，随着国家节能减排政策要求及水泥熟料线生产工艺技术的不断进步，水泥熟料烧成系统能耗不断降低。大型水泥熟料生产线熟料热耗约为700x4.2kJ/kg，窑尾预热器出口温度320℃左右。尤其对于5000t/d以上水泥熟料生产线，为了降低熟料烧成系统能耗，现多采用六级预热器，窑尾预热器出口温度一般低于290℃，个别项目甚至低至260℃。
水泥窑余热发电技术是利用水泥熟料生产线窑头笔冷机排出的空气余热和窑尾预热器排出的烟气余热，通过高效余热锅炉回收利用产生蒸汽，推动汽轮机做功拖动发电机进行发电。余热发电系统技术性能指标受余热参数影响较大，因此随着水泥熟料生产工艺的技术进步和水泥窑余热参数的不断降低以及用户对余热资源最大限度回收利用的更高要求，进一步优化余热发电技术和设计与实际生产线相匹配的余热发电系统意义重大。
近几年来，国内余热发电相关研发及设计人员对不断优化和提高水泥窑余热发电技术做了大量分*国家科技撑计划(2011BAA05B03）
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析研究工作，并总结了指导工程设计的三大技术途径"。第一，充分利用水泥窑余热：主要包括双压技术、优化煤磨取风工艺、窑头锅炉排烟循环再利用、窑筒体辐射热利用等；第二，提高余热发电系统效率：主要包括优化笔冷机取风工艺、公共过热器、提高凝汽器真空度等；第三，降低余热发电系统厂用电：主要包括采用双曲线冷却塔或水轮机冷却塔、采用新型热力除氧、采用变频电机等。相关技术措施均在已投产的余热发电工程项目上应用，经实践验证大多使用效果良好并积累了大量的工程应用经验：但其中对于余热发电系统是否设计公共过热器则存在较大的异议，原因在于实际应用中一些设计有公共过热器的项目运行效果良好，也有一此项目则运行不佳。因此，对于有、无公共过热器的两种余热发电系统进行数学建模和对比分析，找出影响运行效果的关键因素，对指导水泥窑余热发电工程设计具有重要意义。
本文以5000t/d水泥熟料线的余热参数为基础，以有、无公共过热器的两种余热发电系统为研究对象，对比分析了两种系统对发电量的影响情况，并研究了不同外界环境条件对的系统净输出功率的影响，从而获得了指导水泥窑余热发电工程中公共过热器的设计原则。
水泥工程2015年第1期