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LN2000水泥窑纯低温余热发电解决方案

余热发电项目作为国家重点推广的“十大节能工程”之一,越来越受到社会各界的重视。

1 水泥窑纯低温余热发电技术特点

1.纯低温余热发电工艺流程

凝汽器热水井内的凝结水经变频控制的凝结水泵加压后,进入真空除氧器进行除氧,然后通过锅炉给水泵打入至AQC锅炉热水器内进行预热,产生一定压力下的高温水,从热水器出口分两路分别送到AQC锅炉汽包内和SP锅炉汽包内,进入汽包的水在锅炉内循环受热,由蒸发器产生蒸汽进汽包进行汽水分离,饱和蒸汽再经过热器加热产生过热蒸汽送入汽轮机做功。做功后的乏汽经过凝汽器后重新回到热水井再参与循环。生产过程中消耗掉的水由化水处的原水箱经反渗透处理和加药后送至软水箱,软化水经软水泵补入热水井或除氧器内。

2.纯低温余热发电设备配置

1. AQC余热锅炉

窑头余热锅炉简称AQC余热锅炉,其安装于水泥窑熟料冷却机废气出口至收尘器间的管道上。该锅炉设计入口废气温度360℃,废气流经过热器、蒸发器、热水器后,废气温度降至102.6℃左右,然后再进入熟料冷却机原有的电收尘器并经风机排入大气。由于窑头废气粉尘粒度较大,在AQC余热锅炉废气入口设置干扰式分离器,使废气中较大颗粒沉降下来,以减轻熟料颗粒对窑头余热锅炉的冲刷磨损。

2.SP余热锅炉

窑尾余热锅炉简称SP余热锅炉, 其安装于水泥窑窑尾预热器废气出口至窑尾高温风机入口的废气管道上。该锅炉设计入口废气温度(水泥窑窑尾余热器出口废气温度)365℃,废气流经过热器和蒸发器后,温度降至220℃左右,然后经水泥窑窑尾高温风机送入水泥窑生料烘干系统及收尘系统。由于窑尾废气粉尘含量很大,运行中受热面的积灰较严重。为了防止积灰,本锅炉结合锅炉结构特点及实际情况,采用机械振打装置予以清灰,加强清灰效果以提高锅炉热效率,实现锅炉安全、稳定运行的目的。

3. 汽轮发电机组

该系统汽轮机为单缸冷凝式BN4.5-1.0,其工作参数:蒸汽额定入口压力为1.0MPa,温度320℃,排汽压力0.008MPa(冷却水温27℃),汽轮机转速:3000r/min,循环冷却水温:正常27℃、最高33℃。汽轮机调节采用505调速器。

2. LN2000 DCS系统应用

纯低温余热发电控制系统采用山东国民彩票公司生产的LN2000分散控制系统。LN2000是一种模块化的基于现场总线的过程控制系统,系统结构合理、可靠性高,系统供电采用厂用电和UPS双路冗余供电,防止数据丢失和电源干扰,保证了运行的安全可靠性。并具有功能强大、丰富的组态软件和开放的通讯系统,使其完全适用于水泥窑纯低温余热电站。

2.1 硬件配置及网络结构

该系统配置工程师站(兼做历史站)、操作员站、打印机、过程控制站和一定数量的智能I/O模块。工程师站和操作员站与过程控制站通过冗余的高速以太网(又称实时数据网)连接在一起。过程控制站通过冗余现场总线连接到智能I/O模块。智能I/O模块完成生产过程数据采集和对现场设备的控制。具体网络结构见图1。

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图1  LN2000 DCS网络结构图


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