余熱發(fā)電單壓熱力系統(tǒng)

影響主蒸汽參數(shù)選擇的外部因素有：進(jìn)口煙風(fēng)特性、出口煙風(fēng)特性、鍋爐制造成本、汽輪機(jī)汽耗等。

3.1 進(jìn)口煙風(fēng)特性

進(jìn)口煙風(fēng)特性包括煙氣量、煙氣溫度、煙氣成分等，影響主蒸汽參數(shù)選擇的主要因素是煙氣的溫度。煙氣的溫度決定了主蒸汽可能達(dá)到的最高溫度。主蒸汽最高溫度一般要比廢氣溫度低10~15℃。影響煙氣溫度的幾個(gè)因素包括：窯尾出C1筒以及冷卻機(jī)排煙（風(fēng)）溫度的設(shè)計(jì)值、窯尾C1筒及C1筒到窯尾高溫風(fēng)機(jī)或增溫塔入口廢氣管道的保溫狀況、窯尾生料的投料量及噴煤量、窯尾生料配料是否含有煤矸石等物質(zhì)、窯尾預(yù)熱器漏風(fēng)狀況、窯頭冷卻機(jī)取風(fēng)位置以及熟料產(chǎn)量等。

3.2 出口煙風(fēng)特性

出口煙風(fēng)特性也就是余熱鍋爐出口煙氣（風(fēng)）特性，包含煙氣量、煙氣溫度、煙氣成分等，影響主蒸汽參數(shù)選擇的主要因素同樣是煙氣的溫度。余熱鍋爐允許的排煙（風(fēng)）溫度影響了余熱鍋爐可利用的煙氣溫降，影響了余熱鍋爐可能的最大產(chǎn)汽量，甚至影響汽水系統(tǒng)的配置。影響排煙溫度的幾個(gè)因素包括：生料和煤的水份狀況以及磨機(jī)的形式、后續(xù)收塵器的形式及環(huán)保要求等。允許的排煙溫度越低，意味著余熱鍋爐可利用的熱量的增加，為了更多的吸收此部分熱量，意味著蒸汽參數(shù)和蒸汽量有所調(diào)整。

3.3 鍋爐制造成本

鍋爐制造成本主要取決窄點(diǎn)溫差（ΔT）的選擇。鍋爐給水由溫度Tg加熱到飽和溫度Ts，然后給水在這一溫度下繼續(xù)吸熱汽化成飽和蒸汽，飽和蒸汽繼續(xù)吸熱后生溫到Tc，成為合格的過(guò)熱主蒸汽。煙氣流程呈線性下降。窄點(diǎn)溫差ΔT決定了換熱過(guò)程的難易程度。

（Tin：煙氣進(jìn)口溫度；Tou：煙氣出口溫度；Tg：鍋爐給水溫度；Tc：鍋爐主蒸汽溫度；

Ts：鍋爐鍋筒壓力下的飽和水和水蒸氣的溫度；ΔT：傳熱窄點(diǎn)溫差）

根據(jù)傳熱學(xué)公式：TQ=C.F.Δ，當(dāng)換熱溫差ΔT小時(shí)，當(dāng)吸收同樣熱量的時(shí)候，余熱鍋爐需要更大的受熱面，從而增加鍋爐制造成本。

3.4 汽輪機(jī)汽耗率

汽輪機(jī)汽耗率反映的是汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的綜合效率，它最終決定了汽輪機(jī)的實(shí)際發(fā)電功率。

水泥窯純低溫余熱電站低參數(shù)汽輪機(jī)在不同工況下的理論汽耗率如表一、表二、表三所示。

表一：

表二：

表三：

根據(jù)上述熱力學(xué)分析，從提高熱力循環(huán)效率以及發(fā)電量考慮，水泥窯余熱發(fā)電的主蒸汽參數(shù)應(yīng)該是越高越好。但是受到影響余熱電站主蒸汽參數(shù)選擇的外在因素的影響，提高主蒸汽的參數(shù)又要受到一定的限制，因此只能根據(jù)具體情況進(jìn)行計(jì)算后，才能總結(jié)出一些規(guī)律。下表是筆者針對(duì)各壓力級(jí)的主蒸汽系統(tǒng)進(jìn)行的熱力計(jì)算結(jié)果。

某廠，其余熱條件如下：窯頭中部取風(fēng)后有153000m3(標(biāo))/h-360℃的廢氣進(jìn)入窯頭余熱鍋爐；窯尾出C1筒的廢氣參數(shù)為330000m3(標(biāo))/h-340℃，可全部進(jìn)入窯尾余熱鍋爐。窯尾余熱鍋爐的出口廢氣溫度不應(yīng)低于220℃，用于后續(xù)的生料烘干。針對(duì)鍋爐生產(chǎn)2.5MPa、1.35 MPa、1.1 MPa、0.9 MPa、0.7 MPa等五種壓力的主蒸汽（進(jìn)入汽輪機(jī)的主蒸汽壓力分別為2.35MPa、1.25 MPa、1.0 MPa、0.8 MPa、0.6 MPa）情況。計(jì)算發(fā)電量如表四所示。

發(fā)電能力變化（循環(huán)參數(shù)不同） 表四

通過(guò)表格中的計(jì)算結(jié)果可以看出：

a. 在主蒸汽都是320℃的情況下，主蒸汽壓力1.25MPa時(shí)發(fā)電量最大。

主蒸汽1.25MPa系統(tǒng)與主蒸汽0.8MPa系統(tǒng)相比，窯頭余熱鍋爐煙氣溫度由1.25MPa系統(tǒng)的91.6℃降低到0.8MPa系統(tǒng)的76.7℃，蒸汽量增加了2.2%，發(fā)電功率減少了4.7%。選擇高循環(huán)參數(shù)的系統(tǒng)（1.25MPa）且冷卻水水溫足夠低的情況下（汽輪機(jī)排汽壓力降低到0.005MPa時(shí)），其發(fā)電功率比低循環(huán)參數(shù)（0.8MPa）且冷卻水溫較高（汽輪機(jī)排汽壓力為0.008MPa時(shí)）的發(fā)電系統(tǒng)提高發(fā)電量11.6%。

具體分析原因有以下幾點(diǎn)：

①．對(duì)于窯尾余熱鍋爐，由于進(jìn)口煙氣溫度和排煙溫度已經(jīng)確定，也就是說(shuō)可利用的廢氣熱值已經(jīng)確定，那么窯尾余熱鍋爐的蒸汽量取決于給水溫度（即給水焓值，本計(jì)算假定窯尾給水溫度一定，因?yàn)榻o水焓值隨壓力變化很小，可忽略變化的差值）及主蒸汽焓值。從表中可以看出，隨著主蒸汽參數(shù)降低，主蒸汽焓值升高，因此窯尾余熱鍋爐的主蒸汽產(chǎn)量必定降低。那么主蒸汽作功能力隨蒸汽參數(shù)降低而降低，再加上所產(chǎn)蒸汽量降低，所以窯尾余熱鍋爐將隨著主蒸汽參數(shù)降低導(dǎo)致發(fā)電功率降低。

②．對(duì)于窯頭，由于供應(yīng)窯尾余熱鍋爐的給水量減少以及排煙溫度不受制約，因此主蒸汽參數(shù)降低后窯頭余熱鍋爐的主蒸汽產(chǎn)量有所提高。

③．汽輪機(jī)的汽耗率隨壓力降低而升高，主蒸汽1.25MPa系統(tǒng)與主蒸汽0.8MPa系統(tǒng)相比，汽耗率降低6.8%。

b. 在主蒸汽同樣是320℃的情況下，主蒸汽為2.35MPa的系統(tǒng)比1.25MPa的系統(tǒng)的發(fā)電量低。

這是因?yàn)樵谥髡羝?.35MPa的系統(tǒng)中，窯尾余熱鍋爐鍋筒的飽和溫度達(dá)到了227℃，加上最小換熱端差后，使得鍋爐的排煙溫度降不下來(lái)，達(dá)230℃，同樣窯頭也存在類似的問(wèn)題。盡管汽輪機(jī)的汽耗率大幅降低，但不能在量上充分利用余熱，使得蒸汽產(chǎn)量降低，因此綜合發(fā)電量降低。

c. 在主蒸汽壓力同樣是1.35MPa時(shí)，主蒸汽溫度320℃時(shí)比主蒸汽溫度310℃時(shí)的發(fā)電量大，這符合上述的熱力學(xué)的基本理論。

d. 值得一提的是：

①. 主蒸汽為0.8MPa系統(tǒng)中窯尾余熱鍋爐給水溫度設(shè)定為170℃，而窯尾余熱鍋爐鍋筒的飽和溫度達(dá)到了179.9℃，那么對(duì)于這么高溫度的給水，由于接近于汽化溫度，而會(huì)給管道帶來(lái)不安全因素。如果為了保障管道及系統(tǒng)安全運(yùn)行，則必須降低窯尾余熱鍋爐的給水溫度，就意味著給水焓值降低，則窯尾余熱鍋爐的產(chǎn)汽量將更低，整套系統(tǒng)的發(fā)電量將更低。

②.有的學(xué)者認(rèn)為：“對(duì)于同一種熱力循環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)主蒸汽溫度相同時(shí)，主蒸汽壓力越高，其發(fā)電能力越低，這一點(diǎn)是不遵循熱力循環(huán)基本理論的。這主要是因?yàn)?；在水泥窯可用于發(fā)電的廢氣余熱量及溫度已確定的條件下，主蒸汽壓力越高，鍋爐汽包蒸汽飽和溫度也就越高，相應(yīng)的鍋爐出口廢氣溫度也提高。在此情況下，將產(chǎn)生不能回收的可用于發(fā)電的低溫余熱量；或者雖然可以將不能回收的低溫余熱量回收并用于發(fā)電，但由于廢氣溫度的提高，加大了換熱溫差從而增加了火用損失，也就同樣降低了發(fā)電能力……”因此部分學(xué)者和業(yè)主得出結(jié)論：主蒸汽壓力應(yīng)根據(jù)汽輪機(jī)允許的壓力盡量采用低壓。通過(guò)上述計(jì)算和分析，以上觀點(diǎn)是不全面的。對(duì)于余熱發(fā)電而言，整套熱力系統(tǒng)包含鍋爐、汽輪機(jī)、系統(tǒng)管道等諸多環(huán)節(jié)，不能單從鍋爐這個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)判斷整個(gè)電站的發(fā)電功率。通過(guò)上述計(jì)算分析，主蒸汽的壓力的選擇應(yīng)根據(jù)熱力系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果選擇。

6．采用低壓熱力系統(tǒng)的條件

水泥窯單壓純余熱發(fā)電系統(tǒng)有以下情況時(shí)，可優(yōu)先考慮低壓力的熱力系統(tǒng)：

a. 廢氣參數(shù)太低，如有的廠窯尾廢氣溫度低于300℃，實(shí)在不能生產(chǎn)更高溫度和更高壓力的主蒸汽時(shí)，被迫生產(chǎn)低參數(shù)的主蒸汽。

b. 少數(shù)廠窯尾廢氣去生料烘干的廢氣溫度比較低或水泥工藝不用窯尾廢氣去烘干物料時(shí)，即當(dāng)窯尾廢氣溫度允許降低到200℃以下時(shí)，為了充分利用廢氣余熱，可采用低壓熱力系統(tǒng)。2100433B

目前普遍采用的單壓系統(tǒng)。本熱力系統(tǒng)中，窯頭余熱鍋爐和窯尾余熱鍋爐生產(chǎn)相同或相近參數(shù)的主蒸汽，混合后進(jìn)入汽輪機(jī)，汽輪機(jī)只有一個(gè)進(jìn)汽口——主進(jìn)汽口。主蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)作功后經(jīng)除氧，由給水泵為窯頭余熱鍋爐供水，窯頭余熱鍋爐生產(chǎn)的熱水再為窯頭余熱鍋爐蒸汽段和窯尾余熱鍋爐供水，兩臺(tái)余熱鍋爐生產(chǎn)出合格的主蒸汽，從而形成一個(gè)完整的熱力循環(huán)。

這個(gè)熱力系統(tǒng)的特點(diǎn)是汽輪機(jī)只設(shè)置一個(gè)進(jìn)汽口，窯頭余熱鍋爐和窯尾余熱鍋爐只生產(chǎn)參數(shù)相同或相近的主蒸汽。那么對(duì)于水泥窯廢氣余熱的調(diào)配及利用、余熱鍋爐的設(shè)計(jì)、電站熱力系統(tǒng)的配置等因素的考慮的唯一的目的，就是提高主蒸汽產(chǎn)量及品質(zhì)。主蒸汽產(chǎn)量及品質(zhì)在外部條件確定的情況下，完全決定了余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率。

熱力學(xué)中為了提高循環(huán)熱效率也就是提高發(fā)電量，通常采取提高主蒸汽參數(shù)包括提高主蒸汽溫度和主蒸汽壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)。其原因如下：

4.1 蒸汽初壓力對(duì)循環(huán)熱效率的影響

研究蒸汽參數(shù)對(duì)循環(huán)熱效率的影響時(shí)，運(yùn)用T-s圖最為方便。

原循環(huán)（吸熱過(guò)程為4-1）的平均吸熱溫度為 ，現(xiàn)維持初溫T1和終壓 P2不變，而將初壓由P1提高至P1’。設(shè)初壓提高后循環(huán)（吸熱過(guò)程為4-1’）的平均吸熱溫度為 ，顯然由于 ，故初壓提高后的循環(huán)熱效率 ηt’必大于原循環(huán)的熱效率ηt，即

熱效率與初壓的關(guān)系圖表明，熱效率ηt是隨著 P1的提高而增加的，且當(dāng) P1較低時(shí)，ηt隨 P1的提高有顯著增加，而當(dāng) P1較高時(shí)，ηt的增加就不那么明顯了。這主要是由于飽和溫度的提高比飽和壓力的提高要慢得多，特別在高壓時(shí)更是如此。

另外，單純提高初壓，會(huì)使汽輪機(jī)膨脹終了時(shí)的乏汽干度下降，而蒸汽中含水過(guò)多將危及汽輪機(jī)的安全，并且降低汽輪機(jī)最后幾級(jí)的工作效果。因此在提高初壓時(shí)，應(yīng)同時(shí)提高初溫，以保證乏汽的干度不致過(guò)低。按汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)要求，乏汽干度應(yīng)不低于88%。

4.2 蒸汽初溫度對(duì)循環(huán)熱效率的影響

用類似的分析方法可以得到：若維持初壓 P1和終壓 P2不變（因而 不變）而將初溫由 T1提高至 時(shí)，由于必然會(huì)提高循環(huán)的平均吸熱溫度 ，故循環(huán)熱效率 ηt亦必然增加。熱效率與初壓的關(guān)系圖表示提高T1時(shí)ηt隨之增加的情況。

余熱發(fā)電閃蒸熱力系統(tǒng)基本概念

①．閃蒸：一定壓力下的凝結(jié)水或鍋爐水被降壓，部分水分吸收顯熱進(jìn)行的二次蒸發(fā)，所得到的蒸汽就是閃蒸蒸汽。

②．飽和水溫度：當(dāng)水在一定壓力下加熱至一定的溫度，再加熱水溫不再升高而只是將水轉(zhuǎn)化成蒸汽，此水叫飽和水，此溫度即為飽和水溫度。大氣壓下的飽和水溫度為100℃，壓力越高飽和水溫度越高。

③．顯熱：飽和水所包含的熱量，溫度越高顯熱越高。所以，壓力越高飽和水顯熱越高。

④．潛熱：將飽和水轉(zhuǎn)化成蒸汽所需要的熱量。

余熱發(fā)電閃蒸熱力系統(tǒng)閃蒸機(jī)理

①．閃蒸機(jī)理：當(dāng)高壓下的凝結(jié)水的壓力被降低時(shí)，部分顯熱就被釋放出來(lái)，這部分熱量就會(huì)以潛熱的方式被水吸收，引起部分水的蒸發(fā)。

②．閃蒸比：閃蒸蒸汽和高壓凝結(jié)水的質(zhì)量比：

Rf = (SH － SL) / H * 100% Rf：閃蒸比

SH：?jiǎn)挝毁|(zhì)量下高壓凝結(jié)水的顯熱

SL：?jiǎn)挝毁|(zhì)量下被降壓后凝結(jié)水的顯熱

H：低壓蒸汽所含的潛熱

余熱發(fā)電閃蒸熱力系統(tǒng)閃蒸應(yīng)用領(lǐng)域

閃蒸原理在聚酯，釀酒，醫(yī)藥，石化，海水淡化等行業(yè)中有非常廣泛的應(yīng)用。電站中的疏水?dāng)U容器、連續(xù)排污擴(kuò)容器、疏水膨脹箱的設(shè)備也是應(yīng)用了閃蒸理論。

熱力系統(tǒng)的確定是在理論基礎(chǔ)上，通過(guò)熱力計(jì)算，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析并優(yōu)化而成的。下面以某廠為例，計(jì)算出各壓力等級(jí)下單壓和一級(jí)閃蒸余熱發(fā)電系統(tǒng)（圖3所示系統(tǒng)）的發(fā)電能力。

某廠，其余熱條件如下：窯頭中部取風(fēng)后有153000m3(標(biāo))/h-360℃的廢氣進(jìn)入窯頭余熱鍋爐；窯尾出C1筒的廢氣參數(shù)為330000m3(標(biāo))/h-340℃，可全部進(jìn)入窯尾余熱鍋爐。窯尾余熱鍋爐的出口廢氣溫度不應(yīng)低于220℃，用于后續(xù)的生料烘干。

發(fā)電能力變化（循環(huán)參數(shù)不同） 表1

以上計(jì)算基于如下條件：

①. 汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)整體效率77.5%。

②. 汽輪機(jī)排汽壓力為0.008MPa。

③. 閃蒸系統(tǒng)鍋爐給水溫度與鍋爐排煙溫度之差大于20℃。

④. 主蒸汽汽耗率、低壓蒸汽汽耗率的值按理論計(jì)算值選取。

通過(guò)表格中的計(jì)算結(jié)果可以看出：

a. 閃蒸發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力大于單壓系統(tǒng)。主蒸汽壓力1.6MPa閃蒸系統(tǒng)發(fā)電能力比主蒸汽壓力1.35MPa的單壓系統(tǒng)多6%。

b. 窯尾余熱鍋爐主蒸汽產(chǎn)量，主蒸汽壓力1.6MPa閃蒸系統(tǒng)大于主蒸汽壓力2.5MPa時(shí)的閃蒸系統(tǒng)。

這是由于主蒸汽壓力2.5MPa系統(tǒng)的窯尾余熱鍋爐汽包飽和壓力大、飽和溫度高導(dǎo)致的鍋爐蒸汽段排煙溫度高，使得2.5MPa系統(tǒng)生產(chǎn)的蒸汽量少。

c. 窯尾余熱鍋爐閃蒸熱水產(chǎn)量，主蒸汽壓力1.6MPa閃蒸系統(tǒng)低于主蒸汽壓力2.5MPa時(shí)的閃蒸系統(tǒng)。

由于主蒸汽壓力2.5MPa系統(tǒng)窯尾余熱鍋爐生產(chǎn)的主蒸汽量少，因此主蒸汽段排煙溫度升高，導(dǎo)致熱水段可利用的熱量多，因此可生產(chǎn)更多的閃蒸用的熱水。

另外還有如下原因：

對(duì)于一級(jí)閃蒸熱水的生產(chǎn)，當(dāng)提高熱水工作壓力時(shí)，可提高對(duì)應(yīng)的飽和溫度（不同壓力下對(duì)應(yīng)的飽和溫度見(jiàn)表3），因此可以提高低壓蒸汽發(fā)生器的進(jìn)水溫度，增加低壓蒸汽發(fā)生器的輸入的熱量。這樣在提高管道運(yùn)行穩(wěn)定性的同時(shí)，可以提高低壓蒸汽產(chǎn)量。表2為1000kg不同壓力等級(jí)的熱水經(jīng)低壓蒸汽發(fā)生器后可能生產(chǎn)的最大的余熱發(fā)電量。

表2

注：低壓蒸汽發(fā)生器給水溫度的確定：為了保證管道在不汽化情況下安全運(yùn)行，低壓蒸汽發(fā)生器進(jìn)口熱水溫度取值低于管道工作壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度20℃。

不同壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度 表3

d. 窯頭余熱鍋爐主蒸汽產(chǎn)量，主蒸汽壓力1.6MPa閃蒸系統(tǒng)也大于主蒸汽壓力2.5MPa時(shí)的閃蒸系統(tǒng)。

e. 窯頭余熱鍋爐閃蒸熱水產(chǎn)量，主蒸汽壓力1.6MPa閃蒸系統(tǒng)也低于主蒸汽壓力2.5MPa時(shí)的閃蒸系統(tǒng)。

f. 主蒸汽壓力1.6MPa閃蒸系統(tǒng)窯頭余熱鍋爐排煙溫度低于主蒸汽壓力2.5MPa時(shí)的閃蒸系統(tǒng)。

由于1.6MPa閃蒸系統(tǒng)窯頭余熱鍋爐生產(chǎn)的用于閃蒸的熱水量少，因此低壓蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的低壓熱水量少，因此1.6MPa閃蒸系統(tǒng)窯頭余熱鍋爐的給水溫度低，因此可以降低余熱鍋爐排煙溫度。

g. 在汽輪機(jī)主蒸汽都是320℃的情況下，主蒸汽壓力1.6MPa閃蒸系統(tǒng)發(fā)電能力大于主蒸汽壓力2.5MPa時(shí)的閃蒸系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)。

這是一個(gè)不確定的結(jié)論，不同廢氣參數(shù)下，可能計(jì)算結(jié)果會(huì)不同。具體的水泥廠，應(yīng)根據(jù)具體的廢氣參數(shù)進(jìn)行比較確定。

5. 目前閃蒸余熱發(fā)電系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化存在的問(wèn)題及注意事項(xiàng)

a．補(bǔ)汽式汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)及制造

補(bǔ)汽式汽輪機(jī)又稱混壓進(jìn)汽式汽輪機(jī)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，應(yīng)用補(bǔ)汽式汽輪機(jī)建設(shè)的余熱電站有六套（寧國(guó)兩套、山東某企業(yè)一套、天津院設(shè)計(jì)的有三套），目前除寧國(guó)水泥廠余熱電站日本供貨的汽輪機(jī)外，其他混壓進(jìn)汽汽輪機(jī)都沒(méi)有達(dá)到預(yù)其目的，補(bǔ)汽不能正常、穩(wěn)定地投入運(yùn)行。

補(bǔ)汽式汽輪機(jī)由于補(bǔ)汽的存在使得排汽流量大于與主蒸汽流量，所以在補(bǔ)汽式汽輪機(jī)設(shè)計(jì)中最重要的是加大低壓缸的通流面積，而一些補(bǔ)汽式汽輪機(jī)之所以存在困難，就是沒(méi)有作到這一點(diǎn)。

另外，汽輪機(jī)補(bǔ)汽口要考慮調(diào)節(jié)配汽等機(jī)構(gòu)，要適應(yīng)補(bǔ)汽參數(shù)及補(bǔ)汽量隨水泥窯的波動(dòng)而變化。

b．閃蒸發(fā)電系統(tǒng)控制問(wèn)題

主蒸汽進(jìn)汽閥與低壓進(jìn)汽閥之間的聯(lián)鎖、保護(hù)、控制、調(diào)節(jié)關(guān)系要適應(yīng)安全生產(chǎn)運(yùn)行要求。

低壓蒸汽發(fā)生器進(jìn)水溫度和進(jìn)水量發(fā)生變化時(shí)，低壓蒸汽的壓力變化以及蒸汽量變化，以及低壓熱水溫度和流量發(fā)生變化，都會(huì)對(duì)整套系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

c．發(fā)展汽水兩相流理論

汽水兩相流理論應(yīng)用到閃蒸余熱電站閃蒸熱水的輸送設(shè)計(jì)中，并充分考慮輸送管道在輸送兩相流時(shí)的安全性以及低壓蒸汽發(fā)生器進(jìn)水為兩相流時(shí)低壓蒸汽發(fā)生器的安全性。

6．結(jié)論

a. 對(duì)于水泥窯余熱利用，應(yīng)盡可能的用較高溫度段的廢氣生產(chǎn)作功能力強(qiáng)的主蒸汽，剩下的較低溫度的廢氣，盡可能生產(chǎn)較多的熱水，用來(lái)一級(jí)閃蒸，生產(chǎn)低壓蒸汽用來(lái)增加余熱發(fā)電量。

b. 閃蒸余熱發(fā)電系統(tǒng)中：盡可能生產(chǎn)較高參數(shù)的主蒸汽，是為了在質(zhì)上利用余熱；盡可能生產(chǎn)較高溫度的熱水，為了在量上最大程度利用余熱。

c. 余熱鍋爐生產(chǎn)的用于閃蒸的熱水越多，低壓蒸汽發(fā)生器排水量增多，導(dǎo)致余熱鍋爐給水溫度越高，導(dǎo)致余熱鍋爐排煙溫度升高，導(dǎo)致余熱利用量減少。

d. 不是任何水泥窯都適合建設(shè)閃蒸余熱電站，在發(fā)電量上占優(yōu)勢(shì)，在投資上可能不占優(yōu)勢(shì)。

e. 閃蒸系統(tǒng)比較單壓系統(tǒng)，可以增加發(fā)電功率。多級(jí)閃蒸系統(tǒng)可以帶來(lái)能量的最大利用以及可降低末級(jí)低壓發(fā)生器的排水溫度，可降低余熱鍋爐的排煙溫度，使得最大程度的吸收余熱。

f. 國(guó)產(chǎn)補(bǔ)汽式汽輪機(jī)的技術(shù)成熟度急待提高。

6．結(jié)論

g. 對(duì)于水泥窯余熱利用，應(yīng)盡可能的用較高溫度段的廢氣生產(chǎn)作功能力強(qiáng)的主蒸汽，剩下的較低溫度的廢氣，盡可能生產(chǎn)較多的熱水，用來(lái)一級(jí)閃蒸，生產(chǎn)低壓蒸汽用來(lái)增加余熱發(fā)電量。

h. 閃蒸余熱發(fā)電系統(tǒng)中：盡可能生產(chǎn)較高參數(shù)的主蒸汽，是為了在質(zhì)上利用余熱；盡可能生產(chǎn)較高溫度的熱水，為了在量上最大程度利用余熱。

i. 當(dāng)窯尾用于生料烘干的廢氣溫度較高時(shí)，不能牽強(qiáng)采用閃蒸系統(tǒng)，否則影響發(fā)電量。

j. 對(duì)于一級(jí)閃蒸系統(tǒng)，余熱鍋爐生產(chǎn)的用于閃蒸的熱水越多，低壓蒸汽發(fā)生器排水量增多，導(dǎo)致余熱鍋爐給水溫度越高，導(dǎo)致余熱鍋爐排煙溫度升高，導(dǎo)致余熱利用量減少。采取多級(jí)閃蒸系統(tǒng)可降低末級(jí)閃蒸器出水溫度。

k. 因閃蒸系統(tǒng)需要增加投資，因此需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，來(lái)確定是否采用閃蒸系統(tǒng)。

l. 閃蒸系統(tǒng)在一定條件下，比單壓系統(tǒng)增加發(fā)電功率。

m. 國(guó)產(chǎn)補(bǔ)汽式汽輪機(jī)的技術(shù)成熟度急待提高。2100433B

閃蒸余熱發(fā)電系統(tǒng)就是在發(fā)電熱力系統(tǒng)配置中應(yīng)用了閃蒸機(jī)理，其概念屬于熱力學(xué)范疇，即：根據(jù)廢氣余熱品質(zhì)的不同而生產(chǎn)一定壓力的主蒸汽和及熱水，主蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)高壓進(jìn)汽口，而熱水經(jīng)過(guò)閃蒸，生產(chǎn)出低壓的飽和蒸汽，補(bǔ)入補(bǔ)汽式汽輪機(jī)的低壓進(jìn)汽口，主蒸汽及低壓蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)作功，推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，共同生產(chǎn)電能。低壓蒸汽發(fā)生器內(nèi)的飽和水進(jìn)入除氧器，與冷凝水一起經(jīng)除氧后由給水泵供給鍋爐。圖1、圖2、圖3為三種含有一級(jí)閃蒸配置的發(fā)電系統(tǒng)。

圖1.一級(jí)閃蒸發(fā)電系統(tǒng)

（窯頭余熱鍋爐生產(chǎn)閃蒸熱水）

圖2.一級(jí)閃蒸發(fā)電系統(tǒng)（窯頭余熱鍋爐生產(chǎn)低溫?zé)崴?，再?jīng)窯尾余熱鍋爐加熱成閃蒸熱水）

圖3.一級(jí)閃蒸發(fā)電系統(tǒng)

（窯頭窯尾余熱鍋爐生產(chǎn)相同參數(shù)的熱水）

上述三種含有閃蒸配置的發(fā)電系統(tǒng)，是根據(jù)廢氣余熱的不同尤其是余熱鍋爐允許的排煙溫度的不同而進(jìn)行設(shè)計(jì)的，圖1系統(tǒng)可用于窯尾排煙溫度較高的情況；圖2系統(tǒng)用于窯尾余熱鍋爐生產(chǎn)一定參數(shù)的主蒸汽后還有大量余熱可以利用，但最終排煙溫度又不能很抵的情況；圖三系統(tǒng)是一種比較靈活的配置方式，窯頭和窯尾鍋爐汽水系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，它可以適應(yīng)圖1系統(tǒng)和圖2系統(tǒng)的煙氣情況，更可以適應(yīng)窯尾廢氣不用于物料烘干或者物料烘干溫度可以很低的情況。圖三所示系統(tǒng)可更有效地適應(yīng)水泥窯廢氣的波動(dòng)。