概況

在鋼鐵、水泥等工業(yè)企業(yè)每天都向外排放大量的中低溫?zé)煔?、廢蒸汽、廢熱水等余熱資源。它們攜帶的能量屬于中、低溫余熱。傳統(tǒng)的余熱回收系統(tǒng)是把這些熱能轉(zhuǎn)化為熱空氣、熱水或蒸汽，供生產(chǎn)或生活需要。但是這種熱能利用方式，往往受制于企業(yè)的生產(chǎn)條件，很多情況并不能將這些熱能充分利用。低溫余熱發(fā)電技術(shù)將這些低品質(zhì)的熱能直接轉(zhuǎn)化為使用方便、輸送靈活的電能，不僅建廠投資成本低，而且經(jīng)濟效益顯著，為大型企業(yè)余熱回收利用，節(jié)能降耗找到了一條行之有效的途徑和方法。

余熱發(fā)電技術(shù)

朗瑞公司與多家大學(xué)和研究所合作，研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的余熱發(fā)電技術(shù)和成套設(shè)備，在水泥、鋼鐵、電廠等行業(yè)積累了較多的余熱發(fā)電設(shè)計和總承包業(yè)績。

余熱發(fā)電的基本過程如下：

通過余熱回收裝置——余熱鍋爐將工業(yè)生產(chǎn)中排出的廢氣余熱進行回收換熱，產(chǎn)生過熱蒸汽或飽和蒸汽推動汽輪機實線熱能——機械能的轉(zhuǎn)換，再帶動發(fā)電機發(fā)出電能，并供給工業(yè)或生活中的用電負荷。

典型的水泥行業(yè)低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)流程圖如下圖所示：

三維流程圖如下圖所示：

整套系統(tǒng)由八部分組成。

1.余熱鍋爐，余熱鍋爐包括窯尾PH鍋爐和窯頭AQC鍋爐，余熱鍋爐回收水泥窯頭和窯尾的廢氣余熱產(chǎn)生過熱蒸汽或飽和蒸汽。

2.汽輪機發(fā)電機組，汽輪機多采用多級補汽凝汽式汽輪機，利用壓力參數(shù)較低的主蒸汽和來自閃蒸器的飽和蒸汽導(dǎo)入汽輪機做工。發(fā)電機為三相交流同步發(fā)電機，采用同軸交流無刷勵磁或靜止可控硅勵磁方式。

3.汽輪機排汽通過凝汽器冷凝成凝結(jié)水，經(jīng)凝結(jié)水泵增壓，通過管道進入汽封凝汽器加熱，加熱后的凝結(jié)水再通過管道與閃蒸器下降管來水匯合，作為鍋爐給水泵進口給水經(jīng)鍋爐給水泵增壓后通過鍋爐給水管道送往AQC鍋爐省煤器，提高鍋爐給水溫度后作為余熱鍋爐的給水。

4.循環(huán)冷卻水。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的作用主要是為凝汽器及其他冷卻設(shè)備提供冷卻循環(huán)用水，系統(tǒng)包括冷卻水泵和一套機械強制通風(fēng)立式冷卻塔及相應(yīng)的冷卻水管道等根據(jù)實際需要，也可以采用自然通風(fēng)逆流雙曲線型冷卻塔。在水資源缺乏的地區(qū)，也可以采用風(fēng)冷凝汽技術(shù)。

5.化學(xué)水處理。化學(xué)水處理裝置一般是采用離子交換方式來置換出原水中的陰陽離子，形成軟化除鹽水，作為發(fā)電系統(tǒng)的補充水。

6.DCS集散控制系統(tǒng)。余熱發(fā)電機組采用先進、成熟的集散控制系統(tǒng)（DCS）進行控制、監(jiān)視。

7.汽輪機綜合控制系統(tǒng)。DEH控制系統(tǒng)的主要是控制汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速和功率，以滿足安全供電的要求。系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)速控制回路、電功率控制回路、主汽壓控制回路、超速保護回路等基本控制回路以及同期、調(diào)頻限制、解耦運算、信號選擇、判斷等邏輯回路。

8.接入系統(tǒng)主接線。余熱發(fā)電站發(fā)出的電能一般是并網(wǎng)但不上網(wǎng)，自發(fā)自用發(fā)電機發(fā)出的電能通過水泥工廠的總降壓變電所向水泥生產(chǎn)的設(shè)備提供電能。

我公司余熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點：

1熱力系統(tǒng)采用閃蒸技術(shù)與其它類型熱力系統(tǒng)相比多回收低品味熱能20—30％。閃蒸出的飽和蒸汽可“補汽”到汽輪機，提高汽輪機做功功率鍋爐可以充分地吸收鍋爐低品味熱能。

2高效的臥式余熱鍋爐，余熱鍋爐受熱面采用H型鰭片，不易積灰，特有的機械振打清灰裝置，鍋爐換熱效率提高8－10％。

3以熱定電的低參數(shù)多級補汽凝汽式汽輪機裝備技術(shù)

為了充分回收大量低品味的熱能，選擇最佳的熱力系統(tǒng)參數(shù)，和汽輪機供應(yīng)商共同開發(fā)了低參數(shù)的多級補汽凝汽式汽輪機設(shè)備。汽輪機的通流部分、主調(diào)節(jié)閥及補汽口等部分蒸汽流經(jīng)的部位進行全面系統(tǒng)設(shè)計采用三維技術(shù)優(yōu)化設(shè)計葉片的葉型，具有良好的變工況適應(yīng)性能。

4智能化集散控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)采用國際知名公司硬件和系統(tǒng)軟件，在設(shè)計時充分考慮到系統(tǒng)的目的性、先進性、實用性、安全合理性和規(guī)范化，能夠結(jié)合工藝的實際情況，采用先進控制思想，選取最優(yōu)算法，系統(tǒng)控制、調(diào)節(jié)、操作簡練，工藝流程直觀，信息量充分，控制方案規(guī)范明確。

5與水泥、冶金行業(yè)工藝無縫結(jié)合，不影響原有生產(chǎn)線的生產(chǎn)運行。

項目案例：

某水泥廠5000t/d水泥熟料干法生產(chǎn)線配套純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，年運行時間7000h，年發(fā)電量5411×104kWh，年供電量4924×104kWh，按大型火電廠發(fā)電效率為0.383kg標(biāo)準(zhǔn)煤/kWh計算，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤18859t，每年減少CO2排放量47148t，計算噸熟料發(fā)電量33.7kWh。項目投產(chǎn)后，可以取得良好的經(jīng)濟效益，全投資財務(wù)內(nèi)部收益率19.57%，全部貸款償還期僅為投產(chǎn)后3.83年，項目經(jīng)濟效益顯著。