余热发电管理层技术培训

简要介绍我国目前能源现状随着我国经济的高速发展，能源紧缺的矛盾日趋突出，煤炭、石油和天然气消耗的快速增长，能源紧张的形势日趋严重，这一局面短时间内难以改观。目前一些地区闹煤荒、电荒，石油价格上扬，加油困难，这些事情频繁发生，严重影响着国民经济的可持续发展。虽然能源这样紧张，但是我们的能源使用，客观存在着很多不合理的现象，导致能源大量浪费，最突出的浪费是能源没有“梯级利用”和工业余热的随意排放。第一、把煤炭、石油、天然气等高品级能源“降级使用”，只为取得100℃左右低品质的热水或蒸汽，用于采暖、空调、生活用热等。这种能源利用能效很低，且能源转换价值也很低，随着人们节约能源观念、意识的转变和能源利用专业水平的提高，这一问题会逐渐得到解决。第二、把大量工业低温废气余热丢弃不用，不仅造成了大量宝贵能源的浪费，而且造成了环境热污染，导致环境温度不断升高，客观上可以说是在浪费人类宝贵资源。我国水泥工业现状重庆拉法基南山水泥厂生产现状纯低温余热发电前景广阔南山水泥余热发电设备系统布置图南山纯低温余热发电设备工艺流程图余热发电烟气工艺流程图

余热发电系统设备组成

余热发电系统主要有以下几部分组成

1、锅炉系统及附属设备

2、汽轮机系统及附属设备

3、发电机系统及附属设备

4、化学制水系统及附属设备

5、热工仪表安全附件

6、自动控制系统这里重点介绍一、二和四这三个部分。锅炉设备

一、锅炉定义所谓锅炉就是锅和炉的总称，锅是吸热的水容器，炉就是加热设备，组合在一起，就是锅炉。10~75t/h链条锅炉1000t/h锅炉2000t/h锅炉2000t/h锅炉水泥窑窑头、窑尾余热锅炉锅炉的类型及分类

一、按用途分类：电站锅炉、船舶锅炉、工业锅炉和供热锅炉二、锅炉水动力循环原理：自然循环锅炉、直流锅炉、控制循环锅炉和复合循环锅炉三、按主蒸汽出口压力分：低压锅炉（≤2.45MPa）；中压锅炉（2.94～4.9MPa）；高压锅炉（7.84～10.8MPa）；超高压锅炉（11.8～14.7MPa）；亚临界锅炉（15.7～19.6MPa）；超临界锅炉（≥22.0MPa）

锅炉的类型及分类四、按照燃料种类分：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉和特种燃料锅炉（蔗渣锅炉、有机质锅炉等）。五、电站锅炉分类：燃煤电站锅炉、燃油电站锅炉、燃气电站锅炉、特种燃料电站锅炉和余热锅炉。六、余热锅炉分类：水泥余热锅炉、炼油厂催化裂化余热锅炉和冶金余热锅炉锅炉受热面的组成

30~410t/h煤粉锅炉蒸汽锅炉的参数系列

锅炉（蒸汽）的参数系列1、锅炉的容量：主要是指锅炉出口处蒸汽的流量，单位t/h。2、蒸汽的压力：主要是指锅炉出口处蒸汽的压力，单位MPa3、蒸汽的温度：主要是指锅炉出口处蒸汽的温度，单位℃。4、锅炉给水温度：主要是指进入锅炉省煤器的水温，如果没有省煤器，是指进如锅筒的水温，单位℃。锅炉的经济指标南山水泥纯低温余热发电热源

一、窑头锅炉在窑头篦冷机中部增加抽气口，将原来通过篦冷机尾部抽气口排放的烟气，分为两部分抽取，中部抽取为360℃烟气，尾部抽取为160℃烟气，（通过烟气品质核算分析和阀门调节实现）。其中360℃烟气作为窑头锅炉热源，窑头锅炉排放烟气与尾部160℃烟气混合，经除尘后排放。二、窑尾锅炉在窑尾预热器后增设窑尾锅炉，预热器排出的350℃烟气作为热源，生产出品质合格蒸汽，供汽轮机发电，设计窑尾锅炉排烟温度为230℃，用于生料的烘干。窑头篦冷机改造前状况窑头篦冷机改造后状况窑尾锅炉改造前状况窑尾锅炉改造后状况南山余热发电项目锅炉烟气参数一、窑头锅炉（AQC锅炉）1、烟气：1#线入口烟气量70000Nm3/h，入口烟温360℃，出口烟温115℃；2、烟气：2#线入口烟气量10200Nm3/h，入口烟温360℃，出口烟温115℃；二、窑尾锅炉（SP锅炉）1、烟气：1#线入口烟气量138000Nm3/h，入口烟温350℃，出口烟温115℃；2、烟气：2#线入口烟气量158000Nm3/h，入口烟温350℃，出口烟温115℃；余热锅炉的组成

南山水泥厂采用的纯低温余热锅炉，每条生产线配置两台锅炉，一台窑头锅炉AQC，一台窑尾锅炉SP。窑头锅炉主要由以下几个部分组成：1、汽包；2、省煤器；3、蒸发器；4、过热器；窑尾锅炉主要由以下几个部分组成：1、汽包；2、蒸发器；3、过热器；这种设计，主要是因为窑尾锅炉排放230℃烟气，窑头锅炉排放115℃烟气，存在窑头、窑尾锅炉受热面的相互匹配，导致这种设计。如果窑尾锅炉排烟温度与窑头锅炉一样，窑头窑尾锅炉可分别设计，互不影响，设计难度就会降低很多。

该炉属于低压、次中温、自然循环、电站、余热锅炉窑头锅炉汽水、烟气工艺流程窑尾锅炉汽水、烟气工艺流程南山余热发电项目锅炉蒸汽参数及容量一、余热锅炉参数窑头锅炉主蒸汽压力1.35MPa，主蒸汽温度340℃；窑尾锅炉主蒸汽压力1.35MPa，主蒸汽温度330℃；锅炉给水温度42℃；二、余热锅炉容量1、1#窑两台余热锅炉总蒸发量14.93t/h，两台炉共用窑头省煤器，其中窑头锅炉蒸发量5.08t/h，窑尾9.85t/h。2、2#窑两台余热锅炉总蒸发量19.35t/h，两台炉共用窑头省煤器，其中窑头锅炉蒸发量7.97t/h，窑尾11.38t/h。余热发电锅炉附属设备

（一、送风机；二、引风机；三、除尘器；八、拉链机；属于水泥系统，这里不解释，重点介绍下面四项）四、除氧器五、排污扩容器六、加药装置七、给水泵九、干扰式分离器

除氧器的工作原理

除氧的工作原理是应用亨利定律和道尔顿定律，根据亨利定律可知,在封闭容器中，任何气体同时存在于水面上,则气体的溶解度与其自己的分压力成正比,而且气体的溶解度仅与其本身的分压力有关。热力除氧原理：在一定压力下,随着水温升高,水蒸汽的分压力增大,而空气和氧气的分压力越来越小。在一个大气压100℃时,氧气的分压力降低到零,水中的溶解氧也降低到零。真空除氧原理：在一定温度下,随着水压的降低,水蒸汽的分压力增大,而空气和氧气的分压力越来越小。在一定温度和该温度饱和压力时，氧气的分压力降低到零,水中的溶解氧也降低到零。真空除氧原理图南山水泥除氧器设备

我厂余热发电项目选用一台除氧器，布置在主场房上部，属于高位布置，真空除氧。除氧器出力为50t/h，工作压力0.008MPa，工作温度40℃。排污扩容器的作用

为了保证蒸汽的品质，锅水的品质必须符合规定的标准，所以对自然循环锅炉要进行排污。排污方式分为连续排污和定期排污两种。连续排污是从锅炉水循环回路中上汽包内含盐浓度最大的部位连续放出锅水，以维持锅水额定含盐量。定期排污是为了补充连续排污的不足，从锅炉下汽包或汽包底部及联箱排除其中的沉淀物，以改善锅水品质。连续排污和定期排污都进入排污扩容器减压后排放。扩容器设备余热锅炉加药装置加药作用锅内加药处理是往锅内加碱性药剂，与锅炉给水中的钙镁等盐类生成松软水渣，通过排污排出锅炉。我们余热锅炉属于辅助加药处理，是用加磷酸三钠溶液的办法使锅水内经常维持一定量的磷酸根离子，在通过水沸腾状态下，与钙镁离子反应生成碱式磷酸钙，一种松软的水渣，并不断排出锅外，保持锅内水质稳定。加药装置锅炉给水泵一、定义：给水泵就是向锅炉不断给水的水泵。二、给水泵的容量为了保证给水的可靠性，给水泵的总容量及台数应保证在其中一台最大容量的给水泵停运时，其余给水泵能供给所连接系统的全部锅炉在额定蒸发量时所需的给水量。三、给水泵的扬程给水泵的扬程应足够克服气包压力，开启安全阀的多余压力，给水进水管、压力管、阀门、流量孔板和省煤器等的水力阻力以及供水的几何高度。

锅炉给水泵干扰式分离器

在窑头冷却机中部抽出的废气，为减轻窑头锅炉磨损，在窑头锅炉前设置了干扰式分离器：一、1#干扰式分离器入口烟气量：70000Nm3/h；入口烟温：360℃；入口烟气含尘浓度：36g/Nm3；出口烟气含尘浓度：15g/Nm3；压力损失：350Pa；漏风系数：0.5%；二、2#干扰式分离器入口烟气量：102000Nm3/h；入口烟温：360℃；入口烟气含尘浓度：36g/Nm3；出口烟气含尘浓度：15g/Nm3；压力损失：350Pa；漏风系数：0.5%；汽轮机设备

一、定义：汽轮机是将蒸汽的热力势能转换成机械能，借以拖动其他机械转动的原动机。

二、汽轮机装置：为保证汽轮机安全经济的进行能量转换，除汽轮机本体外，还需配置若干附属设备，汽轮机及其附属设备通过管道、阀门等附件连成系统，再由各种功能的系统组成一个整体，称为汽轮机装置（汽轮机装置）。汽轮机设备（装置）组合示意图汽轮机的分类一、按工作原理：冲动式汽轮机和反动式汽轮机二、按热力系统：凝汽式汽轮机；背压式汽轮机；调节抽汽式汽轮机；抽汽背压式汽轮机；中间再热式汽轮机；混压压式汽轮机；三、按汽流方向：轴流式汽轮机和辐流式汽轮机；四、按用途分类电站汽轮机；工业汽轮机；船用汽轮机；凝汽式供暖汽轮机；汽轮机的分类五、按照进汽参数低压汽轮机（＜1.5MPa）；中压汽轮机（2~4MPa）；高压汽轮机（6~10MPa）；超高压汽轮机（12~14MPa）；亚临界汽轮机（16~18MPa）；超临界汽轮机（＞22MPa）六、按照功率分大功率汽轮机（＞200MW）；小功率汽轮机（＜25MW）；6MW汽轮发电机60MW汽轮发电机200MW汽轮机300MW汽轮机600MW汽轮机水泥行业余热发电汽轮机水泥行业余热发电汽轮机汽轮机本体结构一、气缸：上汽缸、下气缸两部分，其中上、下气缸又分为高压缸和低压缸两部分。二、隔板：隔板与其后边的叶轮组成一个压力级，隔板上有隔板汽封；装在隔板调节室上的喷嘴组合体称为喷嘴组。三、转子：由主轴、叶轮、叶片、推力盘、轴套、联轴器和主轴泵等组成。四、轴封：汽封齿和气封套组成；

五、轴承：支撑轴承和推力轴承。汽轮机的经济指标一、相对内效率ηn(%)是指1kg蒸汽在一个工作单元中所转换成的有效功W与所消耗的理想能量H之比。W蒸汽转换成的有效功；H所消耗的理想焓降（kJ/kg）二、绝对内效率ηj(%)是指1kg蒸汽在一个工作单元中所转换成的有效功W与所消耗的热量R之比。W蒸汽转换成的有效功；R所消耗的热量；（kJ/kg）三、热耗率q（kJ/kwh）每生产1kwh电能所消耗的热量称为热耗率。汽轮机的经济指标四、气耗率d（kg/kwh）每生产1kwh电能所消耗的蒸汽量称为汽耗率。d=D/WD：汽轮机进汽量(kg/h)；W：汽轮机功率(kw)；五、冷源损失

汽轮机排汽仍然具有一定的压力和温度，仍具有一定的热力势能，这一部分能量没有转换成机械能，称为冷源损失。为了减少冷源损失，常采用凝汽设备来降低排汽的压力和温度，并保持凝汽器的真空度，将冷源损失降到最低限度。南山余热发电项目选用汽轮机发电机一、汽轮机型号：N7.5—1.25；额定功率：7.5MW；额定转速：3000r/min；进汽压力：1.25MPa；进汽温度：320℃；排汽压力：0.008MPa；这种汽轮机属于低压，次中温，纯凝汽轮机。二、发电机型号：QFJ—7.5—2；额定功率：7.5MW；额定转速：3000r/min；出线电压：6300V；汽轮机附属设备六、汽机的附属设备（余热发电）

1、凝汽器；

2、油系统；

3、射水抽汽器；

4、循环冷却系统；

凝汽器设备凝汽器顾名思义就是凝结蒸汽的设备。作用之一就是在汽轮机的排汽侧建立并维持低温和高度真空状态，减少冷源损失。作用之二就是回收凝结水，蒸汽凝结水品质很高，一般经过除氧后可直接用于锅炉给水，这样可大大减少锅炉补水凝汽器水室分成两个部分，可以一部分运行一部分检修。凝汽器胶球清洗装置能在运行中进行自清洗。凝汽器热水井，有一定的储水量，以保持热井水位相对稳定，有利于凝结水泵的运行。凝汽器外观凝汽器内部结构汽轮机油系统

汽轮机油系统的作用现代汽轮机的调节保护系统都是用油驱动的，各轴承也需要大量润滑油进行润滑和冷却，因此每台气轮机组，均设置供油系统，在各种运行工况下，不间断的向调节系统，保护系统和轴承供油，并保证油压、油温和右的流量符合要求。通常情况，调节系统用油和润滑系统使用同一牌号的润滑油，由一套供油系统供油。汽轮机油系统组成汽轮机油系统的组成一、油泵：包括主油泵，交流高压油泵和交直流润滑油泵。一般油泵采用离心式油泵，主油泵置于前轴承箱内。二、油箱：供油系统存油的容器，保证油在油箱中有足够的停留时间，以便分离出油中所含气体、水分和残渣。三、冷油器：是一种表面式换热器，用于吸收润滑油流经轴承所吸收的热量。四、油净化装置：润滑油由于不断吸热放热，长时间运行会出现乳化，需要定期处理和更换汽机用油五、油压调节和低油压保护装置。汽轮机油系统流程图汽轮机油系统设备图片射水抽汽器的工作原理

射水泵抽吸射水箱的工业水将其升压后经水室射入射水抽汽器喷嘴，喷嘴将压力水的压力能转变为速度能，水流高速从喷嘴射出后在水室中形成高度真空的负压区，从而把凝汽器内的汽气混合物吸入水室内和工业水一起进入扩散管后，水流速度减慢压力升高最后以略高于大气压的压力排出扩散管进入射水箱。

射水抽汽器系统图汽轮机循环冷却系统

循环冷却水系统包括循环冷却水泵、组合逆流式机械通风冷却塔，循环水池、循环水管网、加药装置和无阀过滤器。

系统运行时。循环冷却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，冷却后的水流回循环水池，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。循环冷区水系统流程图风机冷却塔电厂冷却设备主要分为冷却池和冷却塔两种形式。冷却塔分为自然通风冷却塔和机力通风冷却塔两种，机力通风冷却塔分为风筒式和抽风式两种，我厂选用的是机力通风冷却塔是抽风式横、逆流冷却塔。具有冷却能力大，占地面积相对较小的特点。余热发电项目循环水设备选型一、组合逆流式机械通风冷却塔（两台）型号：10BNGZ—2000；设计出力：2000m3/h；二、循环冷却水泵（两台）型号：20SH-13A；流量：1440~1872~2232m3/h；扬程：34~31~26m；三、无阀过滤器（一台）型号：GLG150—Ⅱ—1700；设计出力：150m3/h；四、组合逆流式机械通风冷却塔（两台）型号：JY-0.3/0.72-A-1；设计出力：0~200L/h；化学制水系统工艺流程

为满足于热电站锅炉给水水质标准，天津设计院设计的水处理方式为“过滤+反渗透”系统，厂区生活给水一次通过原水箱、多介质过滤器、活性碳过滤器，过滤后经高压泵送至反渗透装置，达标出水进入软水箱再由软水泵将软化水送至汽轮发电机组使用。标准要求出水硬度不大于0.03mmol/L，实际出水指标要低于该值。前提条件是化学车间补水也就是进入原水箱的水必须满足《生活饮用水水质标准》。化学制水系统工艺流程图原水箱、软水箱

为满足事故、机组启动调试阶段的用水要求，设置原水箱和软水箱各一台。原水箱容积为20立方米，可以满足系统额定状态最大补水量1.8小时清水耗量（最大补水量6t/h）。软水箱容积40立方米，可以满足2#窑两台余热锅炉2.07小时额定蒸发量（2#窑两台余热锅炉额定蒸发量7.97t/h+11.38t/h）。原水箱、软水箱外型图多介质过滤器

利用器内粒状滤料来去除水中悬浮物和胶体杂质，降低出水浊度同时去除铁锰等。根据所装滤料的不同可采用单层、双层过滤器。双层设备的滤料配级，上层无烟煤400／0.8～1.6mm或700/1.2～2mm，下层石英砂800／0.6～1.2mm。利用多介质滤料（例：石英砂、铁锰砂、活性炭等）的截留，滤除作用，去除大粒径的杂质颗粒，浓度胶体和悬浮物。具有效率高、容量大、截污能力强、过滤周期长及低成本，易维护、效果稳定等特点各项指标均达到国内先进水平。我厂选用多介质过滤器出力为14m3