纯低温余热发电技术的关键问题,一是面对中、低品位的热源如何提高发电效率;二是余热锅炉如何适应低温的、含尘浓度高的废气,因为废气温度低就要增加换热面积,废气的含尘浓度高会带来传热性能降低,并加快设备磨损,尤其是窑头余热锅炉的磨损,甚至恶性堵灰事故造成的系统可靠性降低。
一条4500t/d熟料生产线窑尾预热器及窑头熟料冷却机废气余热联合生产低压过热蒸汽进行发电设计指标如下:
发电机装机容量: 10 MW
设计小时发电功率: 9000 kW
年向水泥厂供电: 6361×104kWh
废气余热资源表
内容 4500t/d熟料生产线
窑尾废气参数 窑尾废气量 360,000Nm³/h
窑尾废气温度 330℃
窑尾废气负压 7000mmH2O
窑尾锅炉出口温度 213℃
窑尾废气含尘度 80g/Nm³
窑头废气参数 窑头废气量 222,000Nm³/h
窑头废气温度 360℃
窑头废气含尘浓度 30g/Nm³
通过对上表生产线废气余热资源表的分析、热平衡计算,余热发电机组设计发电量为9000kW。
生产工艺是一个能量转化的过程。给水通过PH余热锅炉和AQC余热锅炉,将4500t/d水泥熟料生产线排放的低温余热的热能进行回收,使其转化为蒸汽,再通过蒸汽管道导入蒸汽轮机,在汽轮机中热能转化为动能,使汽轮机转子高速旋转,驱动发电机转动,从而转化为最终的产品-----电能。