煤炭加工与综合利用中低温余热发电技术在窑外分解窑中的应用探讨夏俊生(新汶矿业集团华丰煤矿,山东新泰271413)势、工艺流程、社会经济与环境效益;分析认为,中低温余热发电工程有利于提高资源利用率,减少环境污染,是水泥工业节能降耗的有效途径。
水泥工业是能耗大户,在水泥生产成本中能耗约占生产成本的30%以上。针对水泥生产中能源紧缺、成本高、效益低的局面,80年代以来我国水泥企业在锻烧、粉磨、烘干、余热利用、节电等方面做了大量的节能工作,取得了明显成效,但与先进国家的水平相比还存在很大差距。随着水泥工业技术和装备水平的不断提高,窑外分解日益普及,而且废气温度较低,如何经济合理地利用这部分废气所含热力资源进行发电,己被国家列为重点科技开发项目。新汶矿业集团华丰煤矿现有一条2500t/d级水泥熟料带窑外分解的新型干法水泥熟料生产线,正在建设的5000t/d级新型干法水泥熟料生产线将于近期投产。一、二期合并后,年可利用煤矸石40万t、粉煤灰48万t,年产熟料240万t,年产普硅P.042.5和P.032.5水泥300万t.为充分回收水泥生产过程中的热能,降低生产成本华丰煤矿经分析论证,决定采用闪蒸复合发电技术即来自窑头冷却机排出的废气余热和窑尾预热器排出的余热,回收生产过程中的热能用于发电,这不仅提高了煤的利用率,使其转变为优质能源一电力,补充生产用电,而且更有效地降低了水泥生产成本,是水泥工业节能降耗的一条有效途径。
年毕业于山东科技大学机电工程专业,工学学士,新汶矿业集团公司华丰煤矿管理信息中心工程师,电话:1华丰矿水泥厂余热发电资源条件水泥窑外分解窑中、低温余热蒸汽/热水闪蒸发电工程是利用7500t/d水泥干法生产线窑外分解窑的废气余热,将之转变为电能,再供给该水泥窑的生产系统用电,约占全系统用电量的30%以上,可以大幅度弥补水泥窑的巨额电耗。该发电系统简单其发电设备利用率几乎与生产水泥同步,热资源来自水泥窑窑头和窑尾的余热,是随水泥窑的运转而连续稳定提供的一种中、低品位的优质热源。余热发电整套装置均可布置在水泥窑周围,不必另择场地。发电设备的运输安装可利用原有条件,不需加额外投资。发电装置建设中需用水、电(包括装置启动用电),可由原水泥厂的水、电源供给。
2余热发电工艺流程余热发电系统不同于常规火力发电系统,它的发电热源来自水泥窑的母设备,即来自窑头冷却机排出的废气余热和窑尾预热器排出的余热。
两股余热分别进入窑头及窑尾的余热锅炉,将炉内受热面的工质水加热,使工质的大部分成为过热蒸汽,部分成为欠热水。欠热水通过二级闪蒸器,产生二种压力的饱和蒸汽。主蒸汽(过热蒸汽)和二种压力的饱和蒸汽,作为做功介质进入三进汽蒸汽轮机发电机组发出电力。汽轮机排汽进入冷凝器凝结成的水,和由闪蒸器排出的饱和水一起进入除氧器除氧后,由给水泵输入余热锅火炉构成了工质的闭路循环。被余热锅炉排出的;t夏俊生:中低温余热发电技术在窑外分解窑中的应用探讨冷却了的废气,在窑尾部分则按水泥工艺要求进入生料磨作为干燥剂,在窑头部分则经过现有系统的电除尘器后排入大气。
在主厂房附近布置冷却塔。发电系统的监控采用计算机控制,在现有水泥窑的中控室布置CRT和打印机进行监控和操作。附加发电装置的建设在不影响水泥窑的正常生产下进行,待整套装置安装后,最后以管道的联通而完成发电系统与母体的对接,使停窑时间压缩到最短。余热发电的电力接入厂内电网,与外来供电互为备用。
根据上述工艺流程,在7500t/d水泥窑附近附加建设整套发电装置,主要由一台PH余热锅炉及一台AQC余热锅炉、一套三进汽蒸汽轮机发电机组和二台闪蒸器等三大主机组成。余热发电额定发电功率为13950kW,年发电量112 95万元。
3投资及效益分析3.1投资10180万元,流动资金1760万元。
3.2效益分析106kW.匕电价为0.488元八界。h(含基本电价)年收入5280.16万元。
5万元;工资及福利费:职工定员52人,年人均工资总额12000元,年工资总额62.4万元;折旧费:固定资产投资总数10180万元,折旧期限为18a年折旧费为565万元;5元计,年管理费为37.87万元;007元八W 4i十,全年为95万元。
中、低温余热发电项目属纯余热发电项目由于余热利用的电能不产生任何污染,所以对环境来说相当于减少了发电厂在同样发电量条件下排放的有害物(包括粉尘、S2、NOx及C2等),减轻了对环境的污染;同时,由于将较高的废气温度采用发电方式降低到90C左右,也降低了对环境的热污染;另外,尤其对窑尾废气来说,废气己不再经过湿塔,所以除了节约水资源及部分电力外,也提高了排出的低温干烟气在除尘器的除尘效果。由此可见,中、低温余热发电项目的社会效益和环境效益极为显著。
4结论7500t/d级水泥窑外分解窑中、低温余热闪蒸复合发电工程,使余热得到了充分利用,年总发电量112 106kW.比年实现销售收入5280.16万元,年实现净利润5590. 6万元,年实现利税6171.41万元,安置人员52人,既节约了能源,又大大降低了水泥生产成本是水泥工业节能降耗的最佳途径,将为水泥企业结构调整和节能工作的发展起到积极的推动作用。另外,不存在燃煤电厂排放的粉尘、S2、C2等有害物,减轻了对环境的污染,真正实现了资源综合利用和节能双赢目标,具有良好的社会经济和环境效益。
我国确定13个大型煤炭基地我国规划建设的13个大型煤炭基地已经确定。这13个基地涉及14个省、区,总面积10. 34万km2,拥有40多个主要矿区(煤田)煤炭保有储量6908亿t占全国煤炭储量的70%.大型煤炭基地建设的目标是:到2005年,煤炭产量达到11亿t占全国煤炭产量19. 3亿t的57%,形成2~ 3个亿吨级生产能力的特大型企业集团和6~7个5000万t级生产能力的大型企业;到2010年,煤炭产量达到17亿t占全国煤炭产量21.7亿t的78%,形成5~6个亿吨级生产能力的特大型企业集团和5 ~6个5000万t级生产能力的大型企业。(钱伯章)