時(shí)間：2012-05-16 返回列表
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通過對(duì)帶四級(jí)和五級(jí)預(yù)熱器的新型干法水泥窯排放的煙氣量、煙氣溫度、純低溫余熱發(fā)電量以及噸熟料煤耗的定性分析和計(jì)算，對(duì)比國(guó)家公布的火電標(biāo)準(zhǔn)煤耗，從理論上闡明了帶五級(jí)預(yù)熱器的新型干法水泥窯工藝流程中的純低溫余熱發(fā)電能源利用率高于帶四級(jí)預(yù)熱器的水泥生產(chǎn)線，解答了帶四級(jí)與五級(jí)預(yù)熱器的新型干法水泥純低溫余熱發(fā)電的優(yōu)劣困惑。
余熱發(fā)電量計(jì)算
由于烘干原料的需要，余熱發(fā)電利用后的窯尾預(yù)熱器煙氣的排放溫度假定為230℃。四級(jí)預(yù)熱器與五級(jí)預(yù)熱器干法水泥窯窯頭廢氣發(fā)電量基本相同，在此只比較窯尾預(yù)熱器余熱發(fā)電量。
四級(jí)預(yù)熱器根據(jù)煙氣溫度、煙氣成分以及擬排放的煙氣溫度計(jì)算出煙氣焓：375℃煙氣焓為H375、230℃煙氣焓為H230。
則375℃的廢煙氣通過SP余熱鍋爐排放出230℃煙氣，可以利用的煙氣熱量為：ΔH4= Q4 (H375-H230)＝8205×104 kJ/h。
由于四級(jí)預(yù)熱器排煙溫度高于五級(jí)預(yù)熱器，根據(jù)純低溫余熱發(fā)電熱量利用效率的計(jì)算，不難計(jì)算出SP余熱鍋爐吸收的熱量轉(zhuǎn)換為電能的效率約為η4=23％[5]，則窯尾廢氣可利用余熱純低溫發(fā)電量為：P4=ΔH4η4/3600＝5242kw。
五級(jí)預(yù)熱器根據(jù)煙氣溫度與煙氣成分以及擬排放的煙氣溫度計(jì)算出煙氣焓：350℃煙氣焓H350和230℃煙氣焓H230。則可以利用的煙氣熱量為： ΔH5= Q5 (H350-H230) ＝6880×104 kJ/h。
根據(jù)純低溫余熱發(fā)電熱量利用效率的計(jì)算，不難計(jì)算出SP余熱鍋爐吸收的熱量轉(zhuǎn)換為電能的效率約為η5=21％[5]，則窯尾廢氣可利用余熱純低溫發(fā)電量為： P5=ΔH5η5/3600＝4013kw。?
四級(jí)預(yù)熱器和五級(jí)預(yù)熱器的煤耗
根據(jù)四級(jí)預(yù)熱器熱耗3768kJ/kg.cl 折算成煤耗 b4=129kg標(biāo)煤/t.cl。 ? ? 即：b4×5000/24＝26875kg標(biāo)準(zhǔn)煤/h?
根據(jù)五級(jí)預(yù)熱器熱耗為3011kJ/kg.cl 折算成煤耗 b5=103kg標(biāo)煤/t.cl。 ? ? 即：b5×5000/24＝21458kg標(biāo)準(zhǔn)煤/h ? ??
計(jì)算出的具體數(shù)據(jù)見表2，表2四級(jí)預(yù)熱器和五級(jí)預(yù)熱器余熱發(fā)電量對(duì)比
| ?項(xiàng)目 | 煙氣量? | ?SP進(jìn)口溫度? | SP出口溫度? | 可利用熱量? | ?鍋爐吸熱轉(zhuǎn)換為電能的效率 | 估算發(fā)電量? |
| ?單位 | ?萬Nm3 | ?℃? | ?℃? | ?104kJ/h | ?%? | ?kw? |
| ?四級(jí)預(yù)熱器 | ?35.83 | 375 | ??230 | ?8205 | ? 23? | ?5242 |
| ?五級(jí)預(yù)熱器 | 36.46?? | ?350? | ?230? | ?6880? | ?21? | ?4013? |
結(jié)果分析
從計(jì)算結(jié)果及表3中可以看出：
四級(jí)預(yù)熱器比五級(jí)預(yù)熱器每小時(shí)多耗煤：26875-21458＝5416.7kg標(biāo)準(zhǔn)煤/h每小時(shí)四級(jí)預(yù)熱器與五級(jí)預(yù)熱器純低溫余熱發(fā)電差值：P4－P5＝1229kwh。
表3四級(jí)預(yù)熱器和五級(jí)預(yù)熱器余熱發(fā)電能量利用對(duì)比
| ?項(xiàng)目 | 可利用熱量? | 熱量利用率 | 估計(jì)發(fā)電量? | 燒成煤耗 |
生產(chǎn)線每小 時(shí)耗標(biāo)準(zhǔn)煤 |
?多耗煤與多 耗電之比?? |
國(guó)家公布的火 電標(biāo)準(zhǔn)煤耗? |
| ?單位 | ?104kJ/h | ?% | ?kw | ?kg/t.cl | ?kg | ?g標(biāo)準(zhǔn)煤/kwh? | ?g標(biāo)準(zhǔn)煤/kw? |
| 四級(jí)預(yù)熱器 | ??8205 | ?23 | ?5242 | ?129? | ?26875 | ?4407? | ?356? |
| 五級(jí)預(yù)熱器 | ?6880 | ?21 | ?4013 | ?103 | ?21458 | ?4407? | ?356? |
| ?差值? | ?\ | ?\ | ?1229? | ?26 | ?5417? | ?4407? | ?356? |
帶四級(jí)預(yù)熱器與帶五級(jí)預(yù)熱器的新型干法窯相比，其多耗煤與多發(fā)電之比為：
5417/1229=4407g標(biāo)準(zhǔn)煤/kwh，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)家公布的火電標(biāo)準(zhǔn)煤耗：356g標(biāo)準(zhǔn)煤/kwh。由此可以看出，四級(jí)預(yù)熱器窯雖然增加了發(fā)電量，但同時(shí)也增加了煤耗，增加煤耗量與增加發(fā)電量之比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)家公布的火電標(biāo)準(zhǔn)煤耗表明，四級(jí)預(yù)熱器窯的能源利用效率比五級(jí)預(yù)熱器窯低。五級(jí)預(yù)熱器窯投資雖然有所增加，發(fā)電量減少；但煤耗量的減少更為明顯，其運(yùn)行時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益明顯大于四級(jí)預(yù)熱器窯。
不同的純低溫余熱發(fā)電技術(shù)、熱力參數(shù)的熱力系統(tǒng)，SP余熱鍋爐吸收的熱量轉(zhuǎn)換為電能的效率可能多少有些差別，一般來說，排放的廢氣溫度越高，SP鍋爐產(chǎn)生的蒸汽溫度越高，轉(zhuǎn)換為電能的效率也越高，但對(duì)應(yīng)水泥窯熱耗也大幅增加，本文所選效率數(shù)值不失一般性，即使某項(xiàng)目效率數(shù)值與此有差異，但只要是和本文同樣的可比條件，所得結(jié)論仍然相同。
結(jié)論
①、水泥窯純低溫余熱發(fā)電應(yīng)重點(diǎn)考查其能量利用效率而不是噸熟料發(fā)電量。
②、五級(jí)預(yù)熱器窯在純低溫余熱發(fā)電方面比四級(jí)預(yù)熱器窯更能提高能源利用率、降低能耗。
③、不能為了單純?cè)黾影l(fā)電量而減少預(yù)熱器級(jí)數(shù)，把五級(jí)預(yù)熱器窯改為四級(jí)預(yù)熱器窯更是得不償失，應(yīng)把水泥煅燒技術(shù)與純低溫余熱發(fā)電技術(shù)結(jié)合起來，降低水泥窯能耗，減少排煙損失，提高能源利用率。
