综合利用电石渣2000td熟料水泥生产线技改工程(带4000kW纯低温余热发电)节能方案设计

PAGEPAGE661项目概况 1.1项目名称县水泥有限责任公司综合利用电石渣2000t/d熟料水泥生产线技改工程（带4000kW纯低温余热发电）。1.2建设地点省曲靖市县水泥有限责任公司内。1.3建设规模、范围、产品方案建设规模：采用新型干法预分解生产工艺，技改建设一条带4000kW纯低温余热发电的2000t/d熟料水泥生产线，年产熟料62.00万吨，年产水泥73.50万吨。产品方案：P.C32.5复合硅酸盐水泥36.50万吨；P.O42.5普通硅酸盐水泥37.00万吨。年发电量为2232×104kWh，年供电量为2053×104kWh。建设范围：自原燃料进厂至水泥成品出厂(包括煤粉制备及输送)及与之相配套的生产辅助设施，厂外输电线路及配套设施，以及项目建设的外部条件等；4000kW纯低温余热发电系统。1.4建设单位及概况县水泥有限责任公司位于324国道旁，紧靠滇黔公路，距县城18公里，距65公里，交通便捷。工厂建成投产于1999年，工厂现有员工117人，工程技术人员29人，技术力量雄厚，生产能力为年产各种标号水泥10万吨。产品的生产检验严格按照国家标准组织生产，出厂水泥合格率、富余强度合格率历年均保持在100％。工厂拥有一批熟练工人、管理干部、专业技术人员及营销人员等职工队伍，生产的水泥得到了广大用户的认可和好评，已形成辐射、、及周边地区的完善的营销网络，产销率达到100％。省政府办公厅下发的《关于做好淘汰落后水泥生产能力工作的通知》，明确提出了省“十一五”期间，淘汰落后水泥生产能力的具体目标、重点、进度和政策措施。到2010年，全省完成淘汰落后水泥生产能力不少于1064万t。具体为：2007年453万t，2008年411万t，2009年不少于139万t，2010年不少于61万t。所确定的到2010年全省淘汰落后水泥生产能力1064万t的目标，大大超过国家下达的700万t的任务指标。随着国家和省的水泥工业战略结构调整的进行，县水泥有限责任公司根据《中国建材工业跨世纪发展战略》的要求，为切实贯彻中央关于经济结构调整的精神，坚持“控制总量、调整结构、淘汰落后”的建材工业发展方针和提高旋窑水泥比重的产业政策，实现水泥工业增长方式的转变和可持续发展，针对县水泥工业产业结构和产品结构极不合理的形状，以及当地和周边地区的市场需求，从工厂自身条件和资金筹措能力等具体情况出发因地制宜的综合考虑，决定抓住西部大开发战略的机遇，充分利用本地充足的资源，建设2000t/d新型干法水泥熟料生产线。本项目的实施，能有效地填补市场缺口，加快企业技术进步和产业升级，加大对落后小立窑水泥厂的淘汰力度，实现显著的企业效益和社会效益。1.5主要经济技术指标表1-1本项目主要经济技术指标序号项目单位指标或数值备注1工厂建设规模1.1熟料吨/天2000熟料吨/年6200001.2水泥吨/年735000复合硅酸盐水泥（P.C32.5）吨/年365000普通硅酸盐水泥（P.O42.5）吨/年3700002生产方法新型干法窑外分解3主要工艺设备3.1石灰石破碎机1台PFC14.123.2原料磨1台MPS3450辊式磨3.3回转窑1台Φ4.0×60m3.4篦式冷却机1台LBTF－20003.5煤磨1台Φ3.0×6+3m3.6水泥磨1台Φ4.2×13m4用电指标4.1装机容量kW198004.2计算负荷kW160404.3年生产用电量kW.h7130×1044.4年自发电量Kw.h2232×1045用水指标5.1厂区总耗水量m3/d1765.45.2间接循环水利用率%966总平面图指标6.1厂区占地面积ha7.306.2建、构筑物占地面积m2256136.3道路、广场占地面积m2190097投资7.1技改工程建设总投资万元18078.10其中：建设期利息万元345.087.2技改工程投资构成建筑工程万元4669.30设备万元9085.98安装工程万元1818.80其它费用万元1811.967.3铺底流动资金万元692.068定员及效率8.1生产工人人2008.2管理及技术人员人358.3合计人2359劳动生产率9.1全员吨/(人·a)31289.2生产工人吨/(人·a)367510吨水泥指标10.1吨水泥建设投资元/吨24610.2吨水泥装机容量kW/t0.02611能耗指标11.1单位熟料热耗kJ/kg11511.2吨水泥电耗kW.h/t9712经济效益12.1财务内部收益率（税前）%26.9512.2财务内部收益率(税后)%20.5712.3投资回收期（税前）年4.88含建设期12.4投资回收期（税后）年5.84含建设期12.5银行贷款偿还期年4.34含建设期12.6投资利润率%22.2912.7投资利税率%30.14计算期平均值12.8年销售收入万元2021312.9年销售税金万元1546计算期平均值12.10年利润万元4390计算期平均值12.11年所得税万元1449计算期平均值12.12单位产品成本元/吨192.93计算期平均值1.6工艺流程（1）电石渣储存及输送进厂电石渣水份控制在10%左右，运输进堆棚储存，再经胶带输送机输送至电石渣库内储存。（2）石灰石破碎及输送汽车或装载机将石灰石原矿运至破碎系统受矿仓内，仓下调速式重型板式给料机将原矿喂入单段锤式破碎机内破碎，成品碎石由皮带输送机送至1座φ8×25m圆库内储存。（3）原燃料的预均化1)电石渣：成分比较稳定，可不考虑预均化。2)石灰石：该厂石灰石矿中CaO平均含量为54.21%，质量较为稳定，属生产水泥的优质石灰石原料，且开采条件好，矿层走向均匀、稳定，成份变化较小，为降低投资在设计中不考虑石灰石预均化。3)砂页岩：该厂粘土质原料可由两个矿点供给，生产中可搭配使用，为保证成份的稳定性，降低波动范围，节约投资，设计中考虑对两种粘土采取简易预均化处理。4)烟煤：烧成用烟煤可供给的矿点较多，成分及热值难以保证，为缩小偏差，保证烧成用煤质量的稳定性及均匀性，节约投资，故设计中考虑对烟煤采取简易预均化措施。（4）原料配料及输送原料配料库由2座Φ8×25米电石渣库、1座Φ8×25米石灰石库，1座Φ6×16米砂岩库、1座Φ6×16米硫酸渣库组成。库底用电子皮带秤按要求的配比准确计量配料后，经皮带输送机送至原料磨。生料控制采用荧光分析仪和计算机自动配料系统，以保证出磨后生料质量稳定。（5）原料粉磨配合好的原料送入立式磨中，出磨生料经高效分离器分选，合格生料经斗式提升机送至生料均化库储存。在进料粒度≤40mm，原料入磨综合水分<10%，成品细度80µm筛余12%，终水分≤1.0%的条件下，系统产量为160t/h。出磨废气与经增湿塔增湿、调质后的窑尾废气一并送至窑尾废气电除尘器净化后排放。原料磨采用出窑尾预热器的废气为烘干热源。（6）生料均化及生料入窑喂料系统设置1座Ф15x40m连续式气力均化库，储存量为5000吨。来自原料磨的成品生料及窑尾废气处理系统收集的粉尘经斗提机、空气斜槽入库。当原料磨停运时，废气处理系统收集的粉尘与库侧卸料器卸出的生料搭配送入生料库，以保证生料成分稳定，避免窑灰单独入库而引起生料成分波动。生料均化库由罗茨风机供气，经设在库底的六个卸料口按顺序卸至搅拌仓。均化作用主要由库内重力切割和搅拌仓的搅拌来实现。搅拌仓带有荷重传感器及充气装置，仓内的生料经气体搅拌后，自仓下流量控制阀卸出，由固体流量计量，经斗提机、空气斜槽、送入窑尾旋风预热器二级筒的上升管道系统。（7）煤粉制备选用一台Ф3.0×6+3m风扫式煤磨，当进料粒度≤25mm，入磨综合水分＜10%，成品细度80µm筛余6％，终水分≤1.0%的条件下，系统产量18t/h。原煤由原煤仓下的圆盘喂料机喂入煤磨，在磨内进行烘干及粉磨。出磨煤粉随气流经动态选粉机收集后，送入煤粉仓。动态选粉机选出的粗粉返回磨内重新粉磨。煤磨烘干气体来自窑头篦冷机烟气，并设有备用热风炉。煤磨废气用高效防爆专用脉冲袋收尘器处理后排放。煤粉仓下设有环状天平计重机，既可计量，又能调节喂煤量。经计量后的煤粉分别送至窑头的四通道喷煤管及窑尾的分解炉。为保证安全生产，本系统设有防爆阀及CO2灭火装置。（8）熟料烧成及窑尾废气处理本项目采用烟煤作为燃料，根据煤特点，熟料煅烧选用一台Φ4×60m回转窑，窑尾带低压损型旋风预热器和喷腾型分解炉。窑的设计指标为日产熟料2000吨。烧成热耗3453kJ/kg熟料。窑与分解炉用煤比例为40∶60，入窑生料的表观分解率约为90－95%。熟料冷却机采用控制流篦式冷却机，带有熟料破碎机。出冷却机的熟料温度为环境温度+65℃。熟料冷却机排出的气体；一部分作为二次风及三次风入窑和分解炉；部分作为煤磨的烘干热源，其余废气经袋收尘器净化后排入大气。窑尾预热器排出的废气，经窑尾高温风机一部分送至原料磨作为烘干热源，其余部分经增湿塔增湿、调质后送至窑尾废气除尘器净化后排放。原料磨停运时，窑尾预热器排出的废气可全部通过增湿塔，进入除尘器净化后排放。增湿塔、除尘器收下的粉尘，与原料磨的成品生料一起送入生料库。当增湿塔工作不正常时，收下的窑灰水分过大，增湿塔下的螺旋输送机反转将湿窑灰排出，再由人工清出。（9）熟料、混合材储存、石膏破碎储存及水泥配料熟料设有1-Φ22×45m熟料库，储量为2×10000t。熟料库库顶设置袋除尘器。采用矿渣作水泥混合材。石膏经颚式破碎机破碎后由斗式提升机输送入库。熟料、炉渣、锰渣、石膏按一定的配比分别经库底皮带定量给料机计量卸出后，由胶带输送机入水泥磨。（10）炉渣、锰渣烘干湿炉渣、锰渣利用露天堆场堆存，用装载机送入卸料斗，由提升机提升入回转烘干机，烘干后的炉渣、锰渣由斗提提升入炉渣库。（11）水泥粉磨及输送设一套RP140/65辊压机＋Φ4.2×13m圈流水泥磨，系统产量为130t/h，出磨水泥细度为3400～3600cm2/g。来自水泥配料的混合料由胶带输送机送入辊压机系统后，再送入水泥磨进行粉磨作业，出磨水泥由斗式提升机送入高效选粉机分级，粗粉回磨再粉磨，合格细粉经空气输送斜槽、斗式提升机送入水泥库，出磨气体则经高效选粉机后进入袋式除尘器除尘，收下后的成品经斜槽、入库斗式提升机送入水泥库，废气则排入大气，粉尘排放浓度小于30mg/Nm3。（12）水泥储存及汽车散装水泥采用4-Φ15×36m圆库储存，水泥库储量为20000t；水泥库顶设有卸料斜槽和袋收尘器。库侧设置四套汽车散装装置，能力为4×120t/h；水泥库底设置链式输送机输送水泥至成品包装车间。（13）水泥包装及成品储存水泥包装设有二台八嘴回转式包装机，能力为2×90t/h，包装后的袋装水泥堆存于成品库中。散装水泥及袋装水泥由汽车运输出厂。散装水泥的散装比例暂按100%考虑，但可随时根据市场需求作适当调整。（14）余热发电系统余热发电系统规模发电机输出功率：4000kW①余热电站流程本方案拟采用纯余热发电技术，该技术不使用燃料来补燃，因此不对环境产生附加污染；蒸汽参数较低，其运行操作简单方便，运行的可靠性和安全性高，运行成本低，日常管理简单。选用凝汽式汽轮发电机组，自然循环立式锅炉，SP锅炉带机械振打清灰装置。工艺流程如下：45℃左右的软化水经过化学除氧后，经锅炉给水泵加压进入AQC锅炉省煤器，加热成190℃左右的饱和水；分成两部分，一部分进入AQC锅炉汽包，另一部分进入SP锅炉汽包；然后依次经过各自锅炉的蒸发器、过热器产生1.3MPa、310℃的过热蒸汽，汇合后进入汽轮发电机组做功，作功后的乏汽进入凝汽器，冷凝水和补充软化水经除氧器除氧再进行下一个热力循环。SP锅炉出口废气温度230℃左右，用于烘干生料。②热力工艺系统热力工艺系统包括：主蒸汽系统及辅属蒸汽系统，疏放水及放气系统，给水系统，锅炉排污、取样系统等。a．主蒸汽系统及辅属蒸汽系统本工程建成投产后，热电站的主机配置为两炉、一机。不设置备用。在窑头冷却机中部补开抽风口，入AQC锅炉废气温度达到350℃；窑尾废气入SP锅炉温度达到330℃；经计算系统实际发电功率达4100kW，选用4000kW汽轮发电机组。热电站的主蒸汽系统采用母管制。两台锅炉产生的蒸汽先引往蒸汽母管后，再由该母管引往汽轮机和各用汽处。并用关断阀将母管分为两个区段，以提高系统的稳定性。正常运行时，阀门开启；当某一台锅炉需要检修时，关闭相关管段的阀门，此锅炉停运，但其它管段仍能继续运行。除氧采用加药除氧，不消耗蒸汽。汽轮机的轴封用汽，由主蒸汽管引至均压箱后，再分别送至前后轴封。b．疏放水及放气系统本工程锅炉部分疏放水量极少，放水直接引至定排总管通过定排扩容器排放。汽机部分的疏水均引至设备配套的疏水膨胀箱，最后汇入凝汽器全部回收。作为机组启动的安全措施，本电站各类汽水管道的自然高点和自然低点均设放汽阀和放水阀，系统启动时临时就地放汽、排水。c．给水系统本工程锅炉给水由两部分组成：一路为汽轮机冷凝排汽的冷凝水，另一路为化学补充水，有软化水处理系统提供。冷凝水由凝结水泵加压后送至除氧，冷凝水进行除氧前先通过汽封加热器预热升温。本系统设电动锅炉给水泵两台。进出水均按母管制连接，给水泵出水母管上设再循环管接至除氧器水箱，再循环水量通过设在管道上截止阀进行控制。给水加药处理可调节给水pH值，加药处设在锅炉给水泵入口的管道上。d．锅炉排污系统本工程每台锅炉均设连续排污扩容器和定期排污扩容器。e．锅炉取样系统本工程每台锅炉均设取样冷却器三台，分别对给水、炉水和蒸汽进行汽水品质监督。③汽轮机油系统汽轮机油系统由油箱、油泵、滤油器、冷油器、事故油箱及油管路等组成，承担着机组轴承润滑、冷却供油及调速系统各执行机构工质供油的任务。机组的调节油及润滑油均由汽机直接带动的主油泵供给，主油泵出来的高压油，一路至调节保安系统，一路经冷油器、节流阀和滤油器至润滑油管路，另一路通往注油器的喷嘴，吸进油箱中的油，经扩压器成为低压油，送至主油泵进口。润滑油工作后回主油箱。④汽轮机循环水系统本系统为汽轮机凝汽器、冷油器、发电机空气冷却器等提供冷却水，冷却水循环使用。设备冷却水由循环水泵从循环水池抽取直接供给。循环回水利用管道水压回至冷却塔进行冷却，热水冷却后在循环水池储存。该系统除冷却塔处水与大气接触外，其余各处均为密闭状态。为防止系统水质的变差，设综合水处理器对循环水进行过滤、防垢、杀菌、除藻及防腐蚀处理。系统因冷却塔排污，水蒸发及风吹，总水量会不断减少。损耗部分水由水泥厂已有生产或生活给水系统补给。⑤化学水处理系统化学水处理系统提供满足锅炉给水要求的软化水。原水由厂区生活给水系统提供。原水经软化水制备系统处理供锅炉使用。锅炉给水由凝结水、补充水共同组成。1.7工艺方案选择为达到生产可靠、节省投资的目的，我们在确定工艺方案时，对主要工艺方案进行了认真的比较，对此简述如下。（1）为保证系统运转率，提高产品产、质量，设计中大量选用了具有先进水平的新设备、新工艺，以提高生产线的装备水平，确保技改设计指标的实现。如生料辊式磨、新型五级旋风预热分解系统、高效空气梁篦冷机、节能型多通道喷煤管、多股流连续式生料均化库、戴维森高温风机等，输送设备采用了耐用、节电的板链提升机、链式输送机，使技改工程的装备水平在国内同规模生产线中处于领先水平。（2）在保证生产线的完整性、生产的连续性和可靠性的前提下，力求简化生产工艺流程，以便于生产管理，减少生产事故点，降低投资。适当提高设备运转率，并用引进技术、国内制造的设备替代进口产品，尽量提高设备的国产化率。（3）工艺布置上，简化设备厂房，减少建筑面积：高温风机、窑头厂房和库顶等露天布置；带式输送机通廊不设屋顶，用玻璃钢防雨罩防雨；取消提升机楼；收尘器露天放置。对各种原料、半成品和成品率，在满足正常生产要求的前提下，合理减少储存期。如生料均化采用一座Ф15m的IBAU连续式均化库，土建费用大幅度降低。改进窑尾工艺布置，窑尾预热器塔架设计为钢结构，烟囱为钢烟囱，依附在预热器塔架上，既可加快施工安装进度，节省投资，又可美化建筑。充分考虑节能、降耗。生料磨和煤磨抽取窑尾、窑头的余热废气进行烘干，可节约大量烘干用煤；生料入窑采用提升机取代气力提升泵，出磨水泥用斜槽和提升机送至水泥库取代电耗高的气力输送系统；使用节能型的板链式提升机，提高了系统的运行可靠性。加强计量。除生料配料采用电子皮带秤计量外，各进厂原料、入窑生料、入窑煤粉、出窑熟料、出库熟料、袋、散装水泥都设置了相应的专用计量设备，为工厂的科学管理提供了依据。保护环境，采取有效措施严格控制排放废气的含尘浓度在国家规定范围内。在生产工序中的各扬尘点，针对不同的废气特性，设置与之相应的新型高效专用收尘设备。如窑尾设置引进技术生产的高效布袋收尘器，煤磨设计了防爆、抗结露的煤磨专用袋收尘，在库顶及各转运点，库下卸料点则选用了引进技术生产的脉冲单机袋收尘器。重视生产每一环节的均化。进厂粘土和烧成用煤都进行了简易预均化处理；入磨生料采用微机片动控制系统配料；出磨生料设置均化效率高的连续式均化库均化；这些措施将确保熟料和水泥质量达到设计要求。1.8物料平衡表表1-2物料平衡表物料名称天然水分%熟料消耗定额（kg/t）物料平衡表生产损失%干基含天然水分干基湿基理论实际实际每小时每天每年每小时每天每年原料电石渣10.0758.2769.8836.763.191516.4647010370.211684.965223371.5石灰石2.0427.8434.4443.235.65855.6926526236.38873.152706761.5砂页岩3.0283.8288.2297.123.65567.6617597524.38585.221814181.5硫酸渣10.027.127.530.62.2654.19167992.5160.21186661.5生料1497.01519.8124.752994928140熟料83.332000620000水泥ⅠP．C32.549.061177.42365000熟料33.36800.65248200石膏2.01.9647.10146002.0048.0614897.96炉渣10.08.83211.94657009.81235.4873000锰渣10.04.91117.74365005.45130.8240555.56水泥ⅡP．O42.549.731193.55370000熟料43.761050.32325600石膏2.01.9947.74148002.0348.7215102.04锰渣10.03.9895.48296004.42106.0932888.89水泥总量735000烧成用煤10.0146.81149.05165.6112.42298.099240913.80331.221026771.5说明1.以熟料为平衡基准。2.窑磨年运转率：310天。3.理论料耗：1.497kg/kg.cl。4.熟料热耗：3453kJ/kg.cl。2项目节能设计的主要依据按照国家《节能中长期专项规划》（发改环资[2004]2505号）重点指出水泥行业要发展新型干法窑外分解技术，提高新型干法水泥熟料比重，积极推广节能粉磨设备和水泥窑余热发电技术。节能重点领域主要产品单位能耗指标，吨水泥综合能耗标准煤耗由2005年的159kg/t到2020年降到129kg/t，《规划》对于重点工程的水泥行业要求，“十一五”期间在日产2000吨以上水泥生产线建设中低温余热发电装置每年30套，形成年节能300万吨标准煤。按照国家《水泥工业发展专项规划》（发改工业[2006]2222号）结构调整和淘汰落后要求：鼓励建设日产4000吨及以上规模的大型新型干法水泥生产线，西部地区建设规模也应达到日产2000吨及以上，通过兼并重组，实行产业整合，积极培育优势企业，提高竞争能力。规划的发展目标：到2010年，新型干法水泥比例达到70%以上，新型干法水泥技术装备、能耗、环保和资源利用效率等达到中等发达国家水平。到2020年，基本实现水泥工业现代化，并具有较强的国际竞争能力。按照《水泥工业产业发展政策》（国家发展改革委第50号令）和《关于加快水泥工业结构调整的若干意见的通知》（发改运行[2006]609号）产业政策目标和结构调整目标要求：到2010年“新型干法水泥比重提高到70%，新型干法水泥吨熟料热耗由130kg下降到110kg标准煤,采用余热发电生产线达40%,水泥单位产品综合能耗下降25％”。2.1法律、法规、规章、规定等（1）《国务院关于加强节能工作的决定》（国法【2006】28号）（2）《中华人民共和国节约能源法》（3）《中华人民共和国可再生能源法》（4）《中华人民共和国清洁生产促进法》（5）节能中长期专项规划（发改环资【2004】2505号）（6）中国节能技术政策大纲（发改环资【2007】199号）（7）产业结构调整指导目录（2005年本）（国家发改委令第40号）（8）水泥工业发展专项规划（发改工业[2006]2222号）（9）国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术(国家发改委2005第65号)(10)水泥工作产业发展政策（国家发改委第50号令）（11）国家发改委等八家单位《印发关于加快水泥工业结构调整的若干意见的通知》（发改运行【2006】609号）（12）国家发改委等八家单位《关于印发“十一五”十大重点节能工程实施意见的通知》（发改环资【2006】1457号）（13）省水泥工业节能降耗实施意见（云政办发【2007】145号）（14）省主要工业产品能耗限额管理办法2.2行业规范、标准等（1）《水泥工厂节能设计规范》（GB50443-2007）（2）水泥单位产品能源消耗限额（GB/T16780-2007）其他有关节能标准本项目遵循上述国家、省级及行业相关合理用能标准及节能设计规范。2.3产业政策、准入条件作为单位产品能源消耗较大的水泥制造业，合理利用能源与节省消耗的意义更为重大。为此本项目设计本着成熟可靠、先进合理的原则，积极采取各种措施、并采用节能与节电的生产工艺技术和高效低耗的装备，以期获得较好的节能效果。为加快推进水泥工业结构调整，引导水泥工业持续健康发展，根据国务院颁布的《促进产业结构调整暂行规定》（国发【2005】40号）和《国务院关于加快推进产能过剩行业结构调整的通知》（国发【2006】11号）精神，国家发展改革委、财政部、国土资源部、建议部、商务部、中国人民银行、国家质量监督局、国家环保总局等八部门联合下发了《加快水泥工业结构调整的若干意见》（发改运行【2006】609号）。文件要求全面贯彻落实科学发展观，切实转变经济增长方式。坚持总量控制，依靠发展促调整，通过调整促提高。加强资源节约与综合利用，发展循环经济。推动企业重组，提高产业集中度。2005年12月2日，国家发展和改革委员会发布的“产业结构调整指导目录（2005年本）”提出：“日产4000吨及以上（西部地区日产2000吨及以上）熟料新型干法水泥生产及装备和配套材料开发”、“日产2000吨及以上熟料新型干法水泥生产线余热发电”属鼓励类。2006年10月17日国家发展和改革委员会发布的《水泥工业产业发展政策》：“重点支持在有资源的地区建设日产4000吨及以上规模新型干法水泥项目、限制新建日产2000吨以下新型干法水泥生产线”。到2010年，新型干法水泥比重达到70%以上。日产4000吨以上大型新型干法水泥生产线，技术经济指标达到吨水泥综合电耗小于95kWh，熟料热耗小于740千卡/千克。到2020年，企业数量由目前5000家减少到2000家，生产规模3000万吨以上的达到10家，500万吨以上的达到40家。基本实现水泥工业现代化，技术经济指标和环保达到同期国际先进水平。2007年2月18日国家发展和改革委办公厅关于做好淘汰落后水泥生产能力有关工作的通知（发改办工业【2007】447号），2008年底前各地要淘汰各种规格的干法中空窑、湿法窑等落后工艺技术装备，进一步消减立窑生产能力，有条件的地区要淘汰全部立窑。地方各级人民政府要依法关停并转年产规模小于20万t和环保或水泥质量不达标企业的生产能力。到2010年末，全国完成淘汰小水泥产能2.05亿t。省制订的《省水泥工业节能降耗实施意见》（云政办发【2007】145号），实施意见明确新建水泥工程项目产品能耗限额准入指标（表2-1）。表2-1新建水泥企业单位产品能耗限额准入值表分类可比熟料综合煤耗（千克标煤/吨熟料）可比熟料综合电耗a千瓦时/吨熟料）可比水泥综合电耗b（千瓦时/吨水泥）可比熟料综合能耗(千克标煤/吨熟料)可比水泥综合能耗(千克标煤/吨水泥)≧4000吨/d≦110≦62≦90≦118≦96≧2000吨/d≦115≦65≦93≦123≦100水泥粉磨站≦38a:只对生产水泥熟料的水泥企业b:只对生产水泥的水泥企业(包括水泥粉磨站企业)3项目节能设计的主要原则3.1设计、工艺技术选择原则（1）认真贯彻执行中国共产党十七大会议精神、《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一五年计划的建议》以及有关发展循环经济的一系列方针政策，坚定不移地以科学发展观统领经济社会发展全局，转变发展观念，转变经济增长方式，推动循环经济发展。（2）选择符合国家产业政策的日产2000吨及以上熟料新型干法水泥生产工艺，全面、认真研究本工程基础设计条件，对本工程设计反感进行优化提高，确保本工程建设工期较短、达产达标较快、工程投资浇地、节能显著、减排达标。（3）针对本工程燃煤粉磨特性、燃烧特性、有害组分状况及国家、当地政府对节能减排的要求，有针对性地选用合理的粉磨工艺和设备、有针对性地设计熟料烧成系统。（4）认真合理地进行设备选型，选择节能、减排效果好的设备。（5）根据业主工程总体规划，分步实施的原则，合理规划总体设计方案，最大限度地减少无组织排放，建设清洁美丽的文明工厂。（6）强化节能设计，强化减排设计，为业主实现最大的经济效益提供保障。（7）强调建筑美学设计和环保设计，使本工程成为一个文明、美丽的现代化工程。3.2厂区布局和车间工艺平面布置原则（1）重点考虑节能、环保、水土保持要求。（2）工艺流程简洁合理，物料流向顺畅、便捷，尽量利用自然台端高差重力转运物料，以期达到减少垂直提升减少电耗的目的，功能分区明确、合理。（3）合理利用土地，因地制宜，节约用地，提高土地利用率。（4）结合地形地质条件，尽可能地保持原有地形地貌、降低工程费用。（5）合理确定运输线路，保证运输的畅通，最大限度地减少无组织排放。（6）工厂的整体布局要美观，布置中要留出绿化用地。3.3设备选型原则（1）设计中积极采用国内外先进成熟的技术，在可靠的前提下尽可能采用当今的先进技术制造的节能环保型设备。（2）在方案确定上，进行认真细致的方案比较，尽可能采取节能、减排的优化设计方案。4项目能源消耗种类、数量及能源使用分布情况本项目能源使用主要为煤、电力、水。厂区位于324国道旁，距县城18km，距65公里，交通十分便捷。4.1烧成燃料本工程烧成用煤采用师宗县雄壁煤矿的烟煤，汽车运输进厂，运距70km。年用量为102677吨，折合约82506吨标煤。煤的工业分析和煤灰的平均化学成分由业主提供如表4-1、4-2所示。表4-1煤的工业分析分析成分Mad%Aad%Vad%St,ad%Qnet,ad(KJ/kg)含量（%）0.9321.8219.921.0523520表4-2煤灰化学成分(%)LOSSSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3Cl-/57.4623.648.144.170.370.140.092.000.0124.2烘干燃料本工程烘干用煤采用师宗县雄壁煤矿的烟煤，年用量为0.45万吨，折合约0.37万吨标煤。4.3供电供电电源由板桥变电站引来，输电距离4公里，电压等级35kv，单回路架空专线供电。供电富余容量较大，完全能满足技改用电需要。本项目电耗量7130×104kWh，折合约0.876万吨标煤。4.4供水水源采用厂区地下水，厂区已打有深水井二口,供水量100m3/h,由泵站送至厂区高位水池,水质符合生产、生活用水标准，能满足生产及生活用水。取水量估算表（1）全厂生产总用水量：57426.0m3/d(含余热发电)其中：循环用水量：56610.0m3/d直流耗水量：528m3/d（其中：中水261m3/d）辅助生产用水量：288.0m3/d循环回水量：54321.2m3/d循环补充水量：2288.8m3/d（其中：中水1118.4m3/d）循环水利用率：96%（2）厂区消防补充水量：180m3/d（3）厂区车间生活用水量：30m3/d（4）矿山生活用水量：10m3/d（5）矿山消防补充水量：25m3/d（6）厂前区生活水量：35m3/d（7）厂前区消防水量：252m3/d综上所述，全厂生产补充水量1765.4m3/d（含余热发电，不含消防水量），全厂生活供水量35.0m3/d。5项目主要设备及能耗指标5.1项目主要设备表5-1主机设备一览表序号设备名称技术性能台数工作制度d/w×h/d年利用率％1石灰石破碎机PFC-14.12单段锤式破碎机最大进料粒度：<800mm出料粒度:<25mm生产能力：120t/h电机功率：220Kw15×1525.752粘土破碎机CJ21250×1000最大进料粒度：250mm出料粒度：30mm生产能力：60～90t/h15×1529.603原料磨型号：MPS3450立式磨进料粒度：≤25mm进料综合水分：≤10%出料水分：≤1%出料细度：≤13%(80µm)能力：160t/h电机功率:1800+29Kw17×2466.22选粉机:SLF6700电机功率:45Kw17×2466.22循环风机：处理风量：450000m³/h全压：13000Pa电机功率：1600Kw17×2466.224预分解系统单系列能力：2000t/d熟料17×24855回转窑Ф4.0×60m斜度：4%转速：4r/min电动机功率：315Kw烧成热耗：3453kJ/kg-cl生产能力：2000t/d17×24856篦冷机型号：LBTF－2000篦床面积：61.4m²出料温度：＜65℃+室温冷却能力：2500t/d17×24857窑头废气处理型号：CXS(II)1000-2X7处理风量：310000m³/h出口浓度：≤50mg/Nm³阻力损失：1200Pa承受压力：-4900Pa过滤风速：0.535m/min收尘效率：99.9%17×24858窑尾废气型号：CXS(II)1000-2x8处理风量：500000m³/h出口浓度：≤50mg/Nm³阻力损失：1200Pa承受压力：-4900Pa过滤风速：0.45m/min收尘效率：99.95%17×24859空压机螺杆式SA20W排气量：20m³/min排气压力：0.8MPa77×248510高温风机型号：BB50风量：480000m³/h风压：8000Pa工作温度：350℃电机功率：1400Kw变频调速：17×248511风扫煤磨规格：Φ3.0×(6+3)m进料水分：≤10%出料水分：≤1.0%出料细度：≤6.0%生产能力：18t/h主电机功率：630Kw17×2465.1212增湿塔型号：Φ8.5×34m气体进口温度：350℃气体出口温度：≤150℃处理风量：450000m³/h喷水量：22m³/h17×248513回转烘干机规格：Ф3.0×20m产量：40t/h17×1741.814水泥磨RP140/80Φ4.2×13m圈流磨入磨粒度：≤25mm出磨细度：34003600cm2/g产量：130t/h主电机功率：630x2+3150Kw17×2464.5415八嘴回转式包装机BHLW-8产量：120t/h25×1534.965.2设计指标表5-2项目水泥单位产品能耗表名称单位指标备注（一）指标设计值吨熟料消耗标煤定额kgce/t133.07燃煤低位发热量kJ/kg23520熟料综合电耗kwh/t70熟料平均强度MPa57.5生产控制指标水泥加权平均强度MPa46.5生产控制指标混合材平均掺量%13厂区海拔m1454余热利用热量折标煤量kgce/t忽略余热发电折标煤量kgce/t13.38吨熟料发电36kWh（二）熟料能耗熟料综合煤耗kgce/t119.70熟料综合电耗kw.h/t70可比熟料综合煤耗kgce/t107.18可比熟料综合电耗kwh/t62.68可比熟料综合能耗kgce/t114.88注：海拔修正系数：0.916熟料强度修正系数：0.9775（三）水泥能耗水泥综合电耗kwh/t97混合材烘干能耗kgce/t3.28可比水泥综合电耗kw.h/t92.85可比水泥综合能耗kgce/t98.36注：水泥强度等级修正系数:0.9778混合材掺量修正系数：-0.021注：设计指标数据按国标GB/T16780-2007计算方法得出。产品能耗计算方法：（1）可比熟料综合煤耗熟料综合煤耗按式（1）计算：…………（1）式中：ecl——熟料综合煤耗，单位为千克标准煤每吨（kgce/t）；PC——统计期内用于烘干原燃材料和烧成熟料的入窑与入分解炉的实物煤总量，单位为千克（kg）；Qnet,ar——统计期内实物煤的加权平均低位发热量，单位为千焦每千克（kJ/kg）；QBM——每千克标准煤发热量，见GB/T2589，单位为千焦每千克（kJ/kg）；PCL——统计期内的熟料总产量，单位为吨（t）；ehe——统计期内余热发电折算的单位熟料标准煤量，单位为千克标准煤每吨（kgce/t）；ehu——统计期内余热利用的热量折算的单位熟料标准煤量,单位为千克标准煤每吨（kgce/t）。余热发电折算标准煤量按式（2）计算：…………（2）式中：0.404——每千瓦时电力折合的标准煤量，单位为千克标准煤每千瓦小时（kgce/kWh）；qhe——统计期内余热电站总发电量，单位为千瓦小时（kWh）；q0——统计期内余热电站自用电量，单位为千瓦小时（kWh）。余热利用热量折算标准煤量按式（3）计算：…………（3）式中：HHI——统计期内余热利用进口总热量，单位为千焦（kJ）；HHE——统计期内余热利用出口热量，单位为千焦（kJ）；HHD——统计期内余热利用系统的散热损失总量，单位为千焦（kJ）。燃料发热量：固体燃料发热量按GB/T213的规定测定，液体燃料发热量按GB/T384的规定测定；企业无法直接测定燃料发热量时，按JC/T733的规定计算。熟料强度等级修正系数按式（4）计算：a=…………（4）式中：a——熟料强度等级修正系数；A——统计期内熟料平均28d抗压强度（按附录A的规定），单位为兆帕（MPa）；52.5——统计期内熟料平均抗压强度修正到52.5MPa。可比熟料综合煤耗按式（5）计算：ekcl=aKecl…………（5）式中：K——海拔修正系数K=（PH/P0）1/2=[P0（1-0.022569H）5.256/P0]1/2；P0——海平面环境大气压，101325Pa；PH——当地环境大气压，PH=P0（1-0.022569H）5.256；H——当地海拔高度；ekcl——可比熟料综合煤耗，单位为千克标准煤每吨（kg/t）。（2）可比熟料综合电耗可比熟料综合电耗按式（6）计算：QKCL=aKQCL…………（6）式中：QKCL——可比熟料综合电耗，单位为千瓦小时每吨（kW·h/t）；QCL——统计期内熟料综合电耗，单位为千瓦小时每吨（kW·h/t）。（3）可比熟料综合能耗可比熟料综合能耗按式（7）计算：ECL=ekcl+0.1229×QKCL…………（7）式中：ECL——可比熟料综合能耗，单位为千克标准煤每吨（kg/t）；0.1229——每千瓦时电力折合的标准煤量，参见附录B，单位为千克标准煤每千瓦小时（kg/kW·h）。（4）可比水泥综合电耗水泥综合电耗按式（8）计算：…………（8）式中：QS——水泥综合电耗，单位为千瓦小时每吨（kW·h/t）；qfm——统计期内水泥粉磨及包装过程耗电量，单位为千瓦小时（kW·h）；pcl——统计期内熟料消耗量，单位为吨（t）；qm——统计期内每吨混合材预处理平均耗电量，单位为千瓦小时每吨（kW·h/t）；pm——统计期内混合材消耗量，单位为吨（t）；qg——统计期内每吨石膏平均耗电量，单位为千瓦小时每吨（kW·h/t）；pg——统计期内石膏消耗量，单位为吨（t）；qfz——统计期内应分摊的辅助用电量，单位为千瓦小时（kW·h）；PC——统计期内水泥总产量，单位为吨（t）。对水泥粉磨企业，计算水泥综合电耗时按QCL为零计算。水泥强度等级修正系数按式（9）计算：d=…………（9）式中：d——水泥强度等级修正系数；B——统计期内水泥加权平均强度，单位为兆帕（MPa）；42.5——统计期内水泥平均强度修正到42.5MPa。混合材掺量修正系数按式（10）计算:f=0.3％×（FH－20）…………（10）式中：f——混合材掺量修正系数；FH——统计期内混合材掺量百分数％；0.3％——混合材掺量每改变1.0%，影响水泥综合电耗百分比的统计平均值；20——普通硅酸盐水泥中混合材允许的最大掺量百分数。可比水泥综合电耗按式（11）计算：QKS=d（1+f）QS…………（11）式中：QKS——可比水泥综合电耗，单位为千瓦小时每吨（kW·h/t）。对水泥粉磨企业按f为零计算。（5）可比水泥综合能耗可比水泥综合能耗按式（12）计算：EKS=ekcl×g+eh+0.1229×QKS…………（12）式中：EKS——可比水泥综合能耗，单位为千克标准煤每吨（kg/t）；g——统计期内水泥企业水泥中熟料平均配比，％；eh——统计期内烘干水泥混合材所消耗燃料折算的单位水泥标准煤量，单位为千克标准煤每吨（kg/t）。本标准水泥中熟料配比按75％计算。产品各能耗指标的计算过程：（1）熟料综合煤耗为：eclecl=PCQnet.ar/PCLQBM—ehe—ehu=(102677×103×23520)/(620000×29270)-13.38=119.70（kg标煤/t熟料）其中：PC=102677×103kgPC——统计期内用于烘干原燃材料和烧成熟料的入窑与入分解炉的实物煤总量，单位为千克（kg），统计期按1年计算。Qnet.ar=23520kJ/kgQnet.ar——统计期内实物煤的加权平均低位发热量，单位为千焦每千克（kJ/kg），统计期按1年计算。PCL=620000tPCL——统计期内的熟料总产量，单位为吨（t），统计期按1年计算。QBM=29270kJ/kgQBM——每千克标准煤发热量，见GB/T2589，单位为千焦每千克（kJ/kg）ehu=0.404×2053×104/620000=13.38ehu——统计期内余热发电折算的单位熟料标准煤量，单位为千克标准煤每吨（kgce/t），统计期按1年计算。ehu——统计期内余热利用的热量折算的单位熟料标准煤量,单位为千克标准煤每吨（kgce/t）。暂时忽略不考虑。（2）可比熟料综合煤耗为：ekclekcl=aKecl=0.9775×0.916×119.70=107.18（kg标煤/t熟料）其中：a=（52.5/A）1/4=（52.5/57.5）1/4=0.9775a——熟料强度等级修正系数A——统计期内熟料平均28d强度，57.5MPaK=（PH/P0）1/2=[P0（1-0.022569H）5.256/P0]1/2=[1-0.022569×1.454）5.256]1/2=0.916K——海拔修正系数P0——海平面环境大气压，101325PaPH——当地环境大气压，PH=P0（1-0.022569H）5.256H——当地海拔高度，1.454km（3）可比熟料综合电耗为：QkclQkcl=aKQcl=0.9775×0.916×70=62.68kWh/t熟料其中：Qcl——设计熟料综合电耗，70kWh/t熟料（4）可比水泥综合电耗为：QKSQKS=d(1+f)QS=0.9778（1-0.021）×97≈92.85kWh/t熟料其中：QS——设计水泥综合电耗，97kWh/t熟料d——水泥强度等级修正系数d=（42.5/B）1/4=（42.5/46.5）1/4=0.9778B——设计水泥加权平均强度，46.5MPaf——混合材掺量修正系数f=0.3%×（FH—20）=0.3%×（13—20）=-0.021FH——设计混合材加权平均掺量百分数，13%（5）可比熟料综合能耗为：EclEcl=ekcl+0.1229×Qkcl=107.18+0.1229×62.68=114.88（kg标煤/t熟料）（6）可比水泥综合能耗为：EKSEKS=ekcl×g+eh+0.1229×QKS=107.18×0.7807+3.28+0.1229×92.85≈98.36（kg标煤/t熟料）其中：g——吨水泥中熟料平均配比78.07%eh——烘干所消耗煤折算的单位水泥标煤耗3.28（kg标煤/t水泥）5.3能耗比较表5-3水泥单位产品能耗比较表分类可比熟料综合煤耗（千克标煤/吨熟料）可比熟料综合电耗a千瓦时/吨熟料）可比水泥综合电耗b（千瓦时/吨水泥）可比熟料综合能耗(千克标煤/吨熟料)可比水泥综合能耗(千克标煤/吨水泥)1．项目设计指标2000吨/d107.1862.6892.85114.8898.362．省新建水泥企业单位产品能耗限额准入值≧2000吨/d≦115≦65≦93≦123≦1003．水泥企业单位产品能耗先进值≧2000吨/d≦112≦62≦90≦120≦97a:只对生产水泥熟料的水泥企业b:只对生产水泥的水泥企业(包括水泥粉磨站企业)通过能耗指标的比较，说明本项目的设计达到了国家和省的规定要求。6项目节能措施及效果分析6.1工艺节能措施（1）分步电耗比较表6-1分步电耗比较表生产工段GB50440-2007本项目指标石灰石破碎（kWh/t石灰石）≤2.0≤1.9原料粉磨（kWh/t生料）≤22.0≤21.7煤粉制备（kWh/t煤粉）≤35.0≤34.0水泥粉磨（kWh/t水泥）≤36.0≤35.0水泥包装（kWh/t水泥）≤1.5≤1.4（2）熟料烧成系统节能措施本项目熟料煅烧系统采用带预热预分解系统的新型干法水泥生产生产工艺。表6-2本项目熟料烧成系统的能效设计指标指标本项目规范要求系统热效率（%）＞55＞50熟料烧成热耗（kJ/kg熟料）≤3453（未修正）≤3178熟料烧成电耗（kW･h/t熟料）≤31≤32预热出口温度（℃）≤320≤320预熟器出口系统阻力（Pa）≤5300≤5500入窑物料表观分解率（%）≥93≥90本项目海拔1454m，因海拔较高、空气较稀薄，熟料烧成热耗稍高。本项目采用的烧成系统在平原地区的熟料烧成热耗保持在3178kJ/kg熟料以下。本项目海拔修正后的熟料烧成热耗为3163kJ/kg熟料。针对本工程燃煤粉磨特性、燃烧特性、有害组分状况及国家、当地政府对节能减排的要求，有针对性地选择合理的粉磨工艺和设备、有针对性地设计熟料烧成系统。本项目采用低热耗的窑型，设计采用了低压损型五级旋风预热器带分解炉组成的新型干法窑，其单位熟料热耗为3453kJ/kg-cl，海拔修正后的熟料烧成热耗为3163kJ/kg熟料。其旋风筒的主要结构特征表现为大蜗壳、短柱体，同时又设置了导流板、整流器等，因而系统阻力大大降低；与传统技术的预热器相比，预热器风机的电耗可降低15～20%。这一低热耗指标，在当前国内外众多高海拔水泥企业中为先进水平。本项目采用第=3\*ROMANIII代空气充气梁最新技术的篦式冷却机，其热效率可高达75%以上，可有效回收窑熟料的热量、并大大提高了二次风与三次风的温度，且降低了熟料烧成热耗。出冷却机的熟料温度小于环境温度加60°C。第=3\*ROMANIII代空气充气梁最新技术的篦式冷却机，其冷却所需的风量和多余排放的废气量将比第二代篦式冷却机减少0.6～0.8Nm3/kg-cl，因而冷却风机的废气排风机的电耗可降低20%以上。本项目精确控制燃煤量和改善燃烧条件。对于窑及分解炉的用煤，选用了精度高、运转可靠的计量秤，可根据生产操作要求而及时、准确地调节，确保喂煤均匀，从而有效地控制住熟料煅烧热耗。窑用燃烧装置采用多通道喷煤管，可使入窑一次风比例降低到8%左右，因而相应增加了入窑高温的二次风量，进而改善了窑内的燃料条件，提高了燃烧效率。此外采用了大型窑头罩及冷却机高温段管道抽风方式，一定程度上提高了入分解炉三次风的的温度，也改善了分解炉内的煤粉燃烧气氛，从而达到降低煅烧热耗的目的。本项目设计中减少设备及管道的表面散热损失。通过优化设计，在不额外增加投资、经济性又更好的前提下，减少窑系统漏风，加强窑头、窑尾的密封，降低废气的热损失，采用优质耐火和保温隔热材料，系统表面热损失在热平衡支出项的比例应小于7%。采用高效、优质的内保温与外保温材料，尽可能减少设备及管道的表面散热损失，同时也提高了预热器内的料气换热效果和废气余热综合利用率，从而相应降低热耗。本项目热风管路的保温设计符合现行国家标准《工业设备及管道绝热工程设计规范》（GB50264）的有关规定。（3）破碎与粉磨系统节能措施石灰石破碎：为了满足本工程的石灰石日需用量要求和石灰石破碎车间工作班次的一般规程，本工程破碎机采用单段锤式破碎机。原料粉磨：原料粉磨可供选择的较成熟方案主要有球磨机和立磨两种。立磨烘干能力强、热交换和粉磨效率高，平均每生产一吨生料磨机可节约电耗约5kWh。本次工程推荐采用国产立磨方案。水泥粉磨：水泥粉磨系统通常有带预粉碎系统和不带预粉碎系统两种，本项目选用一套Φ4.2´13m管磨带辊压机(CLF170-80)的圈流粉磨系统。挤压联合粉磨系统除适合生产高标号水泥和特种水泥外，节能效果显著，与同规格的闭路球磨系统相比，挤压联合粉磨系统台每吨水泥可降低电耗5～7kWh。6.2电力系统节能措施（1）供配电系统节能措施变电站的位置在负荷中心附近，并尽可能减少配电级数。采用35kV电压等级供电，中心电压等级采用10kV。10kV及以上的输电线路的导线截面按经济电流密度校验。变压器的容量、台数和运行方式根据负荷性质、用电容量等确定。采用高压补偿与低压补偿相结合、集中补偿与就地补偿相结合的无功补偿方式减少无功损耗。企业计费侧最大负荷时的功率因数不低于0.92。采用滤波方式抑制高次谐波，其谐波限值符合现行国家标准《电能质量-公用电网谐波》（GB/T14549）的有关规定。（2）电气设备节能措施主要生产工艺的风机、水泵、空压机等采用变频调速装置调速。风机风量按系统特性和漏风系数进行计算，风机能力的储备系数小于15%。本项目所采用的中小型三相异步电动机、容积式空气压缩机、通风机、清水离心泵、三相配电变压器等通用设备，符合国家标准《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》（GB18613）、《容积式空气压缩机能效限定值及节能评价值》（GB19153）、《通风机能效限定值及节能评价值》（GB19761）、《清水离心泵能效限定值及节能评价值》（GB19762）、《三相变压器能效限定值及节能评价值》（GB20052）等的规定。本项目主要生产车间按运输距离、管道长度和电缆长度较短的原则布置。变压器选择低损耗节能型，并合理确定负荷率。电力室、变电所采取静电电容器补偿方式。大功率异步电动机，配置进相机或采取静电电容器就地补偿方式。破碎机、磨机等恒速机械配电用的电动机采用新型节能电机，并以液体变阻器起动方式启动。（3）照明系统节能措施水泥工厂照明设计符合现行国家标准《工业企业照明设计标准》（GB50034）的有关规定。应用节能照明产品，打造绿色照明工程。车间照明采用混光节能照明。高大厂房内照明采用高压钠灯或金属卤化物等高效节能照明产品作混合设计。对部分人员不经常到达的部位采用自动控制系统控制灯光开灭。厂区道路照明采用高压钠灯，并设置光电或时间控制照明装置。（4）电气运行采用计算机自动控制系统，通过过程控制合理配置能量，实现系统经济运行。6.3资源的综合利用（1）余热利用原、燃料烘干：综合利用生产过程中的废气余热是新型干法水泥生产技术的一大特色。本项目设计充分利用窑尾预热器排出的废气作为原、燃料粉磨的烘干热源；采用控制流型最新技术的冷却机，其效率可高达75%以上，可有效回收出窑熟料的热量。余热发电：随着新型干法水泥熟料生产工艺技术水平的发展，我国水泥工业节能技术水平有了长足的进步，高温余热已在水泥生产过程中被回收利用，水泥熟料热耗已由过去的4600～6700kJ/kg下降至2900～3300kJ/kg。水泥生产过程中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排掉的350℃以下废气，其热量约占水泥熟料烧成系统总热耗量的35%以上。使用成熟的资源综合利用技术，可大量回收和充分利用中、低品位的余热用以发电、制冷、采暖或热电联供。项目配套建设一套纯低温余热回收电站（见单项节能工程内容）。（2）给水排水设施节能措施给水系统分别采用生产循环给水系统和生活给水系统。消防给水系统与生活系统或生产循环给水系统合并。生产用水重复利用率不低于90%，本报告的水循环利用率为96%。冷却水系统采用压力回流循环给水系统。污水排放符合现行国家标准《污水综合排放规范》（GB8978）及当地的有关规定。污水处理后作为中水回用。设计规范中采用的节水型产品及节能型产品符合现行国家标准《节水型产品技术条件及管理通则》（GB/T18870）的有关规定。（3）工业废渣利用本项目后综合利用炉渣等工业废渣14.65万吨，符合国家的产业政策，符合循环经济的要求，同时节约大量能源。6.4总图与建筑节能措施（1）总图规划节能措施本项目总体布置在满足工艺生产要求的基础上合理利用地形、分区明确、布置紧凑、减少用地。在总图布置中，从节能的角度出发，力求工艺流程顺畅紧凑，尽量减少生产环节，极力避免物料往返运输，最大限度地缩减生产过程中的物料运距与高差，从而也节省大量的物料输送能耗。加强计量、提高效率、减少原燃料及产品消耗，最大限度地减少无组织排放，既保护了周围环境、减少污染，又降低了原燃料及产品的生产损耗，相应也节省了消耗与生产成本。（2）建筑设计节能措施厂区内的工厂办公楼、中央控制室、化验室、独立的车间办公室、科技中心、综合楼以及食堂、浴室、门卫等公共建筑，建筑的节能设计按现行国家标准《公共建筑节能设计标准》（GB50189）执行。厂区内的职工宿舍等居住建筑，建筑的节能设计，根据本项目所在地气候区域，按国家现行标准《民用建筑节能设计标准》（采暖居住建筑部分）（JGJ26），《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134），《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ75）执行。有采暖或空调的生产建筑，以及独产立的配电站、水泵房、水处理室、空压机房、汽车库及机修等低温采暖的辅助性建筑，建筑的节能设计按现行国家标准《民用建筑热工设计标准》（GB50176）及室内外温度确定屋顶和外墙的最小传热阻。当外墙需要保温时，采用外墙保温措施。设计非采暖或空调车间内且有采暖或空调要求的车间值班室、检验室、控制室等辅助性工业建筑，建筑的节能设计，在非采暖生产车间内的采暖房间执行国家标准《民用建筑热工设计标准》（GB50176），并可根据室内外温度确定外墙的最小传热阻，采用外保温措施。本项目各类建筑的外墙均不采用透明的玻璃幕墙。（3）采暖、通风和空气调节设施节能措施水泥工厂采暖、通风和空气调节设计符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50091）的有关规定。充分利用当地四季如春的有利气候条件，优化建筑物采暖、通风设计。工艺设计对值班室、控制室、计算机房、化验室等做采暖设计，工业厂房等车间对室温无特殊要求时，均不做采暖设计。有采暖要求的面积较大的多层建筑物采用南、北向分环布置的采暖系统。物料储存堆棚和生产厂房一般采用自然通风。需采用机械通风时，通风机的风量储备系数小于1.1。（4）烧成系统预热器系统、回转窑、篦冷机等高温烧成设备采用耐磨、耐高温、抗结皮、导热系数小的耐火材料，增湿塔、除尘器、工艺热力管道等均采用柔性保温材料加白铁皮保护层保温，降低热力管道输送过程中的热损失。6.5能源管理措施（1）能源计量装置的设置等级达到三级计量合格的要求。能源计量器具的配备管理符合国家标准《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB17167的有关规定。（2）能源计量装置应满足生产线各子系统单独考核计量的要求。地磅、煤粉计量秤、大型电表、大型水表等能源计量装置具备自动记录和集中、统计功能，并采取保证能源计量数据正确使用的措施。（3）水、蒸气、压缩空气等动力介质设置全厂及车间二级计量仪表。（4）原料配料秤、入窑生料喂料秤及喂煤秤的计量精度偏差不高于±1%。（5）生产和生活、厂内和厂外的用水分别计量。各自水井、生产车间和辅助部门设置用水计量器具。各车间和公用建筑生活用水独立计量。循环冷却水系统计量仪表的设置符合现行国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050）的有关规定。6.6节能效果分析作为单位产品能源消耗较大的水泥制造业，合理利用能源与节省消耗的意义更为重大。本项目设计本着成熟可靠、先进合理的原则，积极采取各种措施、并采用节能与节电的生产工艺技术和高效低耗的装备，以期获得较好的节能效果。（1）生料输送入库与入预热器采用斗式提升机，单位生料可节约输送用电2.53kWh/t，预计年节电235万kWh，折合290吨标煤。（2）原料粉磨供选择立磨，平均每生产一吨生料磨机可节约电耗约5kWh，预计年节电460万kWh，折合570吨标煤。（3）水泥磨系统采用辊压机+球磨+高效选粉机圈流系统，每吨水泥节电约5～7kWh，预计年节电440万kWh，折合540吨标煤。（4）本项目纯低温余热发电系统在SP炉和AQC炉正常投运的情况下，实际年发电量为2232×104kWh左右，年供电量为2053×104kWh预计年节约8290吨标煤。本项目预计年可节约9690吨标煤。7单项节能工程（水泥余热发电）7.1工程项目内容本工程设计利用水泥窑烧成系统中未利用的余热进行发电。纯低温余热发电系统在SP炉和AQC炉正常投运的情况下，实际年发电量为2232×104kWh左右，吨熟料发电量约36kWh，每年可节约标准煤约8290吨，既符合国家资源综合利用的政策，又为企业创造良好的经济效益和社会效益。本项目利用窑头、窑尾废气进行纯低温余热发电，发电系统不影响水泥正常生产，不增加系统能耗，不减少生产产量。本项目由下列主要子项组成：2000t/d级水泥窑窑头冷却机废气余热锅炉（AQC炉）；2000t/d级水泥窑窑尾预热器废气余热锅炉（SP炉）；锅炉给水处理系统；汽轮发电机系统；电站循环水系统；站用电系统；电站自动控制系统；电站室外汽水系统；电站室外给、排水管网及相关配套的通讯、给排水、照明等辅助系统。7.2主要设计原则要求在余热电站正常发电时，不影响水泥生产线的正常生产，在此前提下电站设计遵循“稳定可靠，技术先进，降低能耗，节约投资”的原则，具体指导思想如下：（1）以稳定可靠为前题，采用经实践证明是成熟、可靠的工艺和装备，对于同类型、同规模项目暴露出的问题，要经过认真的剖析与调研不得在本工程中重复出现。（2）在稳定可靠的前提下，提倡技术先进。要尽可能采用先进的工艺技术方案，以降低发电成本和基建投入。（3）生产设备原则上采用国产设备，但部分关键控制设备和仪表考虑采用国外引进产品或引进技术国内生产的设备。（4）余热电站的控制采用计算机控制系统。7.3余热情况水泥窑废气参数，2000t/d水泥生产线：（1）窑尾废气废气量设计取值 218000m3/h（标况）废气温度设计取值 330℃含尘浓度70g/m3（标况）（2）窑头冷却机中部取风废气废气量设计取值 115000m3/h（标况）废气温度设计取值 350℃含尘浓度 30g/m3（标况）（3）物料烘干要求生料磨烘干废气温度220℃7.4热力系统方案7.4.1装机容量根据目前国内纯余热发电技术及装备现状，结合本工程水泥窑生产线余热资源情况，本工程装机方案采用低温余热发电技术。（1）窑头余热锅炉根据废气参数计算，窑头余热锅炉可生产6.4t/h－1.35MPa－320℃过热蒸汽；（2）窑尾余热锅炉根据废气参数计算，窑尾余热锅炉可生产15.2t/h－1.35MPa－320℃过热蒸汽；（3）汽轮机组根据余热锅炉所能产生的主汽参数，选择汽机的进汽参数为：1.25MPa－310℃，进入每台汽机的蒸汽总量为21.6t/h，汽机设计汽耗率为5.8kg/kW，每台计算平均发电功率为3720kW，因此确定汽轮机装机功率为4.0MW。综上所述，工程确定装机方案如下：1台4.0MW凝汽式汽轮机组＋1台窑头余热锅炉＋1台窑尾余热锅炉。7.4.2热力系统根据上述装机方案，为满足生产运行需要并达到节能、回收余热的目的，结合水泥生产工艺条件，热力系统方案确定如下：在窑头冷却机中部废气出口设置窑头余热锅炉（AQC炉）。为减轻粉尘对锅炉的磨损，在AQC炉前设置了干扰式分离器。AQC炉分两段设置，其中I段为蒸汽段，II段为热水段。在窑尾预热器废气出口设置窑尾余热锅炉（SP炉）。SP炉只设置I段－蒸汽段。AQC炉I段生产6.4t/h参数1.35MPa－320℃过热蒸汽。AQC炉II段生产的120℃左右的热水22.8t/h，其中6.7t/h的热水提供给AQC炉I段，另外16.1t/h的热水作为SP炉给水；SP炉生产的15.2t/h参数1.35MPa－320℃过热蒸汽与AQC炉产生的过热蒸汽并入汽轮机房的主蒸汽母管，混合为1.25MPa－310℃过热蒸汽作为主蒸汽进入汽机做功，做功后的乏汽通过冷凝器冷凝成水,汽轮机凝结水经凝结水泵送入除氧器，除氧后的水再经锅炉给水泵为AQC余热锅炉II段提供给水，从而形成完整的热力循环系统。上述方案的配置，可以使电站运行方式灵活、可靠，能很好地与水泥生产配合，可最大限度的利用余热。7.5化学水处理本工程余热锅炉属于低压蒸汽锅炉。为满足锅炉及机组的正常运行，锅炉给水指标应满足《工业锅炉水质》水质标准要求。7.5.1化学水处理水量机组正常运行时，电站汽水系统补水量为3.5m3/h，故障及调试阶段最大约为7m3/h。由于一期电站化学水处理系统生产能力按15m3/h进行设计，建设时已预留本工程化学水用量，故不再增设化水设备。7.5.2化学水处理系统方案根据本公司提供的水源情况，且为了满足余热电站锅炉给水水质标准，化水补水取自厂区生活消防给水管网，化学水处理方式采用“过滤＋软化”系统。处理流程为：自厂区生活、消防给水管网送来的水进入车间机械过滤器，过滤后进入清水箱，由清水泵将水送至组合式软化水装置，出水达标后进入软水箱，再由软水泵将软化水送至各用水点，供电站机组和换热站使用。出水水质达到：硬度≤0.03me/l。为控制锅炉给水的含氧量，减少溶解氧对热力系统设备的腐蚀，采用真空除氧的方式。汽轮发电机房设有真空除氧器，软化水经除氧后：含氧量≤0.05mg/L。锅炉汽包水质的调整，是采用药液直接投放的方式，由加药装置中的加药泵向余热锅炉汽包投加Na3PO4溶液来实现的。7.5.3技术指标根据该公司的供水情况和锅炉给水水质要求，化学水处理系统主要技术指标如下：年消耗原水量：2.52×104m3/a年产软水量：2.376×104m3/a年消耗NaCl：5t/a年消耗98%Na3PO4·12H2O：3t/a7.6冷却水系统本工程是利用公司2000t/d水泥生产线的窑头、窑尾余热建设一套装机容量为4.0MW、年运转率7200h的低温余热电站。7.6.1设备冷却用水量根据窑头、窑尾余热锅炉产生的蒸汽品质及蒸汽量、汽轮发电机的汽耗和冷却倍率计算确定冷却水量如下：冷油器冷却水量：60m3/h凝汽器冷却水量：1550m3/h（最大2000m3/h）空冷器冷却水量：100m3/h其他设备冷却水量：1m3/h循环冷却水总量：1711m3/h（最大2161m3/h）7.6.2冷却水系统运行方案本工程设备冷却用水采用循环系统。机组的循环冷却水系统均包括循环冷却水泵、冷却构筑物、循环水池及循环水管网。该系统运行时，循环冷却水泵自循环水池抽水送至各生产车间供生产设备冷却用水，冷却过设备的水（循环回水）利用循环水泵的余压送至冷却构筑物，冷却后的水流至循环水池，供循环水泵继续循环使用。为确保该系统良好、稳定的运行，系统中设置了加药和旁滤设备。7.6.3冷却水设备选型方案机组运行期间，循环水量因室外气象条件的变化而变化，为便于循环水量的分配及循环水泵组合运行的经济性和可靠性，循环冷却水系统中设备选型如下：机组配套的循环冷却水泵拟采用2台流量为1440～1872～2232m3/h、扬程为34～31～26m的单级双吸卧式离心水泵。循环冷却水构筑物采用2台冷却水量为1200m3/h的逆流组合式机械通风冷却塔。加药装置需根据水源情况和冷却水运行环境及工况确定，拟采用加药量为0～120l/h的设备，布置在冷却塔一侧。旁滤装置选择1台产水量为80m3/h的无阀过滤器。7.6.4系统损失及补水量根据余热电站建设所在地区气象条件和本工程的冷却用水量，以及系统所采用的冷却构筑物型式，计算得出：蒸发风吹渗漏水量：31m3/h系统排水量：8m3/h损失水量：39m3/h间接循环利用率为97.7%左右，循环水系统补充水量为39m3/h。7.6.5技术指标根据公司的供水情况和循环水给水水质要求，循环冷却水处理系统主要技术指标如下：年消耗原水量：28.08×104m3/a年消耗水质稳定剂：3t/a7.7电气7.7.1电站用电配电电压等级发电机出线电压：10.5kV站用低压配电电压：0.4kV站用辅机电压： 0.38kV站用照明电压： 380V/220V操作电压：交流或直流：220V检修照明电压：36V/12V7.7.2主要电气设备选型（1）10kV高压配电设备选用金属铠装全封闭中置式高压开关柜；（2）高压断路器选用VS1-12型其额定开断短路电流为31.5kA;（3）400Ｖ站用低压配电设备选用GCS抽屉式配电屏；（4）继电保护屏选用PK－10标准屏；（5）控制屏选用KG系列仪表控制屏，控制台为由DCS系统配套的电脑工作台；（6）静止可控硅励磁装置随发电机配套。7.7.3用电设备的控制及启动根据自备电站发电的特点，将采用机电炉集中的控制方式，设立电站中央控制室。但化学水处理部分将设独立的控制室单独集中控制。（1）电站中央控制室集中控制整个自备电站从汽轮发电机系统及循环水泵站的循环水泵、电动阀等均集中在电站中央控制室操作、监控、管理。当电站中央控制室控制时，将分“集中”、“断开”、“机旁”三种控制方式，此三种方式利用设在机旁按钮盒或机旁控制箱上的选择开关进行控制方式选择。选择“集中”控制方式时，电站中央控制室根据发电工艺流程和设备保护的要求，对电动机、电动阀以及其它用电设备通过操作站键盘操作，按顺序逻辑关系进行启