基于热电联产的新型干法水泥窑余热利用节能技术研究

论文摘要

我国新型干法水泥生产线基本上全部配备了纯低温余热发电系统。纯低温余热发电机组容量小、参数低、发电能力受到生产情况的制约,通常提高热效率的方式对其难以适用,若想进一步发掘其节能潜力,则应从发电与供热相结合入手。因此分析水泥厂的余热资源,研究水泥厂余热发电与供热的配合,对于进一步挖掘水泥厂余热节能潜力有着积极的意义。本课题对某水泥厂的生产工艺及余热资源进行调研,在实地考察后,进行了发电工况与供热工况配合情形的分析,以求达到综合完善地利用余热资源的效果。首先通过现场实测和日常生产报表对水泥厂余热发电系统涉及的余热资源进行分析,重点研究了来自余热锅炉的蒸汽资源以及水泥厂生产线设备循环冷却水和余热发电循环冷却水的余热资源。提出了进一步利用工艺余热发电和循环冷却水供热的两种方案。方案一为汽轮机低真空运行供热方案,降低凝汽器的真空度,提高汽轮机排汽温度,从而加热凝汽器中的冷却水达到可以直接供热的温度。汽轮机低真空运行后,发电量会有所降低,但是增加了供热量,能量利用总量和能量利用率都增大了。方案二为利用溴化锂吸收式热泵回收冷却循环水余热量供热的方案,将原来用作发电的蒸汽分配一部分用于供热,并利用吸收式热泵回收循环冷却水余热,计算此方案的节能潜力。将两种方案进行分析对比,在水泥厂余热发电节能潜力发掘上提出合理的建议。将余热发电系统与供热相结合可以进一步发掘水泥厂余热节能的潜力,达到完善余热发电系统能量利用形式的目的,提高水泥厂余热发电的热经济性。该研究成果可为水泥厂余热发电系统新建工程以及既有工程改造提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究内容和意义
• 1.2 国内外同类课题研究现状
• 1.2.1 国内的发展与研究现状
• 1.2.2 国外的发展与研究现状
• 1.3 对某新型干法水泥厂及其余热发电系统的调研
• 1.4 本课题主要研究的内容
• 第2章 干法生产水泥厂余热资源及节能潜力分析
• 2.1 新型干法水泥窑生产流程概述
• 2.2 典型干法水泥生产线余热发电系统简介
• 2.3 新型干法水泥窑余热发电系统热平衡关系
• 2.3.1 质量与热量平衡概况
• 2.3.2 干法水泥窑余热发电系统热平衡分析
• 2.3.3 干法水泥窑余热发电系统火用分析
• 2.4 新型干法水泥生产线余热资源分析
• 2.4.1 窑头、窑尾余热锅炉蒸汽余热资源
• 2.4.2 循环冷却水余热资源
• 2.5 余热资源不稳定性分析
• 2.5.1 余热锅炉蒸汽波动状况
• 2.5.2 余热发电系统循环冷却水温度波动状况
• 2.5.3 水泥生产线检修及故障对余热资源稳定性的影响
• 2.6 水泥厂余热发电系统涉及的余热资源特点
• 2.6.1 余热资源参数的特点
• 2.6.2 余热资源的回收利用情况
• 2.6.3 与凝汽式电厂提高热效率途径的不同点
• 2.7 本章小结
• 第3章 余热发电系统低真空运行供热的节能分析
• 3.1 余热发电汽轮机低真空运行供热原理
• 3.2 余热发电系统汽轮机低真空运行计算及分析
• 3.2.1 不同排汽压力下系统的供热能力
• 3.2.2 热负荷计算
• 3.2.3 辅助热源的相关计算
• 3.2.4 系统的运行调节方式
• 3.3 节能效果相关计算
• 3.3.1 余热发电汽轮机低真空运行参数汇总
• 3.3.2 废烟气提供的热量计算
• 3.3.3 汽轮机发电量计算
• 3.3.4 汽轮机低真空运行供热量计算
• 3.3.5 汽轮机不同排汽压力系统节能效果对比
• 3.4 本章小结
• 第4章 吸收式热泵回收余热供热的节能分析
• 4.1 吸收式热泵原理
• 4.1.1 第一类双效溴化锂吸收式热泵工作原理
• 4.1.2 第二类双效溴化锂吸收式热泵工作原理
• 4.1.3 两种吸收式热泵对比
• 4.2 采用吸收式热泵涉及的余热资源
• 4.3 吸收式热泵供热系统
• 4.3.1 系统简介
• 4.3.2 低压蒸汽驱动热泵相关计算
• 4.3.3 高压蒸汽驱动热泵相关计算
• 4.4 吸收式热泵供热系统节能效果分析
• 4.4.1 吸收式热泵供热系统全年供热量计算
• 4.4.2 吸收式热泵供热系统的全年发电量
• 4.4.3 吸收式热泵供热系统的节能效果分析
• 4.5 与汽轮机低真空供热系统的对比
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢