1500T/D以下规模水泥窑--ESSE小型工业水泥窑“余热回收节能与环保”技术
一、余热发电产品概述：  
　　余热发电在水泥生产中，回转窑、冷却机、悬浮预热器、烘干机等都是重要的热工设备。余热发电在满足工艺条件要求的基础上，提高这些热工设备的热效率是水泥生产节能降耗的关键。根据近年来水泥工业应用的实践经验证明：ESSE热管技术在以下四个方面已获得了较为成功的应用。

二、窑尾冷却机的余热利用
　　余热发电窑尾冷却机低温段排出的废气温度一般为250～300℃，这部分余热的品位较低，余热发电的最好用途是产生低压蒸汽或热水，作为冬季供暖热源和一般生活用水；夏天可作为中央空调系统的热源制取冷气供生产车间及生活区降温。
　　山西水泥厂φ3.5m×155 m 的水泥回转窑，窑尾废气排量为(标准状态)45000m3/h，废气温度约为250℃，在出口烟道处安装一台ESSE热管换热器，加热供暖用水和生活用水，在安全运行时取消增湿塔喷水，烟气经ESSE热管换热器后再进入袋式收尘器，该方案的实施在节能的同时，节约90％增湿塔用水，降低烟气温度的同时保护和提高了袋式除尘器的使用寿命。ESSE热管换热器参数如下：

项目	废气	水
	设计值	设计值	实测值
流量(标准状态)（m3/h）	45000	5．00	8．0
进口温度/℃	250	8	25
出口温度/℃	150	40	65
热管根数/根	628
蒸发段面积/㎡	55．16
冷凝段面积/㎡	25．21
回收热量/kW	360		612
投资回收期/年	＜0.5

三、小水泥窑尾废气余热利用
　　许多小水泥厂的烧成回转窑窑尾排出废气温度在450～500℃左右，因产量小，废气量较少，一般将回收的余热产生压力为0.5MPa的低压蒸汽供其它生产工艺或供暖使用余热发电，余热发电其流程如图所示。从干法中空回转窑尾排出的废气经过旋风除尘后进入ESSE热管蒸汽发生器，余热发电废气温度从600℃左右降至200℃以下，入布袋收尘系统，经引风机排入烟囱。余热发电其优点是：
　☆ 将高温废气降至160℃以下，替代增湿塔，烟气可直接进入布袋收尘器；
　☆ 每吨熟料可回收0.5吨的低压蒸汽；
　☆ 结构紧凑压力降小，一般小于300Pa；
　☆ 不易积灰，不易腐蚀（管壁温度可调整在烟气露点以上）。

四、水泥窑窑体表面的余热发电余热回收
　　水泥旋窑工作时烧成段窑体表面温度达300-350℃，目前余热发电都采用风冷降温，大量的热能直接散发到大气中，这不仅浪费了大量的热能，余热发电也造成了窑体周围的高温污染。窑体表面散失的热能是可以回收利用的，ESSE研制开发了热管型集窑体表面余热回收系统。余热发电根据水泥生产线的需要，将回收的热能加热水或空气，余热发电热水可供生活和制冷，热空气可供烘干用。既能降低窑体温度又节省了加热水或空气所需的燃料费、空调费，减少粉尘和二氧化碳排放。　
　　山西川东水泥厂旋窑直径3.4M,窑衬δ=180mm，烧成段(含放热反应带及烧成带)为L/D=4-6.5 之间，我们选取中值L=5.25 D=5.25×3.4=17.85M为安装余热回收集热装置，窑体表面温度360℃，窑体距地面高度14M，距生活用水点600M，厂家要求1;每小时产5吨60℃℃热水供职工洗澡用;2:冬季取消燃煤锅炉直接用此部分热量供热。
　　ESSE热管型余热回收系统余热发电，设计每小时可产5吨60℃生活和供暖热水，使用寿命15年以上。它有热水筒、供水管网、支架和自控系统四部分组成。热水筒采用圆形结构，安装维修不影响水泥窑工作。承重支架为钢结构，安全可靠。自动控制系统以计算机为核心控制系统工作，自动化程度高，人机界面操作直观简单，无需人工值守。
（1）集热筒
　　集热筒功用：余热发电收集窑体表面余热将筒体内水加热。余热发电它由筒体、风机、水箱、翅片无缝钢管等组成。筒体外形尺寸为Φ4M×17M，内径3.6M。集热筒体为左右半园钢框架结构，筒内有水箱和翅片管，外部两端有风道进出口和进出水接口，外表面保温。工作时，风机从集热筒一端将热风抽出，从另一端送入，使集热筒与风机风道构成热风循环，将窑体表面低温显热转变为对流传热，实现高效率传热。集热筒安装在窑体外表面，与窑体有间隙不接触，集热筒两端与窑体采用高温塑性材料软密封。筒体净重20吨，容水时重量为22吨，半园筒体由托架支撑固定，半园筒体与托架为整体结构,托架底部有滑轮和定位孔，钢结构支架上设有滑轨。安装时窑体表面做清洁和防锈处理，半园筒体沿滑轨从窑体两侧向中间滑动环抱窑体,定位后有定位销将托架与钢支架固定，半园结合面用密封材料和螺栓连接。维修时将集热筒结合面螺栓、水管、风管、定位销拆除后，集热筒呈半园向窑体两侧滑动，距窑体最大滑动距离为2.5M，安装或维修都不影响回转窑工作，集热筒安装后，窑体表面低温显热由水带出，不会造成窑体表面温升，同时可减轻窑体表面氧化腐蚀。（见集热筒简图）

（2）供水管网
　　供水管网功用：保证系统所需冷、热水。它由水泵、闸阀、止回阀、水箱、管网等组成，水箱容积40m3。
（3）支架
　　支架为钢结构，支撑固定集热筒。
（4）自动控制装置
　　自动控制装置功用：余热发电根椐设定自动控制余热回收系统不同状态下的工作。它由人机界面控制台、触摸屏、电磁阀、温控器、液位器、计算机等组成。触摸屏显示系统全图和各种状态下的参数，自动判断系统故障便报警。系统控制可自动-手动互换，自动工作时根椐预设定参数控制，手动工作时点击触摸屏单点控制。触摸屏设有密码，防止无关人员误动作。除自动控制装置外，余热发电还配有机械控制装置即手动闸阀，防止自动控制装置故障时应急使用。

五、余热回收系统余热发电工作
　　系统工作时，冷水（20℃）经1号电磁阀、水泵、止回阀、进入集热筒内加热。当水温达到60℃-90℃时，集热筒出水经管网进入储水箱备用。水箱与大气相通，水箱出水口与用水管网相接,水箱保温。（见余热回收余热发电装置工作示意图）

余热发电在钢铁、石油化工、建材、水泥等行业中，生产过程中有大量低品位余热，包括低品位烟气、蒸汽和热水等，余热发电这些热量品位低、数量大、分布较散，余热发电基本不能为生产再利用。余热发电是世能中晶余热发电项目研究部综合国外成功经验，进一步就余热回收余热发电领域进行积极的探索、研究，开发出了纯低温余热发电用蒸汽产生系统、及配套的汽轮机新设计、余热发电新型应用技术，可增加10－25%的发电量。余热发电技术能够将生产过程中产生的大量低品位热能集中利用，余热发电进一步提高企业能源的利用率，为各种类型企业节能环保打造出了一片新的空间。 友情链接：脱硫,余热发电,余热回收