[发明专利]一种提高水泥窑余热发电效率的取热工艺

说明书

技术领域

本发明涉及水泥窑纯低温余热发电技术领域，广泛适用于水泥、钢铁、建材等行业利用中低温烟气余热进行发电的一种提高水泥窑余热发电效率的取热工艺。

背景技术

为保证国民经济持续、快速、健康发展，实现资源综合利用，节能环保，国家发改委要求企业“对生产过程中产生的余热等进行回收和合理利用”。水泥行业是耗能大户，充分利用新型干法水泥生产线排放的废气余热，进行原、燃料烘干和纯低温余热发电，是有效的节能降耗的举措。

目前，水泥窑配置纯低温余热发电系统见图1，一般在窑头篦冷机1中段上壳体开口抽取380～450℃的中温废气，经过沉降室2过滤去大颗粒尘粒后，进入窑头AQC余热锅炉3，经热交换后产生蒸汽进行发电。同时，窑头篦冷机中部的废气还送往煤磨4用于烘干原煤。煤磨和AQC余热锅炉分置在窑头篦冷机的不同侧。在沉降室出气口将气流分开，由热风管分别送入煤磨和窑头AQC余热锅炉。在两路风管上分别安装高温调节阀门6、7，以便进行气流的控制和切换。篦冷机尾部剩余的150℃左右的低温风由余风管排至窑头电收尘器5，余风管上的高温调节阀门8对气流进行调节。经AQC余热锅炉换热后排出的低温废气与篦冷机尾部余风汇合后经窑头电收尘器净化后排空。

流程分析：篦冷机中部380～450℃的中温废气用于烘干原煤时，由于此处废气成分接近热空气的成分，含氧量高，温度高时增加了煤磨系统爆炸的危险性。为了保证煤粉制备系统的安全生产，常在去煤磨的热风管道上开口加冷风调节阀，掺入外界冷空气，使混合气体温度降至180～200℃左右后再进入煤磨进行原煤烘干。这种流程存在一些弊端：

1)额外从外界吸入冷空气与热废气混合以降低废气温度，增加了生产系统的电耗；

2)考虑到水泥生产和发电系统结合的综合效益，应在不影响水泥生产各项指标、充分利用废气余热的前提下，尽可能提高进余热锅炉的废气量和温度，以提高蒸汽参数，进而提高发电系统热效率。本流程将中部的部分360℃废气分流去煤磨后，相对就减少了进入AQC锅炉的废气量，影响发电效率；同时，进煤磨废气温度一般在180～200℃，需要掺入外界冷空气使混合气体温度降至180～200℃左右后，影响发电效率；

3)篦冷机尾部150℃左右的低温风直接排放，没有利用，造成能源浪费。

4)如果煤磨和AQC锅炉布置在篦冷机不同侧时，篦冷机中部两侧各抽取热气分别送至煤磨和AQC锅炉，造成两路抢风，引起篦冷机内气流紊乱，影响水泥生产。

发明内容

为了克服现有技术的不足，使窑头废热得到更加充分有效的利用，提高余热发电效率，本发明提供一种提高水泥窑余热发电效率的取热工艺；能够保证更多的高品质的废蒸汽进行发电，提高废气能量有效的梯级利用，并且保证煤粉制备系统的安全生产，节约能源。

为实现上述发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

所述的一种提高水泥窑余热发电效率的取热工艺，是采用篦冷机尾部剩余的150℃左右的低温风与380～450℃的中温废气根据原煤的需求混合，再送往煤磨用于烘干原煤；煤磨和AQC余热锅炉可以布置在窑头篦冷机的同一侧其步骤如下：或不同侧。当煤磨与AQC余热锅炉在窑头篦冷机的同一侧时，

1、在篦冷机尾部低温烟道余风管附近，开口引出风管并在其上设置一个调节阀门，高温调节阀门通过风管与篦冷机中部通过高温调节阀门去煤磨的风管连通，再进入煤磨系统；

2、生产中，煤磨进料口设置水分分析仪器，根据原煤水分含量，通过调节新设置的低温风管上的调节阀门，调整中部沉降室热风去煤磨风管上的高温调节阀门开度，保证原煤烘干用风要求，使大量的低温风和少量的中温风混合后，进入煤磨烘干原煤；

3、去煤磨的热风管道直径根据煤磨烘干需要的风量、气流速度设置在16～20m/s进行计算后圆整取值；

4、风管角度控制在上行不低于45°，下行不低于30°，同时根据现场情况合理设计风管支架。

5、所有控制、检测信号进入计算机DCS控制系统，实现远程或手动控制。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下的优越性：

该一种提高水泥窑余热发电效率的取热工艺，是利用篦冷机尾部剩余的150℃左右的低温风与380～450℃的中温废气根据原煤的需求混合，再送往煤磨用于烘干原煤。防止了中温废气成分接近热空气的成分、含氧量高、温度高，减少了煤磨系统爆炸的危险性，保证了煤粉制备系统的安全生产，节约了能源。其优点为：

1、可以保证更多的中温热废气进入窑头余热锅炉，可产生较多高品质的蒸汽进行发电，提高废气能量有效的梯级利用。