水泥低温余热发电节能评估.doc

*水泥有限公司3300t/d水泥熟料生产线纯低温余热发电工程能评报告*水泥有限公司3300t/d水泥熟料生产线纯低温余热发电工程节能评估报告法人代表：审核定稿：课题组长：*工程咨询有限公司二一年十二月1山东宗汇工程咨询有限公司项目名称：*水泥有限公司3300t/d水泥熟料生产线 纯低温余热发电工程委托单位：*水泥有限公司企业法定代表人（签字）：评估单位：*工程咨询有限公司评估机构负责人（签字）： 项目负责人： 项目审核人：主要评估人员：报告编制人员姓名专业职称证书编号签名目录前言1第一章 建设单位及项目情况2第一节 建设单位基本情况2第二节 项目基本情况3第三节 产品方案5第二章 节能评估的主要依据6第三章 项目设计内容及对比评价9第一节 工艺、技术选择原则及其主要内容9第二节 设备选择原则及其关键设备情况17第四章 项目所在地能源供应情况20第一节 项目使用能源种类及其来源、合理性、可行性分析20第二节 项目使用的各种能源年总消耗量，节能量21第三节 水的使用和供应情况21第五章 项目用能系统、工序及其用能的平衡分析23第一节 项目用能系统、用能单元及重点耗能单元划分23第二节 重点用能工序（单元）能量（热）平衡分析23第三节 单项能源平衡核定及使用情况；水平衡核定26第六章 能耗指标及对标29第一节 能耗指标29第二节 对标分析29第七章 节能措施及效果分析31第一节 主要节能措施31第二节 节能量估算35第八章 评估结论36第九章 项目设计中存在的问题和建议38附件1：项目平面布置图山东宗汇工程咨询有限公司*有限公司3300t/d水泥熟料生产线纯低温余热发电工程能评报告前言随着中国经济的不断发展，能源问题日益突出，特别是2004年开始中国的煤炭、电力价格不断上涨，水泥制造业作为高能耗产业，成本上涨的压力越来越大。而水泥行业在新型干法水泥熟料生产线上实施低温余热发电具有很好的节能、环保效益，对我国实现节约型社会具有重要的现实意义。*水泥有限公司为了节能降耗，提高产品的竞争能力，进一步抓住企业发展良机，建设实施与新型干法水泥生产线配套的低温余热发电工程，一方面可以综合利用水泥生产线排放的废热资源，回收高温烟气的热量变废为宝，降低水泥生产成本和提高企业的经济效益，部分缓解生产用电紧张的形势，提高企业的竞争能力，另一方面可降低排烟温度和排尘浓度，节约能源，减少对环境的空气污染和温室效应。*水泥有限公司利用废气进行余热发电，将熟料生产线所排出的中、低温废气采用纯低温余热发电技术加以回收利用，不仅可为公司节减大量的电力费用，从而大大降低产品成本，而且还可缓解因供电不足影响生产的矛盾，也为国家节省大量的能源，符合国家关于节能和资源综合利用政策。水泥行业实施低温余热发电属清洁发展机制项目（cdm），国家已发布有关的管理办法。实施cdm项目是利国、利民又利企业的多赢项目。第一章 建设单位及项目情况第一节 建设单位基本情况单位名称：*水泥有限公司性 质：有限公司单位地址：山东烟台市法定代表人：项目联系人：联系电话：邮政编码：企业概况：*水泥有限公司是由日本*综合材料株式会社、日本*商事株式会社独资兴办的水泥公司。项目总投资1.35亿美元，注册资本4809.6万美元。原国家计委于1991年11月批准立项，1992年9月公司成立。边设计，边施工，建设周期只用两年，于1995年5月投产，3个月即达产达标，创造了震惊中外的“*速度”。现年产熟料110万吨，水泥130万吨。公司建有现代化的新型干法生产线，采用国际先进设备，如：原燃料堆取料机，立式原料磨和煤磨，带n-mfc的5级预热器和回转窑，msd燃烧器，fc熟料篦冷机，气体增湿塔，带有预粉碎的水泥磨等，设备主要由日本、丹麦等国家引进，保证了质量和产量的稳定。中央控制系统采用最先进可靠的集散式控制系统，提高设备的运转率。烟台港建有专用散装水泥装船设施，日装船量达万吨以上。公司按国家标准和合同要求组织生产，过程质量控制采用射线荧光分析仪检测和控制配料。投产以来，出厂水泥合格率为100%，产品质量稳定。公司十分重视环境保护，投资近亿元装备了先进的收尘设备、消音设备和污水处理设施，粉尘和污水排放远低于规定标准，得到了政府和社会的好评。原国家环保局曲格平局长1996年到公司考察时，对公司的环保给予了高度评价，曾说从*水泥公司的环保情况，看到了水泥行业环保的希望。为了有效降低投产后的生产成本，提升企业的竞争力，节约能源资源，响应国家节能减排政策，公司决定配套建设纯低温余热发电项目。第二节 项目基本情况、项目名称：*水泥有限公司3300t/d水泥熟料生产线纯低温余热发电工程、建设地点：山东烟台市*水泥有限公司现有厂区内、项目性质：技术改造、项目类型：纯低温余热发电、建设规模：装机5mw，年运转7200h，年发电量3474万kwh、总投资：4432.1万元，项目资金全部由自有资金（企业自筹）解决。、主要经济技术指标：详见主要经济技术指标表：表1-1。表1-1主要经济技术指标表 序号指 标 名 称单 位数 量备 注一熟料生产规模熟料产量t/d3300t/d二生产工艺方式新型干法三余热发电建设规模装机容量kw5000kw四余热发电工艺纯低温余热发电五主要生产设备1aqc 炉台12sp 炉台13汽轮发电机组套1六发电系统指标1额定功率kw50002计算平均发电功率kw48253年运行时间h72004年发电量104 kw.h/a34745余热发电自用电率%86年供电量104 kw.h/a3196.087熟料产量t/ h137.58计算吨熟料发电量kw.h/ t35.09按3300t/d计9保证吨熟料发电量kw.h/ t31.6按3300t/d计七节能指标1项目节能量tce3927.98当量值tce11186.28等价值八劳动定员人18九投资估算1建设投资 （静态）万元4432.12供电单价元/kw.h（含税）0.543年可节省电费万元1725.88十财务评价指标1全投资财务内部收益率%22.192静态投资回收期a5.37含1年建设期3投资利润率%22.85第三节 产品方案本项目产品为电力，并网不上网，用于本企业水泥生产的电力供应。年发电量为3474万kw.h。年供电量3196.08万 kw.h。第二章 节能评估的主要依据1、国家现行的法律、法规中华人民共和国节约能源法中华人民共和国清洁生产促进法中华人民共和国可再生能源法 中华人民共和国电力法2、规章、规划、产业政策、技术标准、管理规范国务院关于加强节能工作的决定（国发200628号） 国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知（国发200715号）国家发展改革委关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知（发改环资200721号）中国节能技术政策大纲（计交能2006905号）高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批）（工节200967号）国家重点节能技术推广目录（第一批(国家发改委公告200836号 )国家重点节能技术推广目录（第二批(国家发改委公告200924号 )3、山东省的法规、规章、规划、产业政策、技术标准山东省国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要山东省节能条例山东省发电量计划管理暂行办法山东省人民政府办公厅转发省经贸委关于加快淘汰落后产品生产能力促进工业结构优化升级的意见的通知（鲁政办发200696号）山东省人民政府办公厅关于切实做好固定资产投资项目节能评估审查工作的通知（鲁政办发200742号）关于印发节能减排综合性工作实施方案的通知（鲁政发200739号）山东省“十一五”节水型社会建设规划、山东省节约用水办法（省政府令第160号）山东省再生资源综合利用管理办法。山东省循环经济试点工作实施方案，山东省能源审计暂行办法4、行业标准、规范、技术规定和技术导则综合能耗计算通则 gb/t2589-2008企业能量平衡通则gb/t3484-2009用能设备能量平衡通则gb/t2587-2009评价企业合理用电技术导则 gb/t3485-1998用能单位能源计量器具配备和管理通则gb171672006小型火力发电厂设计规范（gb 50049-94）火力发电厂厂用电设计技术规定（dl/t5153-2002）5、建筑类相关标准及规范采暖通风与空气调节设计规范gb50019-2003建筑照明设计标准gb50034-2004公共建筑节能设计标准gb50189-20056、能耗限额山东省主要耗能产品能耗限额标准山东省2008年上半年各市单位gdp能耗等指标7、项目的可行性研究报告8、其他*水泥有限公司与*工程咨询有限公司签订的委托书。第三章 项目设计内容及对比评价第一节 工艺、技术选择原则及其主要内容一、工艺、技术选择原则及其主要内容选择原则：在不影响水泥熟料生产线的前提下，最大限度地利用熟料生产线的余热，将现有的废热资源最大限度地转换为电能。生产工艺： 项目为熟料生产线纯低温余热发电工程，采用一台窑头篦冷机废气余热锅炉（aqc炉）和一台窑尾预热器废气余热锅炉（sp炉）两炉一机配置：窑尾sp余热锅炉所产主蒸汽与aqc锅炉过热器产生的低压蒸汽在窑头aqc锅炉公用过热器汇合再热后，进入主厂房主汽轮机做功发电，主蒸汽做功后在凝汽器内凝结成凝结水被送往锅炉加热后再被送往汽轮机，形成卡诺循环，将热能转换成电能。项目装机容量5mw。工艺流程：1、原则性热力系统余热锅炉再热器产生的主蒸汽经隔离阀、主汽阀、调节阀进入汽轮机膨胀做功，窑头低压过热器产生的低压过热蒸汽，经汽轮机补汽口补入汽轮机低压通流部分，做功后的乏汽全部排至凝汽器。乏汽在凝汽器中凝结成水后，汇入热水井，然后由凝结水泵送往真空除氧器，再经给水泵输送至余热锅炉循环使用。循环冷却水泵将水池中冷却水打入凝汽器后，再排往冷却塔进行冷却，经过冷却的水最后回到水池循环利用。发电机冷却介质为空气，冷却方式为闭式循环通风冷却。项目合理布局锅炉受热面，窑头窑尾余热锅炉公用一个过热器（gsh），并放在窑头锅炉的废气进口处，以保证余热最佳利用。窑头余热锅炉由省煤器、蒸发器和lsh（低温过热器）、gsh（公用高温过热器）、低压汽包、高压汽包组成，窑尾余热锅炉由省煤器和蒸发器、lsh（低温过热器）、汽包组成。窑头窑尾lsh产生的过热蒸汽进入gsh过热后再进入汽轮机作功发电。项目原则性热力系统见下图： 3、锅炉烟气工艺流程对于废气余热发电，为了提高热力循环系统效率，一般应尽量提高主蒸汽参数；为了更有效地利用烟气热量，本项目尽量采用双压系统。aqc锅炉布置在窑头篦冷机和窑头收尘器之间，篦冷机采用中部抽风。中部抽风口高温热风送aqc锅炉，原余风口低温风与aqc锅炉出风混合后经除尘器和窑头排风机排入大气，实际运行时通过各抽风口调节风门来调节。根据国内外经验，采用篦冷机中部取风方式后余热发电量可以提高30%以上，而且由于进入aqc锅炉余风温度提高，aqc锅炉参数提高，受热面减少。由于目前投产的很多熟料生产线配套纯低温余热发电系统，设计窑头余热锅炉进口温度在380左右，一般都在360420运行，而窑尾出口温度普遍偏低，一般在320左右，有的甚至更低。这样使得窑头和窑尾余热锅炉过热蒸汽温度相差60100，影响系统的安全运行，没有很好达到发电效果。基于此，项目采用第二代余热发电技术，合理布局锅炉受热面，窑头窑尾余热锅炉公用一个过热器（gsh），并放在窑头锅炉的废气进口处，以保证余热最佳利用。窑头余热锅炉由省煤器、蒸发器和lsh（低温过热器）、gsh（公用高温过热器）、低压汽包、高压汽包组成，窑尾余热锅炉由省煤器和蒸发器、lsh（低温过热器）、汽包组成。窑头窑尾lsh产生的过热蒸汽进入gsh再热后再进入汽轮机作功发电。本项目c1出温度290，窑头篦冷机余风温度350，采用中部抽风后进入aqc锅炉的温度为400，特别适合第二代余热发电技术。在熟料生产线窑尾一级旋风筒出口同高温风机之间装一旁路余热锅炉（sp炉），窑尾废气经余热锅炉吸热降温至210左右，再由高温风机送至原系统。若发电系统停用，则废气经原系统废气管路进入高温风机。aqc锅炉和sp锅炉工艺流程图分别见下图：aqc锅炉锅炉工艺流程图sp锅炉工艺流程图4、电气工艺流程本工程电力系统接线方式较为简单，考虑选用单母线方式，本项目设置发电机母线一段。发电机出口由穿墙ct引出接入高低压室发电机进线柜，然后由发电机出口断路器接入电站6kv母线，再通过联络线接于总降压站6kv母线，并入系统。 余热电站与电力系统并网运行，并网不上网，电量全部供水泥厂自用。厂用电接线方式厂用电源由发电厂6kv母线经厂用变压器的低压出口引接。厂用电系统的电压等级为380v。低压厂用电系统为中性点直接接地系统，照明和动力共用。本期工程设工作变压器两台，正常时各带部分负荷运行，当一台变压器故障时，该段负荷由母联开关切换至另一台变压器运行，切换逻辑由dcs系统实现。电气系统还包括直流系统、交流不停电电源系统、二次线、继电保护及自动保护、综合自动化系统等，在此，不展开评估。5、主要辅助生产工艺主要辅助生产工艺包括锅炉补给水处理系统、电站循环冷却水系统、电站自动控制系统、热控系统等。（1）锅炉补给水处理系统据国家颁布的火力发电厂水汽化学监督导则中锅炉给水质量标准，锅炉给水必须对原水进行处理，以防止锅炉受热面、汽水管道的结垢、结盐和腐蚀，确保蒸汽品质。本项目补水采用除盐水，除盐水采用反渗透 + 混床工艺。工艺流程如下：管网供水清水箱清水泵多介质过滤器保安过滤器高压泵反渗透装置中间水箱中间水泵混合离子交换器除盐水箱除盐水泵热力系统此工艺采用反渗透作为预除盐单元，去除大部分离子，然后再由混床去除水中的残留离子以及硬度，加氨调整ph值 。反渗透作为工艺中的主除盐单元，它能去除原水中98%的盐。由于是一种纯物理的的分离装置，加上纳米级以上的过滤功能，除了去除无机离子外，对微颗粒去除能力相当突出。反渗透方法可去除水中的浊度、色度、硬度、镭、铀等放射元素和三氯甲烷、石棉等致癌物质及各种无机离子，被广泛用于水处理工艺中。混床是将阴、阳离子交换树脂按一定比例混合，放在同一个交换器内的装置。水通过此交换器时，水中阴、阳离子同时与阴、阳树脂发生反应，达到补给水除盐的目的。混床具有出水纯度高、水质稳定、冲洗时间短等特点。特点：设备先进，初期投资比软化水系统稍大，出口水质质量好，运行管理投入小；延长了设备大修周期、保证了系统效率。（2）电站循环冷却水系统本项目设备冷却用水采用循环系统。循环冷却水系统包括循环冷却水泵、冷却构筑物、循环水池及循环水管网。该系统运行时，循环冷却水泵自循环水池抽水送至各生产设备冷却用水，换热后的冷却水（循环回水）用循环水泵的余压送至冷却构筑物，冷却后的水流至循环水池，供循环水泵继续循环使用。为确保该系统良好、稳定的运行，系统中设置了旁滤和加药装置。循环水系统流程补充水水池水泵冷凝器冷却塔（3）电站自动控制系统控制方式采用余热锅炉、汽轮机集中控制方式设置一个控制室。本工程机组设一套控制系统，布置在主控室，dcs系统配置两台操作员站和一台工程师站，电气系统配置一台操作员站，实现炉、机、电同一监控，在主控室内对机组进行运行管理，由三名主操作员和三名辅助操作员来完成。除启动、停止阶段的部分准备工作需辅助运行人员在就地协助检查外，机组的启动、停止、正常运行和异常工况处理均可在集中控制室完成。本工程分散控制系统，以彩色lcd、专用键盘、鼠标为单元机组主要监视和控制手段，主控室内还配置常规仪表盘、设置工业电视、重要的仪表和一些必要的常规光字牌等，同时在dcs操作台上还配置了停机、停炉和解列发电机及重要辅机的紧急操作按钮，以保证机组在紧急情况下安全停机。化学水处理设置就地控制室，化水控制系统采用plc控制系统，由化水设备厂家配套提供，在化学就地控制室内完成化学水处理系统的控制。控制系统总体构成 一套机组控制系统包括：分散控制系统、汽机控制系统、常规仪表与控制设备以及就地仪表与控制设备等。分散控制系统是整个单元机组的主要监视和控制设备，包括集中控制室的操作站和控制柜及i/o柜，它与其他控制系统以及作为后备和补充的常规仪表、就地仪表有机的构成了机组整体控制系统。锅炉控制采用远程i/o方式，在锅炉远程i/o就地安装在锅炉旁边的电气室，通过通讯与主控室主控器相联。分散控制系统（dcs）dcs主要用于实现锅炉、汽轮发电机组及其辅助系统的监视和控制，采用西门子品牌，dcs的功能包括数据采集与处理系统（das）、模拟量控制系统（mcs）、顺序控制系统（scs）、锅炉清灰系统的控制。本期分散控制系统配置4台lcd显示键盘和鼠标，作为运行人员的主要监视操作手段。锅炉吹灰控制系统的控制策略根据锅炉厂提供的方案完成。汽机控制系统汽机的控制系统主要实现汽轮机正常运行时的调节和事故状况下的保护，采用油压和电气相结合的方法，汽机的油压控制部分由汽轮机厂家配套提供，dcs提供电气保护连锁及运行时数据的监视。顺序控制系统（scs）顺序控制系统的主要任务是按机组主要运行方式、以及有关热力设备系统的状态、参数、对机组的主要辅机以及相关的阀门、挡板进行程序启动、停止控制。控制将按照子功能组和驱动分级控制方式。操作员能够通过操作员站对scs中的单个设备进行启、停或开、关操作，也可以通过操作员站对子功能组中相关的一组设备进行顺序启、停。同时scs中还考虑设置系统及单个设备的连锁和保护。对于其他的数据采集系统、自动调节系统、汽轮机保护系统、锅炉吹灰系统、热工保护和报警系统等在此不展开进行评估。经评估：本项目采用水泥余热发电生产工艺，选择合理、技术先进可行，工艺完整无漏项，符合各项国家最新标准的要求，项目工艺处于国内先进水平。第二节 设备选择原则及其关键设备情况一、选择原则：1、工程设计以设计合同为依据进行优化设计，技术上应稳妥、性能上应可靠、操作方便、投资节省。2、设备设计条件在工艺数据表和结构简图中已有明确规定的，必须以设计条件的内容为准。3、选用高效节能设备。二、主要设备说明、窑头冷却机废气余热锅炉（aqc炉） 本锅炉采用立式结构，自然循环，双压设计，烟气下进上出，底部设置飞灰分离装置。锅炉本体由省煤器、蒸发器、过热器和汽包组成。采用螺旋鳍片管作为受热面，传热效果好。受热面均采用逆流顺列的布置结构形式。管束采用梳形板支撑定位结构，管束与工质荷重通过梳形板条，由设置在烟箱内的横梁承受。、窑尾预热器废气余热锅炉（sp炉） 本锅炉采用立式结构，自然循环，单压设计。锅炉本体由蒸发器和过热器组成。受热面受到自上而下的烟气横向冲刷。受热面管束均采用锅炉钢管，由水平前后方向弯制成的上下蛇形管束组成，采用逆流顺列布置形式。为了防止烟气颗粒磨损，烟气入口截面上管束与弯头等受气流冲刷严重的位置均设置防磨罩。、汽轮机采用单缸、冲动、纯凝补汽式汽轮机。目前我国低品位汽轮机缸效率可以达到85以上，汽轮机的热效率可以达到20.5以上。额定输出功率： 5000 kw设计计算输出功率： 4825 kw汽轮机转速： 3000 r/min，主汽压力： 1.05 mpa主汽温度： 370设计工况主汽流量： 23.56 t/h补汽压力： 0.2 mpa补汽温度： 170设计工况补汽流量： 3.2 t/h冷凝器排汽压力： 0.007 mpa 、发电机发电机采用密闭式空气循环冷却，效率可达到96.7以上。额定功率： 5000 kw额定电压： 6kv功率因素： 0.8发电机转速： 3000 r/min励磁方式： 静止可控硅励磁其他主要设备：根据工艺要求主要设备选型见下表3-1。表3-1项目主要设备一览表 序号名 称规格型号单位数量配套电机功率（kw）率1窑头余热锅炉（aqc炉） 台1112窑尾余热锅炉（sp炉）台15.53真空除氧器zcy30-h台1224锅炉给水泵dg46-506台2755凝结水泵3n6台2116循环水泵350s26a台3907冷却塔gnzf-1000台237国内余热发电工业技术已经取得很大进展，本项目拟采用国产化工艺技术和装备。经评估，本项目所选的设备完全能够满足生产的需要，在满足生产工艺要求的同时，选择的都是节能型设备，无高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批）（工节200967号）中规定的淘汰设备。符合国家和山东省的节能要求。第四章 项目所在地能源供应情况第一节 项目使用能源种类及其来源、合理性、可行性分析一、能源品种选用原则1、按需供能、按质用能；2、满足生产工艺的需要；3、符合国家的能源产业政策；4、符合当地能源供应情况；5、结构合理，消费量最少。二、项目消耗的能源种类：本工程为利用公司3300t/d熟料生产线窑头、窑尾废气余热建设的一座5000kw纯低温余热发电站，就工程本身而言，不消耗能源，利用的是水泥生产线原本废弃的余热。三、能源来源及当地能源供应条件由于本项目利用的是水泥生产中的余热，本身不消耗能源，不会对当地能源供应产生影响。在此，只分析余热供应的可靠性和余热供应条件是否满足项目发电的需要。水泥线工况余热情况：1、窑尾设置sp余热锅炉回收窑尾预热器190000nm3/h（标况）废气余热，生产1.25mpa-270过热蒸汽9.37t/h，废气温度由290降至210。2、在窑头设置aqc余热锅炉回收窑头冷却机137000nm3/h(标况)，400废气余热，aqc低压过热器生产0.28mpa-180过热蒸汽3.2t/h；aqc过热器生产1.2mpa-350过热蒸汽14.19t/h，进入aqc公用过热器与sp锅炉主蒸汽汇合后，产生1.15mpa-380过热蒸汽23.56t/h，经过锅炉后的废气温度降至86。两条生产线的总回收热量经发电系统转换的平均电量为4825kw。综上所述，项目不消耗能源，余热供应有保障，完全可行。第二节 项目使用的各种能源年总消耗量，节能量一、能源消耗总量项目本身是节能、环保、资源综合利用项目，不消耗能源。二、项目节能量：项目利用余热发电，年发电量达到3474万kwh，扣除自用电后年供电量达到3196.08万 kwh，按2008年全国火电机组的平均供电煤耗350g/kwh标准煤计算，年节约：11187tce(等价值)，3927.98tce（当量值）；每年减少co2排放量27968t。第三节 水的使用和供应情况本工程采用地表江水作为给水水源，厂内原有供水许可能力为3300t/d，工厂总消耗水量1650t/d，电站上马后将新增用水1363t/d，原供水能力可以满足。余热电站用水主要包括锅炉补充水、循环水补充水、生活用水等，新增水量约为56.79m3/h，如计入不可预见用水量，电站建设需水源的供水能力为：56.79 m3/h1.1=62.47m3/h（约1363t/d）。循环水补充水取自水泥厂工业水管网，最大小时耗水量48t，考虑不可预见水量，要求水源的供水能力为481.1=52.8t/h，水压不小于0.2mpa。生活用水、锅炉补充水取自水泥厂生活水管网，最大小时耗水量8.79t，其中锅炉补充水6.79t，生活用水2.0t，考虑不可预见水量，要求水源的供水能力为8.791.1=9.67t/h，水压不小于0.2mpa。第五章 项目用能系统、工序及其用能的平衡分析第一节 项目用能系统、用能单元及重点耗能单元划分项目虽然不耗能，是利用水泥生产线的余热，但是要对余热利用程度进行分析，因此，对项目本身的耗能工序进行平衡分析，分析中根据生产工艺划分用能单元。本项目生产工艺为连续生产线式，项目主要由以下3个车间组成：锅炉车间、汽轮机和电气车间。其中锅炉车间和汽轮机车间是重点耗能单元。第二节 重点用能工序（单元）能量（热）平衡分析一、锅炉热量平衡分析由于本项目的aqc炉和sp炉采用交叉换热方式，因此，热量平衡分析将窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉作为一个整体一同进行热量平衡分析。根据余热烟气量及产汽量进行热量平衡。窑头余热锅炉（aqc炉）基础数据：gsh过热蒸汽流量23.561t/hgsh过热蒸汽出口压力1.15mpagsh过热蒸汽出口温度380低压过热蒸汽流量 3.2t/h低压过热蒸汽出口压力 0.28mpa低压过热蒸汽出口温度 180省煤器入口温度 42省煤器出口温度 185烟气流量 137000 nm3/h入口烟气温度： 400（锅炉入口）出口烟气温度： 86（锅炉出口）窑尾余热锅炉（sp炉）基础数据：主蒸汽压力： 1.25 mpa主蒸汽温度： 270主蒸汽流量： 9.37t/h烟气流量： 190000 nm3/h入口烟气温度： 290（锅炉入口）出口烟气温度： 210（锅炉出口）查得烟气比热容：cy窑头入=1.4525kj/ nm3cy窑头出=1.334kj/ nm3cy窑尾入=1.3873kj/ nm3cy窑尾出=1.3642kj/ nm3则窑头余热锅炉（aqc炉）每小时烟气放热量为：137000（1.4525400-1.33486）= 63879812kj则窑尾余热锅炉（sp90炉）每小时烟气放热量为：190000（1.3873290-1.3642210）=22008650kj烟气在余热锅炉内整体放热量：63879812+22008650=85888462kj余热锅炉有效利用热量为将给水加热至过热蒸汽的热量：即将一定流量（47.6t/h）的给水加热至低温蒸汽参数（0.28mpa，180）和高温蒸汽参数（1.15mpa，380）吸收的热量。c水=4.1868kj/kg水的汽化热：2260 kj/kg根据焓熵图查得下列数据：h给水入=178.5h给水出=2429.61h高过=3210.01h低过=2814.83 h蒸汽=（23.563210.01+3.22814.83）103=84635291.6kjh给水=47.6178.5103=8496600kj总有效热：h蒸汽- h给水=84635291.6-8496600=76138691.6 kj余热锅炉效率：76138691.685888462100%=88.65%根据上述数据做余热锅炉热平衡表如下表5-1：表5-1余热锅炉热平衡表收入热量（103kj）支出热量（103kj）比例（%）85888.462蒸汽吸热量76138.691688.65损失热量9749.7711.35合计85888.462100锅炉效率88.65二、汽轮发电机热量平衡分析汽轮发电机输入热量：84635291.6kj汽轮发电机输出热量：48253600=17370000 kj汽轮发电机效率：1737000084635291.6=20.52%根据上述数据做汽轮发电机热平衡表如下5-2：表5-2汽轮发电机热平衡表收入热量（103kj）支出热量（103kj）比例（%）86435.2916产出热量1737088.65损失热量67265.291611.35合计86435.2916100汽轮发电机效率20.52由上述数据可知，汽轮发电机组的效率只有20.52%，这是由于无法避免的汽轮机冷端损失造成的，在发电厂中，汽轮机的冷端损失占了发电厂全部热损失的70%以上。第三节 单项能源平衡核定及使用情况；水平衡核定一、各单项能源核定本项目不消耗能源，不进行单项能源消耗核定。但是需要对项目的发电、供电量进行核定。1、发电量核项目装机容量5000kw，计算平均发电功率4825 kw，年运行时间7200小时。年发电量为：48257200=3474万kw.h2、厂用电量率的核定项目厂用电量只计算项目自身增加部分。项目主要厂用电设备如下表5-3：表5-3主要耗电设备表序号名 称规格型号单位数量配套电机功率（kw）电机功率合计（kw）1真空除氧器zcy30-h台122222锅炉给水泵dg46-506台2751503凝结水泵3n6台211224循环水泵350s26a台3902705冷却塔gnzf-1000台237746合计538厂用电量核算如下表5-4：表5-4厂用电量核算表序号名 称电机功率（kw）安装运行运行有功负运行时间（h）年耗电量台数台数功率荷系数（万kw.h）1真空除氧器2211220.95720015.052锅炉给水泵7521750.95720051.33凝结水泵1121110.9572007.524循环水泵90321800.957200123.125冷却塔3721370.95720025.316其他耗电（按上述电量的25%估算）55.587合计277.88经核算，项目年厂用电量为277.88万kw.h，厂用电率为：（277.883474）100%=7.99%本项目厂用电率按8%估算。3、供电量核定供电量=发电量（1-厂用电率） =34740.92 =3196.08万kw.h 4、项目发、供电量平衡项目发、供电量平衡表发电量：3474万kw.h（100%）供电量（万kw.h）3196.1292%厂用电量（万kw.h）277.888%二、水平衡及其使用量的核定项目水平衡图见下图：项目最大用水量为56.79t/h，其中：水塔损失：48 t/h，锅炉补给水6.79 t/h，生活用水2 t/h。项目水平衡图38*工程咨询有限公司*水泥有限公司3300t/d水泥熟料生产线纯低温余热发电工程能评报告第六章 能耗指标及对标第一节 能耗指标一、项目能源消费总量项目利用水泥生产的余热发电，是节能、环保、资源综合利用项目，无能源消耗。二、项目节能量项目利用水泥生产的余热发电，供电量即为项目的节能量。年发电量：3474万kw.h，折合4269.55tce（当量值），折合12159tce（等价值），供电量3196.08万kw.h。节能量：3927.98tce（当量值）11186.28tce（等价值）三、产值综合能耗项目年产值为1306.8万元四、吨熟料发电量项目年产熟料990000吨3474104990000=35.09kw.h/t五、厂用电率277.883474100%=8%第二节 对标分析项目不消耗能源，因此，在对标中重点对项目的节能效果、发电机组的相关参数进行对标。1、项目装机容量对标国家规定，对于容量大于1000kw的余热电站，应该无条件上网并给予优惠上网电价。本项目装机容量5000kw，远远优于国家的标准。2、节能量对标财政部、国家发改委2007年8月10日财建2007371号出台的节能企业改造财政奖励资金管理办法，根据办法规定，节能量达到1万吨标准煤以上的节能改造项目才可获得中央财政的奖励，每节约1吨标准煤将获200250元奖励。项目年供电量：3196.08万kw.h，折合3927.98tce(当量值)；11186.28tce（等价值），符合上述奖励标准。3、厂用电率对标目前国内50mw机组的厂用电率为8.5%左右，而本项目装机5mw，厂用电率只有8%，优于其10倍容量机组的厂用电率，处于国内先进水平。第七章 节能措施及效果分析第一节 主要节能措施一、新工艺、新技术节能措施本项目为纯低温余热发电工程，充分利用窑外分解新型干法水泥熟料生产工艺中窑尾预热器、窑头熟料冷却机排掉的废气，开发利用中低品位的余热进行发电，发电用于熟料生产需要。窑头取风采用篦冷机中部抽风方式，余热发电量可以提高30%以上，而且由于进入aqc锅炉余风温度提高，aqc锅炉参数提高，受热面减少。为了提高热力循环系统效率，尽量提高主蒸汽参数；为了更有效地利用烟气热量，采用双压系统。采用第二代余热发电技术，合理布局锅炉受热面，窑头窑尾余热锅炉公用一个过热器（gsh），并放在窑头锅炉的废气进口处，以保证余热最佳利用。窑尾余热锅炉的换热面根据烟气含尘浓度较高的特点，采用光管受热面管束，清灰采用机械振打的措施来清除附着在换热面上的烟尘，通过机械振打，使粉尘进入灰斗最后排除，机械振打与输灰的过程都是连续的、不间断的；另外在余热锅炉设计时，换热管束之间间距布置的相对大一些，从而减少锅炉内部积灰。二、主要工艺设备节能措施1、余热锅炉窑头余热锅炉采用双压，窑尾余热锅炉采用单压，给水经窑头一级省煤器加热后，送至窑头低压汽包，高温省煤器和窑尾省煤器，以保证余热最佳利用，充分降低窑头锅炉尾气排烟温度。余热锅炉采用立式布置、双层密封板设计，锅炉本体的漏风基本等于0；锅炉本体的保温经过采用硅酸铝/岩棉保温，锅炉本体的散热损失非常少；锅炉补给水采用除盐水，锅炉的排污损失非常少；锅炉本体阀门采用优质阀门，大大减少汽水损失。2、汽轮机汽轮机的通流部分采用先进的三维流、四维流设计计算，对汽轮机内部的动、静叶片进行优化设计，减少汽轮机级内损失；汽轮机的高、低压轴封采用迷宫式轴封，降低汽轮机的漏汽损失；汽轮机本体喷嘴采用全圆周或部分进汽，减少汽轮机节流损失。采用先进的设计计算手段、先进的制造加工工艺，目前我国低品位汽轮机缸效率可以达到85以上，汽轮机末级叶片的材质采用优质钢材和表面电镀合金钢，使得汽轮机尾部几级叶片的强度和硬度得到了很大提高，通过提高凝汽器泛汽含湿率，进一步提高了汽轮机的效率。汽轮机的热效率可以达到20.5以上。凝汽器配套采用凝汽器胶球清洗装置，使得凝汽器铜管的内表面清洁，提高了凝汽器的换热效率，提高了凝汽器的真空，降低了排汽温度，提高了发电效率。采用汽轮机前压调节技术来适应由于水泥窑生产工艺参数的变化引起余热锅炉负荷的变化需求，尽量实现多产汽多发电，获得最大的节能效果。3、发电机5000kw发电机采用密闭式空气循环冷却，效率可以达到96.7以上。三、节电措施1、功率较大的电机采用变频调节，尽量降低发电系统的自用电，自用电率只有8，提高了整过余热电站的效率。2、在满足电动机安全、启动、制动、调速等要求情况下，以节能的原则选择机电设备。电气节能措施全面，符合节能要求。四、建筑节能措施1、屋面主厂房屋顶采用钢结构，屋面排水为有组织排水。主厂房屋面防水等级按二级，循环水泵房、化水间防水等级按三级考虑。2、墙体一般承重墙采用240厚粘土砖墙，钢筋混凝土框架结构填充墙采用200厚加气混凝土砌块。需围护的输送廊及轻钢厂房采用压型钢板。3、门窗工程师站及电子设备间观察窗采用双层隔音防火窗，到汽机间采用双道门防噪声，发电机电气小室、配电室、汽轮机设备间与其它室之间的连通门等采用防火门，其他一般采用塑钢或铝合金门窗，洞口较大的外门采用钢制门。4、采光采用自然采光与人工采光相结合，通风为自然通风与机械通风相结合。生产厂房设天窗通风。上述设计满足建筑节能要求。五、建筑照明能耗照明灯具按生产车间对照明的实际照度要求，根据使用场所和周围环境要求及不同电光源的发光特点，优化照明设计，选择合理的照明方式。在保证照明质量的前提下，优先选用光效高，显示性好的光源及配光合理、安全、高效的节能型灯具。六、能源计量仪表配置及管理情况本次评估工作依据用能单位能源计量器具配备与管理通则（gb171672006）的要求，编制了用能计量器具一览表，建议项目使用单位以此为依据配置用能计量器具。能源计量器具汇总表能源计量类别进出主要用能单位进出主要次级用能单位主要用能单元、设备综合应装数安装数配备率完好率应装数安装数配备率完好率应装数安装数配备率完好率配备率完好率台台%台台%台台%电4410010010101001002020100100100100水22100100661001001010100100100100合计6610010016161001003030100100100100七、资源综合利用情况作为单位产品能源消耗较大的水泥制造业，不仅每年要消耗大量的煤炭等一次能源，而且还要消耗大量的二次能源电力，虽然随着水泥煅烧技术的发展，系统热效率得到了较大地提高，但仍有大量的中、低温废气余热未能被充分利用，造成大量的能源浪费，并产生大量的废气，其