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2.2上述热力循环系统、循环参数及废气取热方式存在的主要问题
(1)窑头熟料冷却机自冷却机入料端(热端)至出料端(冷端),在不影响水泥窑熟料热耗及水泥窑生产的条件下,冷却机可排掉的废气温度是自热端起的600℃以线性关系逐渐下降至冷料端的55℃。因此,若仅在冷却机中部抽取废气,则是将热端的中高温废气与冷端低温废气混合后形成了250℃~400℃废气。由于废气温度的限制,AQC炉仅能生产低压低温蒸汽及热水。这种抽取废气的取热方式没有遵循热量应根据其温度进行梯级利用的原理。
(2)窑尾预热器系统中,在不影响水泥窑熟料热耗及水泥窑生产的条件下,可利用的废气余热有两部分:第一部分为预热器系统最终排出的(即C1级旋风筒出口)250~400℃废气;第二部分为C2级旋风筒内筒至C1级旋风筒入口的450~600℃废气中水泥生产允许的20~25℃温度降所含有的废气热量。由于没有利用第二部分废气热量,加之第一部分预热器系统最终排出的废气温度限制,SP炉同样只能生产低压低温蒸汽。
(3)上述两个因素使前述的水泥窑纯中低温余热发电技术:其一,余热只能生产低压低温蒸汽;其二,热力循环系统只能采用低压低温参数;其三,水泥窑生产系统中窑头熟料冷却机及窑尾预热器可用于发电的部分400~600℃中高温废气没有得到有效利用;其四,前述的三个因素,使在不增加水泥熟料热耗的条件下,水泥窑废气余热发电能力未能得到充分发挥,即余热发电量不能达到应该达到的水平。
2.3普通型纯低温余热发电技术的应用情况
至2005年,普遍型纯低温余热发电技术的应用情况见下表:
3.提高型水泥窑纯低温余热发电技术
针对水泥窑可用于发电的废气余热量及废气温度分布,遵循“指导构成水泥窑纯中低温余热发电热力循环系统、确定循环参数、提高发电能力的四个基本原则”(见笔者发表于《水泥》杂志2005年第4期的《水泥窑纯中低温余热发电存在的问题》及第5期的《提高水泥窑纯低温余热发电能力的途径》),在同时提高汽轮机进汽压力和温度以合理梯级利用水泥窑废气温度的条件下,笔者于2005年3月提出了三种提高型水泥窑纯中低温余热发电热力循环系统、循环参数及废气取热方式,分别见图4、图5、图6(见笔者发表于《中国水泥》杂志2005年第5期的“提高水泥窑纯低温余热发电的措施”一文)。
3.1上述热力循环系统、循环参数及废气取热方式的主要特点
(1)改变抽取窑头熟料冷却机废气方式,即在靠冷却机进料端(热端)设置一抽取400~600℃废气的抽废气口,同时在冷却机中部设置抽取250~400℃废气的抽废气口。根据废气温度利用AQC炉生产1.6~3.82Mpa次中压或中压饱和温度至450℃的过热蒸汽也可同时生产0.1~0.5Mpa饱和温度至180℃的低压低温蒸汽、85~200℃热水。
(2)在利用窑尾预热器系统最终(C1级旋风筒出口)排出的250~400℃废气的同时,利用C2级旋风筒内筒至C1级旋风筒入口的450~600℃废气水泥生产所允许的20~25℃温度降所含有的废气热量,通过SP炉生产1.6~3.82Mpa次中压或中压饱和温度至450℃的过热蒸汽。
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