水泥低温余热发电节能评估

邛***水泥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

二。一。年十二月

工程名称：****水泥3300t/d水泥熟料生产线纯低温余热发电

工程

委托单位：****水泥

企业法定代表人（签字）:

评估单位：**，*工程咨询

评估机构负责人（签字）:

工程负责人：

工程审核人：

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

第一章建设单位及工程情况错误!未定义书签。

第一节建设单位根本情况1

第二节工程根本情况3

第三节产品方案4

第二章节能评估的主要依据5

第三章工程设计内容及比照评价错误!未定义书签。

第一节工艺、技术选择原那么及其主要内容7

第二节设备选择原那么及其关键设备情况14

第四章工程所在地能源供给情况错误!未定义书签。

第一节工程使用能源种类及其来源、合理性、可行性分析16

第二节工程使用的各种能源年总消耗量，节能量17

第三节水的使用和供给情况17

第五章工程用能系统、工序及其用能的平衡分析18

第一节工程用能系统、用能单元及重点耗能单元划分18

第二节重点用能工序（单元）能量（热）平衡分析18

第三节单项能源平衡核定及使用情况；水平衡核定21

第六章能耗指标及对标24

第一节能耗指标24

第二节对标分析24

第七章节能措施及效果分析25

第一节主要节能措施25

第二节节能量估算29

第八章评估结论29

第九章工程设计中存在的问题和建议31

附件1：工程平面布置图

前百

随着中国经济的不断开展，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，本钱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。

****水泥为了节能降耗，提高产品的竞争能力，进一步抓住企

业开展良机，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，降低水泥生产本钱和提高企业的经济效益，

局部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，从而大大降低产品本钱，而且还可缓解因供电

缺乏影响生产的矛盾，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开展机制工程［CDM),国

家已发布有关的管理方法。实施CDM工程是利国、利民又利企业

的多赢工程。

第一章建设单位及工程情况

第一节建设单位根本情况

单位名称：****水泥

性质：

单位地址：山东烟台市

法定代表人：

工程联系人：

联系：

邮政编码：

企业概况：

****水泥是由日本**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。丁程总投资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X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，看到了水源行业环保的希望:

为了有效降低投产后的生产本钱，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

电工程。

第二节工程根本情况

1、工程名称：****水泥3300t/d水泥熟料生产线纯低温余热

发电工程

2、建设地点：山东烟台市****水泥现有厂区内

3、工程性质：技术改造

4、工程类型：纯低温余热发电

5、建设规模：装机5MW,年运转7200h,年发电量3474万

kWh

6、总投资：万元，工程资金全部由自有资金（企业自筹）解

决。

7、主要经济技术指标：

详见主要经济技术指标表：表1-1。

表17主要经济技术指标表

序号指标名称单位数量备注

—熟料生产规模

熟料产量t/d3300t/d

生产工艺方式新型干法

余热发电建设规模

装机容量kN5000KW

四余热发电工艺纯低温余热发电

五主要生产设备

1AQC炉台1

2SP炉台1

3汽轮发电机组套1

六发电系统指标

1额定功率kN5000

2计算平均发电功率kN4825

3年运行时间h7200

4年发电量x104kW.h/a3474

5余热发电自用电率%8

6年供电量x104kW.h/a

7熟料产量t/h

8计算吨熟料发电量kW.h/t按3300t/d计

9保证吨熟料发电量kW.h/t按3300t/d计

七节能指标

tee当量值

1工程节能量

tee等价值

八劳动定员人18

九投资估算

1建设投资〔静态〕万元

元/kW.h（含

2供电单价

税〕

3年可节省电费万元

十财务评价指标

1全投资财务内部收益率%

2静态投资回收期a含1年建设期

3投资利润率%

第三节产品方案

本工程产品为电力，并网不上网，用于本企业水泥生产的电力

供给。年发电量为3474万kW.hokW.ho

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、管理标准

《国务院关于加强节能工作的决定》（国发[2（）06]28号）

《国务院关亍印发节能减排综合性工作方案的通知》1国发

[2007]15号）

《国家开展改革委关于加强固定资产投资工程节能评估和审

查工作的通知》（发改环资（2007）21号）

《中国节能技术政策大纲》（计交能[2006]905号）

《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批）》（工节

[2009]67号）

《国家重点节能技术推广目录（第一批》（国家发改委公告

[2008]36号）

《国家重点节能技术推广目录（第二批》（国家发改委公告

[2009]24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开展第十一个五年规划纲要》

《山东省节能条例》

《山东省发电量方案管理暂行方法》

《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

（2006）96号）

《山东省人民政府办公厅关于切实做好固定资产投资工程节

能评估审查工作的通知》（鲁政办发（2007）42号）

《关于印发节能减排综合性工作实施方案的通知》（鲁政发

（2007）39号）

《山东省“十一五”节水型社会建设规划》、

《山东省节约用水方法》〔省政府令第160号）

《山东省再生资源综合利用管理方法》。

《山东省循环经济试点工作实施方案》，

《山东省能源审计暂行方法》

4、行业标准、标准、技术规定和技术导那么

《综合能耗计算通那么》GB/T2589-2008

《企业能量平衡通那么》GB/T3484-2009

《用能设备能量平衡通那么》GB/T2587-2009

《评价企业合理用电技术导那么》GB/T3485-1998

《用能单位能源计量器具配备和管理通那么》GB17167-2006

《小型火力发电厂设计标准》（GB50049-94）

《火力发电厂厂用电设计技术规定》（DL/T5153-2002）

5、建筑类相关标准及标准

《采暖通风与空气调节设计标准》GB50019-2003

《建筑照明设计标准》GB50034-2004

《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005

6、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、工程的可行性研究报告

8、其他

****水泥与****工程咨询签订的委托书。

第三章工程设计内容及比照评价

第一节工艺、技术选择原那么及其主要内容

一、工艺、技术选择原那么及其主要内容

选择原那么：

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：

工程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锅炉公用过热器集合再热后，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。

工程装机容量5MWO

工艺流程：

1、原那么性热力系统

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局部，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，经过冷坏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。

工程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，以保证余热最正确利用。

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。

工程原那么性热力系统见以下图：

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，本工程尽量采用双

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360〜420℃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60〜100C,影响系

统的平安运行，没有很好到达发电效果。基于此，工程采用第二代

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，以保证余热最正

确利用。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

工程C1出温度290C,窑头篦冷机余风温度350C,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210C左右，

再由高温风机送至原系统。假设发电系统停用，那么废气经原系统

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以下图：

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

工程设置发电机母线一段。发电机出口由穿墙CT引出接入上下压

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弓接。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

局部负荷运行，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

据国家公布的《火力发电厂水汽化学监督导那么》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。本工程补水采用除盐

水，除盐水采用反渗透十混床工艺。

工艺流程如下：

管网供水一清水箱一清水泵一多介质过滤器一保安过滤器一

高压泵一反渗透装置一中间水箱一＞中间水泵-混合离子交换器一

除盐水箱一除盐水泵一＞热力系统

此工艺采用反渗透作为预除盐单元，去除大局部离子，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别离装置，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

树脂发生反响，到达补给水除盐的目的。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

本工程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

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、停止阶段的局部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平安停机。

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(SCSR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，汽机的油压控制局部

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：本工程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，工程

工艺处于国内先进水平。

第二节设备选择原那么及其关键设备情况

一、选择原那么：

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

1、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，

底部设置飞灰别离装置。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。

2、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±1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，由水平前前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。

3、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到达85%以上，汽轮机的热

效率可以到达20.5%以上。

额定输出功率：5000kW

设计计算输出功率：4825kW

汽轮机转速：3000r/min,

主汽压力：1.05MPa

主汽温度：370℃

设计工况主汽流量:23.56t/h

补汽压力：0.2MPa

补汽温度：170℃

设计工况补汽流量:3.2t/h

冷凝器排汽压力：0.007MPa

4、发电机

发电机采用密闭式空气循环冷却，效率可到达96.7%以上。

额定功率：5000kW

额定电压：6KV

发电机转速：3000r/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37工程主要设备一览表

配套电机

序号名称规格型号单位数量

功率［KW］率

1窑头余热锅炉（AQC炉〕台111

2窑尾余热锅炉〔SP炉〕台1

3真空除氧器ZCY30-H台122

4锅炉给水泵DG46-50X6台275

5凝结水泵3N6台211

配套电机

序号名称规格型号单位数量

功率（KW］率

6循坏水泵350S26A台390

7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，本工程拟采用国产

化工艺技术和装备。

经评估，本工程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［2009］67号）中规定的

淘汰设备。符合国家和山东省的节能要求。

第四章工程所在地能源供给情况

第一节工程使用能源种类及其来源、合理性、可行性分析

一、能源品种选用原那么

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、符合当地能源供给情况；

5、结构合理，消费量最少。

二、工程消耗的能源种类：

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给条件

由于本工程利用的是水泥生产中的余热，本身不消耗能源，不

会对当地能源供给产生影响。在此，只分析余热供给的可靠性和余

热供给条件是否满足工程发电的需要。

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）

・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L2MPa-350℃过热蒸汽14.19t/h,进入

AQC公用过热器与SP锅炉主蒸汽集合后，产生L15MPa・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

4825kWo

综上所述，工程不消耗能源，余热供给有保障，完全可行。

第二节工程使用的各种能源年总消耗量，节能量

一、能源消耗总量

工程本身是节能、环保、资源综合利用工程，不消耗能源。

二、工程节能量：

工程利用余热发电，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27968K

第三节水的使用和供给情况

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33/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48xl.l=52.8t/h,水压不

小于0.2MPa。

生活用水、锅炉补充水取自水游厂生活水管网，最大小时耗水

量8.7%,其中锅炉补充水6.7%,生活用水2.0t,考虑不可预见水量,

要求水源的供水能力为8.79x1.l=9.67t/h,水压不小于0.2MPa。

第五章工程用能系统、工序及其用能的平衡分析

第一节工程用能系统、用能单元及重点耗能单元划分

工程虽然不耗能，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，对工程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。

本工程生产工艺为连续生产线式，工程主要由以下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

由于本工程的AQC炉和SP炉采层交叉换热方式，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）根底数据：

GSH过热蒸汽出口温度380℃

低压过热蒸汽流量

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137000Nm3/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）根底数据：

主蒸汽压力：1.25MPa

主蒸汽温度：270℃

烟气流量：190000Nm3/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褥美入=525kj/Nm3」C

CY窑头出34kj/Nm3-℃

CY窑尾人工℃

3

CY窑尾出642kj/Nm-℃

那么窑头余热锅炉（AQC炉）每小时烟气放热量为

525x40034x86）=63879812kj

那么窑尾余热锅炉（SP90炉）每小时烟气放热量为

x290642x210]=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「C

水的汽化热：2260kj/kg

根据焰炳图查得以下数据：

H给水入=17

H给水出二

H高过=3210.01

H低过=281

3

H蒸汽二(23.56x3210.01+3.2x281)xl0=kj

H给水xl()3=8496600kj

总有效热：

H藻汽-H给水二kj

余热锅炉效率：

76138691.6：85888462x100%=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)支出热量比例〔%〕

蒸汽吸热量

损失热量

合计100

锅炉效率

二、汽轮发电机热量平衡分析

汽轮发电机输入热量：

汽轮发电机输出热量：4825x3600=17370000kj

汽轮发电机效率：17370000^84635291.6=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Cio3kj]比例〔%〕

产出热量17370

损失热量

合计100

汽轮发电机效率

由上述数据可知，汽轮发电机组的效率只有20.52%,这是由于

无法防止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

木工程不消耗能源，不进行单项能源消耗核定.但是需要对工

程的发电、供电量进行核定。

1、发电量核

工程装机容量5000kW,计算平均发电功率4825kW,年运行

时间7200小时。

年发电量为：4825x7200=3474万kW.h

2、厂用电量率的核定

工程厂用电量只计算工程自身增加局部。

工程主要厂用电设备如下表5-3：

表5-3主要耗电设备表

配套电机电机功率合计

序号名称规格型号单位数量

功率〔kW〕〔心〕

1真空除氧器ZCY30-H台12222

2锅炉给水泵DG46-50X6台275150

3凝结水泵3N6台21122

台

4循环水泵350S26A390270

5冷却塔GNZF-1000台23774

6合计538

厂用电量核算如下表5-4：

表5-4厂用电量核算表

电机功率安装运行运行有功负运行时年耗电量

序号名称

〔KW〕台数台数功率荷系数间(h)〔万kW.h〕

1真空除氧器221122720()

2锅炉给水泵7521757200

3凝结水泵1121117200

4循环水泵90321807200

5冷却塔3721377200

其他耗电〔按上述

6

电量的25%估算〕

7合计

.h,厂用电率为：

(277.88^3474)xl00%=7.99%

本工程厂用电率按8%估算。

3、供电量核定

供电量=发电量x(1.厂用电率)

.h

4、工程发、供电量平衡

工程发、供电量平衡表

发电量：3474万kW.h供电量1万kW.h〕3196.1292%

[100%]

厂用电量〔万kW.h〕277.888%

二、水平衡及其使用量的核定

工程水平衡图见以下图：工程最大用水量为56.79t/h,其中:

水塔损失：48t/h,锅炉补给水6.79t/h,生活用水2t/h。

工程水平衡图

第六章能耗指标及对标

第一节能耗指标

一、工程能源消费总量

工程利用水泥生产的余热发电，是节能、环保、资源综合利用工程，

无能源消耗。

二、工程节能量

工程利用水泥生产的余热发电，供电量即为工程的节能量。年发电量:

3474万kW.h,折合4tce（当量值），折合12159tce］等价值）.h。

节能量：tee（当量值）

tee（等价值）

三、产值综合能耗

工程年产值为万元

四、吨熟料发电量

工程年产熟料990000吨

3474x104^990000=.h/t

五、厂用电率

277.88^3474x100%=8%

第二节对标分析

工程不消耗能源，因此，在对标中重点对工程的节能效果、发电机组

的相关参数进行对标。

1、工程装机容量对标

国家规定，对于容量大于1000kW的余热电站，应该无条件二网并给

予优惠上网电价。

本工程装机容量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10E财建[2007]371号出台的《节

能企业改造财政奖励资金管理方法》，根据《方法》规定，节能量到达1

万吨标准煤以上的节能改造工程才可获得中央财政的奖励，每节约1吨标

准煤将获200〜250元奖励。

.〔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，而本工程装机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

本工程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，开发利用口低品位

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

正确利用。

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去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

最正确利用，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，锅炉本体的漏风根本等于

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

汽轮机的通流局部采用先进的三维流、四维流设计计算，对汽轮机内

备的动、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；汽轮机本体喷嘴兴用全圆

周或局部进汽，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

轮机缸效率可以到达85%以匕汽轮机末级叶片的材质采用优质钢材和

外表电镀合金钢，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

热效率可以到达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外表清

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，效率可以到达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、在满足电动机平安、启动、制动、调速等要求情况下，以节能的

原那么选择机电设备。

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、

平安、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那么》

(GB17167-2006)的要求，编制了用能计量器具一览表，建议二程使用

单位以此为依据配置用能计量器具。

能源计量器具汇总表

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

能源应安配完应安配完应安配完酉己完

计量装装备好装装备好装装