水泥窑余热发电技术-水泥发电工艺

SUUNPOWER——水泥发电工艺水泥发电工艺基础知识思安新能源技术部SUUNPOWER——水泥发电工艺SUUNPOWER——水泥发电工艺水泥是一种水硬性胶凝材料。水泥起源于胶凝材料，是在胶凝材料的发展过程中逐渐演进和发明的。一、水泥的起源与发明：SUUNPOWER——水泥发电工艺胶凝材料是指在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质。（一）胶凝材料的发展及演变1、定义：SUUNPOWER——水泥发电工艺气硬性胶凝材料：水硬性胶凝材料：拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化拌水后只能在空气中硬化不能在水中硬化有机胶凝材料：无机胶凝材料：沥青、各种树脂如：石灰、石膏如：水泥2、分类：SUUNPOWER——水泥发电工艺天然粘土：新石器时代，距今4000~10000年石膏-石灰：公元前2000~3000年石灰-火山灰：公元初人工配料制得水硬性胶凝材料：1756年以后天然水泥硅酸盐水泥多品种水泥3、发展史SUUNPOWER——水泥发电工艺（二）水泥的发明19世纪初（1810~1824年），用人工配合粘土与石灰石经煅烧、磨细以制造水硬性胶凝材料已经开始组织生产。1824年，英国人阿斯普丁将粘土与石灰石配合烧制成块（熟料），再经磨细而成水硬性胶凝材料，加水拌和后能硬化制成人工石，并具有较高强度，其外观与当时建筑上常用的英国波特兰岛上出产的岩石相似，故称之为“波特兰水泥”（PortlandCement)，并于1824年10月21日首先获得该产品的专利权。SUUNPOWER——水泥发电工艺发展简史二、世界水泥工业简史及发展趋势间歇式土窑（后发展成土窑）1877年：回转窑1905年：湿法回转窑1910年：机械化立窑1928年：立波尔窑1950年：悬浮预热器窑1971年：预分解窑。SUUNPOWER——水泥发电工艺水泥装备大型化生产工艺节能化操作管理自动化环保措施生态化发展趋势：当今世界水泥工业发展的总体趋势是向新型干法水泥生产技术发展，并具有如下特征：SUUNPOWER——水泥发电工艺合称：特种水泥三、硅酸盐水泥生产概述（一）水泥分类1、按水泥的用途及性能分通用水泥：一般土木建筑工程采用的水泥专用水泥：专门用途的水泥。特性水泥：某种性能比较突出的水泥。SUUNPOWER——水泥发电工艺2、按水泥的组成分类：硅酸盐水泥系列铝酸盐水泥系列氟铝酸盐水泥系列硫铝酸盐水泥系列铁铝酸盐水泥系列其它:如无熟料、少熟料水泥SUUNPOWER——水泥发电工艺硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料，石灰石或粒画高炉矿渣适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥（即国外通称的波特兰水泥）硅酸盐水泥Ⅰ型硅酸盐水泥（P.Ⅰ）（混合材料掺量﹤5％）（不掺加混合材料）Ⅱ型硅酸盐水泥（P.Ⅱ）2.1硅酸盐水泥生产概述SUUNPOWER——水泥发电工艺石膏：CaSO4·2H2O硬石膏：CaSO4天然石膏工业副产石膏：（二）组分材料：硅酸盐水泥熟料：凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的烧结物。混合材料：在粉磨水泥时与熟料、石膏一起加入磨内用以改善水泥性能，调节水泥标号、提高水泥产量的矿物质材料。石膏：调节凝结时间。SUUNPOWER——水泥发电工艺硅酸盐水泥熟料化学组成主要化学成分：CaO62%~67%SiO220%~24%Al2O34%~7%Fe2O32.5%~6%其它氧化物：MgOSO3Na2OK2OTiO2P2O5等＞95%＜5%SUUNPOWER——水泥发电工艺四、硅酸盐水泥的生产工艺一、生产过程硅酸盐水泥的生产过程通常可分为三个段：生料制备熟料煅烧水泥制成及出厂两磨一烧SUUNPOWER——水泥发电工艺立窑生产回转窑生产普通立窑机械化立窑干法回转窑湿法回转窑半干法回转窑湿法干法五、生产方法的分类及其特点（一）按生料制备方法分：（二）按煅烧熟料窑的结构分：SUUNPOWER——水泥发电工艺新型干法水泥生产的技术特征新型干法水泥生产，就是以悬浮预热和预分解技术为核心，把现代科学技术和工业生产最新成就广泛应用于水泥干法生产全过程，使水泥生产具有高效优质节能环保和大型化自动化科学管理特征的现代化水泥生产方法。简言之，新型干法水泥生产技术就是以悬浮预热窑预分解窑用于生产水泥的最新技术,代表了当今水泥工业发展的基本方向和主流。SUUNPOWER——水泥发电工艺新型干法水泥生产工艺流程SUUNPOWER——水泥发电工艺SUUNPOWER——水泥发电工艺（一）、采掘方式：露天开采包括剥离：搬移土岩（覆盖层）开采：采开矿石机械开采水力开采六、水泥生产工艺过程SUUNPOWER——水泥发电工艺石灰石矿山石灰石矿山开采设备钻孔机SUUNPOWER——水泥发电工艺（二）、原燃料的预均化（一）、定义：原燃料在储存、取用过程中，通过采用特殊的堆取料方式及设施，使原料或燃料化学成分波动范围减小，为入窑前生料或燃料成分趋于均匀一致而作的必要准备过程。简言之，所谓原燃料的预均化就是原料或燃料在粉磨之前所进行的均化。（二）、原理：“平铺直取”SUUNPOWER——水泥发电工艺矩型预均化堆场SUUNPOWER——水泥发电工艺圆型预均化堆场SUUNPOWER——水泥发电工艺（三）、生料的配料◆生料的类型干法生产——生料粉，水分含量一般不超过1%。湿法生产——生料浆，含水32%～40%左右立窑生产——白生料、黑生料、半黑生料等生料粉◆配料根据水泥品种、原燃料品质、工厂具体生产条件等选择合理的熟料矿物组成或率值，并由此计算所用原料及燃料的配合比，。新干法生产用生料粉◆生料由石灰质原料、粘土质原料、少量校正原料（有时还加入矿化剂、晶种等，立窑生产时还要加煤）按比例配合，粉磨到一定细度的物料。SUUNPOWER——水泥发电工艺生料配料图SUUNPOWER——水泥发电工艺主要是采用空气搅拌及重力作用下产生的“漏斗效应”（或称鼠穴效应），使生料粉向下落降时切割尽量多层料面予以混合。同时，在不同流化空气的作用下，使沿库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面产生径向倾斜，进行径向混合均化。即有三种均化作用：空气搅拌、重力均化、径向混合（四）、生料均化技术SUUNPOWER——水泥发电工艺定义生料易烧性是指生料在窑内煅烧成熟料的过程中相对难易程度。影响因素在生产工艺一定、主要设备相同的条件下，影响生料易烧性的因素有生料化学组成、物理性能及其均化程度。生料均化的意义生料均化程度对易烧性的影响SUUNPOWER——水泥发电工艺SUUNPOWER——水泥发电工艺（五）、熟料煅烧技术新型干法水泥生产过程中的熟料煅烧技术以及煅烧过程中的物理化学变化以旋风筒—换热管道—分解炉—回转窑—冷却机为主线，掌握当代水泥工业发展的主流和最先进的煅烧工艺及设备、生产过程的控制调节等。SUUNPOWER——水泥发电工艺预分解窑生产流程图SUUNPOWER——水泥发电工艺预分解窑工艺流程SUUNPOWER——水泥发电工艺旋风筒连接管道分解炉回转窑冷却机预热分解烧成冷却SUUNPOWER——水泥发电工艺生料在煅烧过程中的物理化学变化干燥（自由水蒸发）吸热100~150℃粘土质原料脱水吸热450℃碳酸盐分解强吸热900℃固相反应放热800~1200℃熟料烧结微吸热1300~1450~1300℃熟料冷却放热1300℃~SUUNPOWER——水泥发电工艺1旋风预热器旋风预热器是由旋风筒和连接管道组成的热交换器。换热管道除管道本身外还装设有下料管、撒料器、锁风阀等装备，它们同旋风筒一起组合成一个换热单元SUUNPOWER——水泥发电工艺2旋流式分解炉NSF型以NSF型为例SUUNPOWER——水泥发电工艺3回转窑工艺带的划分过渡带：从窑尾起至物料温度1280℃止(或1300℃)主要任务：物料升温、部分碳酸盐分解、固相反应。烧成带：物料温度1280～1450～1300℃主要任务：熟料烧成冷却带：窑头端部，1300℃之后SUUNPOWER——水泥发电工艺4熟料冷却冷却目的：改善熟料质量与易磨性；降低熟料的温度，便于运输、储存、和粉磨回收热量，预热二次空气，降低热耗、提高热利用率。冷却方式:急冷SUUNPOWER——水泥发电工艺快冷对改善熟料质量的作用：防止或减少C3S的分解；避免β-C2S转变成γ-C2S；改善了水泥安定性；使熟料晶体减少，提高水泥抗硫酸盐性能；改善熟料易磨性；可克服水泥瞬凝或快凝。SUUNPOWER——水泥发电工艺（六）、水泥制成技术将硅酸盐水泥熟料、石膏和混合材料进行合理配比,经粉磨机械粉磨,然后储存,均化制备而成。SUUNPOWER——水泥发电工艺SUUNPOWER——水泥发电工艺山西威顿水泥（日产熟料1000T）SUUNPOWER——水泥发电工艺日产3000吨新型干法水泥生产线都江堰拉法基水泥SUUNPOWER——水泥发电工艺海螺水泥5000t/d熟料SUUNPOWER——水泥发电工艺日产5000T熟料水泥生产线SUUNPOWER——水泥发电工艺SUUNPOWER——水泥发电工艺三大主机泵、阀等辅助设备4化水系统51汽轮机、发电机2锅炉11除氧器、凝汽器3循环冷却水系统16控制系统17一、发电系统主要组成部分SUUNPOWER——水泥发电工艺SUUNPOWER——水泥发电工艺二、发电系统主要设备介绍（一）锅炉锅炉是利用燃料燃烧释放的热能或其它热能加热给水，生产规定参数和品质的蒸汽的设备，又称蒸汽发生器。SUUNPOWER——水泥发电工艺SUUNPOWER——水泥发电工艺AQC立式锅炉SUUNPOWER——水泥发电工艺SP立式锅炉SUUNPOWER——水泥发电工艺（二）汽轮机汽轮机是一种以蒸汽为工质，将蒸汽的热能转换为机械功的旋转机械。国产汽轮机主要型号SUUNPOWER——水泥发电工艺汽机实物图例SUUNPOWER——水泥发电工艺汽轮机的结构示意图Pdd1b0Pd2P12PdSUUNPOWER——水泥发电工艺（三）除氧器除氧器用来除去锅炉给水中溶解气体，它不仅可以除去锅炉给水氧气，还可以除去其它的气体，它也用以汇集主凝结水、补充水、各种疏水、锅炉连排扩容蒸汽、汽轮机门杆漏汽、外来汽水等各项汽水，并要保证给水品质和水泵的安全运行。方式：化学除氧真空除氧热力除氧SUUNPOWER——水泥发电工艺蒸汽空气混合物化学补充水余汽凝结水主凝结水加热蒸汽给水123456空气热力除氧示意1—除氧塔；2—环形滴水盘；3—圆形滴水盘；4—蒸汽分配器；5—余汽冷却器；6—给水箱SUUNPOWER——水泥发电工艺（四）凝汽器组成：凝汽式汽轮机的凝汽设备通常由表面式凝汽器,抽气设备,凝结水泵,循环水泵以及这些部件之间的连接管道组成.任务：(1)在汽轮机排汽口建立并维持高度真空;(2)将汽轮机的排汽凝结成洁净的凝结水作为锅炉的给水循环使用.简单讲，凝汽器的作用就是把乏汽凝结成水.SUUNPOWER——水泥发电工艺凝汽器实物图例SUUNPOWER——水泥发电工艺（五）冷却塔工业生产或制冷工艺过程中产生的废热,一般要用冷却水来导走。冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换,使废热传输给空气并散人大气。SUUNPOWER——水泥发电工艺冷却塔实物图例玻璃钢冷却塔双曲线冷却塔SUUNPOWER——水泥发电工艺化学水处理系统化学水处理根据当地水源水质选择对于中低压锅炉，选用一级除盐水系统可以满足绝大多数情况下的水处理。SUUNPOWER——水泥发电工艺三、水泥纯低温余热发电技术现状国外纯低温余热发电技术从六十年代末期即开始研制，到七十年代中期进入实用阶段，八十年代初期达到高潮，尤其以日本为主，技术较为成熟。日本、韩国、我国的台湾地区70%以上的生产线配套建设纯低温余热发电。日本川崎余热发电闪蒸技术比较成熟，发电效率较高，吨熟料发电量达到40kWh左右，基本可提供熟料生产用电的50%，但因其给水泵电耗大，其厂用电多，系统供电量少，且设备主机均需从日本引进，价格较贵。1、国外纯低温余热发电技术