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煙氣、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)是把這些熱能轉化為熱空氣、熱水或蒸汽，供生產或生活需要。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)電技術將這些低品質的熱能直接轉化為使用方便、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

朗瑞公司與多家大學和研究所合作，研發(fā)了具有自主知識產權的余熱發(fā)電技術和成套設備，在水泥、鋼鐵、電廠等行業(yè)積累了較多的余熱發(fā)電設計和總承包業(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)生產中排出的廢氣余熱進行回收換熱，產生過熱蒸汽或飽和蒸汽推動汽輪機實線熱能——機械能的轉換，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，利用壓力參數較低的主蒸汽和來自閃蒸器的飽和蒸汽導入汽輪機做工。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水，經凝結水泵增壓，通過管道進入汽封凝汽器加熱，加熱后的凝結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立式冷卻塔及相應的冷卻水管道等根據實際需要，也可以采用自然通風逆流雙曲線型冷卻塔。在水資源缺乏的地區(qū)，也可以采用風冷凝汽技術。

5.化學水處理。化學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)電機組的轉速和功率，以滿足安全供電的要求。系統(tǒng)具有轉速控制回路、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但不上網，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的設備提供電能。

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以熱定電的低參數多級補汽凝汽式汽輪機裝備技術

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，和汽輪機供應商共同開發(fā)了低參數的多級補汽凝汽式汽輪機設備。汽輪機的通流部分、主調節(jié)閥及補汽口等部分蒸汽流經的部位進行全面系統(tǒng)設計采用三維技術優(yōu)化設計葉片的葉型，具有良好的變工況適應性能。

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)工藝無縫結合，不影響原有生產線的生產運行。

項目案例：

某水泥廠5000t/d水泥熟料干法生產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標準煤/kWh計算，年節(jié)約標準煤18859t，每年減少CO2排放量47148t，計算噸熟料發(fā)電量33.7kWh。項目投產后，可以取得良好的經濟效益，全投資財務內部收益率19.57%，全部貸款償還期僅為投產后3.83年，項目經濟效益顯著。