淄博慎德汽轮机有限公司——三十多年汽轮机生产厂和安装、检修、调试、运行服务应用商

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  余热发电是淄博慎德汽轮机有限公司依据自身三十年的汽轮机研发生产、安装服务的丰富经验,开发钢铁、冶金、有色金属冶炼、建材、水泥、石化等企业每天持续不断的向大气环境中排放的废蒸汽、烟气所含的余热,来发电的一种变废为宝、保护环境的高效节能技术。其过程示意图如下:                        
     


  慎德公司余热发电一站式服务
   慎德公司公司具有三十年余热发电应用服务的丰富经验,为能耗企业提供完美的能源综合利用方案,包括前期能耗调研——能源利用技术方案设计——工程实施——安装调试运行——售后服务等(即整体方案制定、整体项目设计、项目投资与建设、项目调试运营等一站式服务),为能耗企业和社会创造更高效益!
       

  余热发电的热源(即用于发电的余热):
   余热是指多余、废弃的能源,包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压余热等七种。据慎德公司调查,各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%-67%,可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。
        
  余热发电的分类:  
   
高温烟气余热发电  
   利用工厂生产中产生的大量高温烟气、煤气等发电:
   1、水泥厂用于焙烧水泥熟料的回转窑中,有大约900℃的高温烟气从烟囱排出,若在烟囱前安置一废热锅炉,即可利用高温烟气加热工质产生蒸汽,然后通过汽轮机组发电;
   2、冶金厂中用来加热金属锭的加热炉,其排烟温度约700℃,可装一废热锅炉,用于回收烟气中的余热发电;
   3、钢铁厂的高炉在生产中产生大量煤气,这些煤气除用作原生产过程的燃料外,多余煤气可通过工业锅炉、汽轮机组发电。  

   化学反应余热发电  
   硫酸厂在生产硫酸过程中有大量的反应热,如硫铁矿焙烧炉出口炉气温度达850-950℃,可设置余热锅炉用于回收余热、增设汽轮机组发电,通常每生产一吨硫酸约可回收余热2.7×109J。  
   废气、废液余热发电  
   1、炭黑厂尾气中有一些无法回收的炭黑尾气,可设置一废热锅炉,通过燃烧这种尾气生产蒸汽用于发电;
   2、造纸厂纸浆生产过程中常排放大量含碱的废液,专烧这种废液的喷射炉可生产蒸汽用于发电。

   低温余热发电  
   低温余热发电是通过回收钢铁、水泥、石化等企业几乎每天都在持续不断的向大气环境中排放的温度低于300~400℃的中低温的废蒸汽、烟气所含的低品位的热量,将其低品位热能转化为高级能源——电能。
   低温余热发电能够充分利用钢铁企业生产环节(如:炼铁、炼钢、烧结、轧钢和冲渣)产生的大量低值或废弃的热能进行发电,给每个钢铁企业都带来巨大的经济效益和社会效益,粗略估计一个年产钢铁400万吨的企业全部利用发电的余热,全年可发电约1.6亿度,为企业增收6800万元。

   多余压差发电 
   有些生产过程中所需的蒸汽由地区热力网供给,热力网蒸汽压力高,而生产用汽的压力较低,可以让蒸汽先经过汽轮机发电机组发电后,再用于原生产过程。如涤纶厂在涤纶原料生产过程中产生高压废气,可将其引入尾气汽轮机发电机组发电。此外,高炉煤气在炉顶的压力较高,也可先经过汽轮发电机组发电后再送至煤气用户使用。
        
  余热发电设计指导思想
   1、在不影响水泥生产的前提下最大限度地利用余热。
   2、在技术方案上统一考虑回收利用水泥生产线窑头熟料冷却机及窑尾预热器的废气余热;冷却机采用中部抽风,合理设计中部抽风口,并设余风再循环。 
   3、在生产可靠的前提下,提倡技术先进。要尽可能采用先进的工艺(热力系统)技术方案,以降低操作成本和改造基建的投入。
   4、以生产可靠为前提,采用成熟、可靠的工艺和装备,克服同类型、同规模项目中暴露出的问题。
   5、余热发电站主、辅机的过程控制采用集散型计算机控制系统。
         

  余热发电系统优化设计原则
   过热蒸汽产量最大化
   对于中低温余热利用,慎德公司注重工艺和设备允许范围内充分利用余热,并使设备的效率最高,使余热发电量最大化;
   对于低参数汽轮发电机组而言,影响其发电量的三个主要参数是过热蒸汽流量、压力和温度,其中流量对发电量起决定性影响,压力和温度对单位质量蒸汽的焓和汽轮机的内效率(热能转化为机械能的效率)有影响,但其影响远小于流量的影响。一般来讲,窑尾废气余热占可利用余热的60%以上,所以慎德公司在考虑整个生产线的过热蒸汽流量时,首先考虑使窑尾的过热蒸汽产量最大,窑头配合窑尾。
   
高过热蒸汽温度
   过热蒸汽温度高除了可以通过提高过热蒸汽焓值和汽轮机内效率来提高发电量外,更重要的是提高汽轮机运行的安全性。受传热效率和锅炉制造成本的影响,必须保持过热蒸汽同烟气之间有适当的温差,该温差在20℃以上比较合理。
   
合适的汽包工作压力
   考虑在换热过程中,蒸发受热面内汽水混合物的温度不变,而烟气同汽水混合物之间传热温差窄点在20℃以上受热面的布置才合理,汽水混合物的温度直接受压力的影响,所以选择合理的压力水平为受热面布置创造条件,以防止锅炉造价过高。
   
充分降低废气温度
   受窑尾废气要用于烘干生料的工艺限制,一般窑尾废气温度只能降至225℃左右;窑头余风可以充分降低,但降低过多则造成传热温差小使得换热面积布置过多,使锅炉造价提高,同时吸收过多的低品质热量也无法有效提高发电量,所以窑头余风的降低以满足为窑头和窑尾余热锅炉提供足量的汽包给水即可。根据热量分配和能量平衡计算,窑头余风降至96~98℃即可满足要求。
   
合理布置受热面
   在布置受热面时,慎德公司关注窑尾、窑头的烟气温度特性以及余热发电汽轮机组的特性进行综合考虑,同时考虑选用合理温差以降低锅炉造价。

  余热发电设备
  
背压式汽轮机 
  背压式汽轮机广泛应用于各过程工业领域,普遍作为水泵、油泵、风机、压缩机和发电机的稳定、经济的驱动设备。

  多级蒸汽透平机 
  高可靠性和稳定性成就了多级透平机在过程工业领域中占有重要的地位。多级透平机具有既注重可靠性更保证高效率的特点,可以迎合不同工业能量部门的需求。 
  凝汽式汽轮机发电机组 
  为客户提供量身定制的凝汽式汽轮机发电机组解决方案,凝汽式汽轮机发电机组以其稳定和高效的特点为饱和蒸汽的利用开辟了完美的途径。
  
余热锅炉
  即废热锅炉,是利用废气、废液等各种工质中的热或可燃质作为热源,加热工质产生蒸汽。若只利用余热,则无需燃烧设备;若利用可燃质,则需设置特殊燃烧设备。余热锅炉设计时,通常按工质和流程的特点以及废气特性(包括流量、温度、成分、含灰量、压力等参数)合理布置受热面。其中流量和温度是确定锅炉容量的主要判据。由于余热种类繁多,余热锅炉的结构型式也有多种,并与一般锅炉差异较大。又因工质温度不高,故余热锅炉体积大,金属耗量多。对于高压排放工质,锅炉结构中还包括能承受相应压力的烟道和烟室。为适应各种排放工质特性,余热锅炉常采用自然循环方式。也有辅助循环汽包锅炉和直流锅炉。


  余热发电的电气主接线的特点
  电站的吸收功率与发电机同期并列后输送功率,用的是同一电缆及其线路上开关设备。具体是:在余热发电站未发电之前,通过总降的52F开关闭合,通过电缆,将电能从总降的母线送至余热电站的52P、52H开关,供电站启动各设备;当电站的发电机发电并由52G开关同期合闸与总降并列后,通过52P开关、及两开关之间的电力电缆、52F开关向总降母线输送功率,同时也通过52G开关及52H开关,供余热电站自用电。
    

  余热发电案例
   项目名称:玻璃熔窑高温烟气余热发电工程
   机组构成:余热锅炉+汽轮机发电机组
   项目简介:山东某玻璃建材有限公司,现有浮法玻璃生产线2条,日熔化玻璃量分别为浮法一线450t/d、浮法二线550t/d。该厂的两条生产线设计燃料均用天然气,生产过程中要排放出大量温度为450℃左右的烟气,如果这些烟气中的余热不加以回收利用,不仅浪费资源,而且还会造成环境污染。
   本余热发电工程采用“两炉一机”方案,分别在两条玻璃生产线的窑头各自设置了一台余热锅炉,回收烟气热量,产生的蒸汽汇总后全部进入汽轮发电机组膨胀做功。
   本余热发电项目装机容量3000kw,为抽凝式汽轮发电机组,年发电量达1700万kw.h,年节约标煤达6500吨,年经济效益达1100万元。

为能耗企业和社会创造更高效益而尽力!——慎德余热发电