1、水泥工厂余热发电设计规范1 总 则为在水泥工厂余热发电工程设计中，贯彻国家能源综合利用基本目标政策，做到安全靠谱、技术先进、降低能耗、节俭投资，拟订本规范。本规范合用于新建、扩建、改建新式干法水泥生产线余热发电的工程设计。新建、扩建水泥工厂的余热发电工程或既有水泥生产线改造增设余热发电系统，设计基来源则应切合国家产业政策和现行国家标准水泥工厂设计规范GB50295和水泥工厂节能设计规范GB50443。当余热发电工程设计内容含有热电联供或设有补燃锅炉时，有关部分应切合现行国家标准小型火力发电厂设计规范GB50049的有关规定。水泥工厂余热发电工程环境保护和劳动安全设计，一定贯彻履行国家有关法律、
2、法例和标准。水泥工厂余热发电工程设计，除应切合本规范外，尚应切合国家现行有关标准的规定。2 术 语余热发电工程设计文件、图纸使用术语应切合本规范规定。本规范未归入与水泥工厂余热发电工程有关的术语应切合现行国家标准工业余热术语、分类、等级及余热资源量计算方法GB/T1028、电力工程基本术语标准GB50297及国家有关术语标准的规定。余热利用 WasteHeatRecovery以环境温度为基准，对生产过程中排出的热载体可回收热能的利用。窑头余热锅炉 AirQuenchingCoolerBoiler利用窑头熟料冷却机排出的废气余热生产热水或蒸汽等工质的换热装置， 简称AQC炉。窑尾余热锅炉 Sus
3、pensionPreheaterBoiler利用窑尾预热器排出的废气余热生产热水或蒸汽等工质的换热装置，简称SP或PH锅炉。余热发电 WasteHeatPowerGeneration仅利用工业生产过程中排放的余热进行发电，也称纯余热发电。热电联供 Cogeneration余热发电在生产电能的同时，还可生产热水或蒸汽供热。主厂房 MainPowerBuilding设有汽轮发电机组及隶属设备、设备的厂房。闪蒸器 Flasher拥有必定温度和压力的不饱和水进入压力较低的容器中时，因为压力的忽然降低使不饱和水变为容器压力下的饱和蒸汽和饱和水的容器。双压锅炉 Dual-pressureBoiler拥有两
4、种蒸汽工作压力参数的锅炉。补汽凝汽式汽轮机 Steam-SupplementedCondensingTurbine凝汽式汽轮机有多个不一样参数蒸汽进口，较高参数蒸汽作为汽轮机主进汽，较低参数蒸汽进入汽轮机某一级，不一样参数的蒸汽共同推进汽轮机做功。单压系统 Single-pressureSystem产生同一压力等级的窑头、窑尾余热锅炉，与只有一个进汽参数而构成的热力系统。双压系统(双压锅炉双压系统)Dual-pressureSystem双压余热锅炉与补汽凝汽式汽轮机构成的热力系统。闪蒸系统(热水闪蒸混压系统)HotWaterFlashSteamSystem由余热锅炉及闪蒸器与补汽凝汽式汽轮机而
5、构成的热力系统。水泥余热发电系统热效率 ThermalEfficiencyofWasteHeatPowerGenerationSystem可用于发电的水泥生产过程排放废气总余热量转变为电能的百分比。基本规定新式干法水泥生产线余热发电所利用的废气， 应是水泥烧成系统不再利用或不影响物料烘干等用途的废气。余热发电工程的设计，应切合以下规定：不该影响水泥生产的正常运行。不该提升熟料可比综合能耗和降低熟料产量。宜在水泥生产线达产稳固运行后、对运行工况进行热工检查后实行。当与水泥生产线同步建设时，废气参数可按已投产、条件邻近的余热发电系统参数与水泥工艺设计参数确立。原有水泥生产线增添余热发电系统时，应付
6、生产线中的有关设备能力进行核算。新建、扩建水泥工厂生产线的余热发电设计指标应切合表的规定。表指 标余热发电设计指标项 目余热发电系统热效率()站用电率()相对于窑的运行率()4000t/d及以上8952000t/d4000t/d(含2000t/d)995余热发电系统控制水平不该低于水泥生产线控制水平；废气调理阀门的调控应征得水泥生产线中控操作受权，其控制状态、参数值应反应至各自控制系统。设计中应采纳安全靠谱、技术先进、经济适用及节能设备，禁止采纳已被裁减产品和低质产品。余热资源确实定、热力系统与装机规模余热资源确实定对已建成投产的水泥生产线增设余热发电系统时，应进行能源审计，确立合理的余热资源
7、量。水泥生产线的热工标定及余热资源的计算方法，应切合国家现行标准水泥展转窑热均衡测定方法JC/T733和水泥展转窑热均衡、热效率、综合能耗计算方法JC/T730的有关规定。废气余热的利用应知足水泥生产线物料烘干的要求。应依照梯级利用原则并保证在余热回收系统不影响水泥生产用热需求的前提下，确立余热利用方案。余热锅炉的蒸汽参数应经过优化后确立。热力系统及装机方案热力循环系统的选用，应依据废气参数、热力系统对废气余热的回收利用率确立。蒸汽参数的选择应依据余热条件、汽轮机内效率等因素确立。当利用同一厂区两条水泥生产线余热时，可采纳1台机组。当产量较低一条水泥窑余热锅炉产汽量低于机组额定进汽量30%或水
8、泥窑运行率低于60%时，宜采纳2台机组。当利用同一厂区 3条及以上生产线余热时，宜采纳 2台或多台机组。总平面部署一般规定余热发电总平面规划设计的要求，除应切合现行国家标准水泥工厂设计规范GB50295的有关规定外，尚应知足以下要求：1水泥生产线改、扩建工程的余热发电，应联合生产系统兼备规划，并应合理利用现有设备、减少拆迁和施工时对生产的影响。余热发电与水泥生产线的衔策应紧凑、合理，功能分区应明确。余热发电的建筑型式和部署，宜与水泥生产线的建筑风格相协调。主厂房宜部署在现有生产线的扩建侧。站区竖向部署的标高与形式、排水设计，应与工厂的总平面、竖向、排水设计相协调。余热发电的绿化部署，应切合以下
9、要求：当余热发电与水泥生产线同步建设时，绿化应由工厂设计一致规划；当余热发电为改、扩建工程时，绿化设计应与工厂绿化相协调。建筑物和修建物的耐火等级，应依据生产过程中的火灾危险性确立，且应切合本规范附录 A的规定。主要建筑物和修建物的部署主厂房地点确实定，宜切合以下要求：主厂房应部署在余热锅炉邻近，宜使并网接入联系线的出线顺畅。当同一厂区拥有三条及以上水泥窑时，经采纳技术举措后、主蒸汽阻力降仍超出或温降超出20时，宜分设主厂房。冷却塔或喷水池，不宜部署在室外配电装置、主厂房及骨干道的冬季主导风向的上风侧。各建筑物和修建物之间的防火间距，除应切合现行国家标准建筑设计防火规范GB50016、水泥工厂
10、设计规范GB50295的有关规定外，还应知足本规范附录的规定。站区道路站区道路部署，应切合以下要求：1应知足生产、安装检修和消防要求，并应与绿化、管线、竖向部署相协调，同时应与厂内道路有平顺简捷的连结，路型、路面结构应协调一致。2 应按建筑设计防火规范 GB50016规定设置消防车道。站区道路设计，应切合以下要求：1 专为站区服务的支道，可采纳单行车道，道宽应为，最小曲率半径(道路弧线内边线)应为9m，路肩宽度应为。车间引道，道宽应为，最小曲率半径(道路弧线内边线)应为6m；人行道的宽度，不宜小于1m。站区道路及车间引道，最大纵坡不该超出9%。路面标高确实定，应与厂区竖向设计及雨水清除相适应。
11、公路型道路的标高，应与邻近场所标高相协调。城市型道路的路面标高，应低于邻近车间室外散水坡脚标高，并应知足室外场所排水的要求。管线部署热力管道可与水泥工艺管道同管廊、管架敷设；当管线综合部署发生矛盾时，应按现行国家标准工业公司总平面设计规范GB50187规定的原则办理。当地下管线部署在路面范围之内时，管线应经技术经济比较确立直埋或设沟敷设。架空管线的部署，应知足以下要求：应利用水泥生产线的建筑物、修建物；不该阻碍交通、检修及建筑物自然采光和自然通风，并应做到齐整雅观；架空管线宜与地下管线重叠部署。管线至建筑物和修建物、道路、铁路及其余管线的水平距离，应依据工程地质、构架基础形式、检查井结构、管线
12、埋深、管道直径和管内介质等确立。地下管线最小水平净距，地下管线、架空管线与建筑物、修建物之间的最小水平净距，地下管线之间或地下管线与铁路、道路交错的最小垂直净距，宜切合现行国家标准水泥工厂设计规范GB50295的有关规定。主厂房部署一般规定主厂房的部署应为运行安全、操作方便创建条件，并应做到巡回检查通道畅通。厂房的通风、采光、照明和噪声等，应切合现行国家标准采暖通风与空气调理设计规范GB50019、建筑采光设计标准GB50033、建筑照明设计标准GB50034和工业公司噪声控制设计规范GBJ87的要求。主厂房车间内部的部署，应依据厂区规划及热机、电气、土建、水工、热控、暖通等专业设计的部署要求
13、以及扩建条件确立。扩建厂房宜与原有厂房协调一致。主厂房内应设置检修起吊设备和检修场所，并应设置设备和零件检修所需的运输通道。主厂房部署主厂房应由汽机房、高低压配电室和主控制室、除氧间和闪蒸器间等部分构成。主厂房各层标高确实定，应切合以下要求：主控制室的地面宜与双层部署的汽机房运行层同一标高，主控制室基层空间可设置为高低压配电室。除氧器、闪蒸器层标高，一定知足除氧器和闪蒸器水箱水位的要求，保证锅炉给水泵进口在各样运行工况下不发生汽化。主厂房的柱距和跨度，应依据汽机容量、形式和部署方式、联合建设(扩建)规划容量确立，并应知足建筑设计一致模数的要求。检修设备汽机房的基层，应设置集中安装检修场所，其面
14、积应能知足检修吊装大件和翻缸的要求。汽机房内起重机设置，应按以下原则确立：双层部署的汽机房内，应设置一台电动桥式起重机。单层部署的汽机房内，可设置手动单梁桥式或其余型式的起重设备。起重机的轨顶标高，应联合规划建设机组确立，并应知足起吊物品最大起吊高度的要求。1起重机的起重量，应按检修起吊最重件确立，不包含发电机定子，同时应联合规划建设机组确立。利用汽机房桥式起重机起吊受限的设备，其顶部应设置必需的检修吊钩。汽机房的运行层，应留有益用桥式起重机抽出发电机转子所需要的场所和空间。汽机房的基层，应留有抽、装、冲洗凝汽器冷却管的空间地点。综合设备主厂房内管道阀门部署，应方便检查和操作，凡需常常操作保护
15、的阀门而人员难以抵达的场所，宜设置平台、楼梯，或设置传动机构引至楼面或地面进行操作。主厂房内的通道和楼梯的设置，应切合以下要求：汽机房基层平面和运行层平面，汽机双侧应设有贯串直通的纵向通道，其宽度不该小于。当兼作分散通道时，其宽度不得小于。双层部署并设有中间层的汽轮机运行层至基层平面，应设上下联系楼梯。主厂房内的地下沟道、地坑、电缆地道，应设有防水、排水设备。主厂房内应设有洗手间，各楼层地面应设有冲洗水源。汽机房外应设有一个事故储油箱或油池。余热锅炉及系一致般规定余热锅炉与烧成系统连结时，一定设置旁通管道。余热发电汽水管路的设计，应保证任何一台余热锅炉能从发电系统中快速解列。余热锅炉应部署在废
16、气热源邻近。余热锅炉的出进口管道及旁通管道上应设置靠谱的控制阀门。余热锅炉厂房的部署方式，应依据当地的室外气象条件，并切合以下规定：非寒冷地域，应采纳露天部署。一般寒冷地域，可采纳露天部署，应付导压管、排污管等易冻损的部位采纳伴热举措。1寒冷地域的余热锅炉，不宜采纳露天部署。余热锅炉设备窑头余热锅炉应采纳防磨举措，窑尾余热锅炉应设置清灰装置。窑头余热锅炉漏风系数不该大于 2%，窑尾余热锅炉漏风系数不该大于 3%。余热锅炉采集的粉尘应回送到水泥生产系统。余热锅炉与水泥生产线的连结余热锅炉进、出口的废气管道的设计，应简捷顺畅、附件少、气密性高和拥有较好的空气动力特征，且应切合以下规定：1窑头废气管
17、道风速不宜大于 12m/s，窑尾废气管道风速不宜大于 18m/s。管道倾角应切合表的要求，当不可以知足表中条件时，应设置防积灰装置；管道应设热膨胀赔偿；与设备连结的管道设计，应知足设备对振动、推力、荷载等要求；管道支架设置应安妥靠谱。表 管道倾角气流方向管道名称 上行下行窑头余热锅炉烟风管道 4540窑尾余热锅炉烟风管道 5045进入窑头余热锅炉的废气宜设置粉尘分别装置。汽轮机设备及系一致般规定余热发电机组容量应依据余热资源条件在保证水泥窑正常生产、提升热力系统整体循环热效率的前提下确立。余热发电宜采纳凝汽式机组，当有稳固热用户时，可采纳抽凝机组等型式。余热发电机组可在 30110%负荷率的范
18、围内运行。负荷率宜在 50%以上连续运行。主蒸汽系统当有2台或2台以上汽轮机组时，主蒸汽管道宜采纳切换母管制系统。给水系统及给水泵给水管道应采纳母管制系统，并应切合以下要求：给水泵吸水侧的低压给水母管，宜采纳分段单母管制系统。其管径应大于给水箱出水管径12级。给水箱之间的水均衡管的设置，可依据机组的台数和给水箱间的距离等确立。给水泵出口的压力母管，当给水泵卖力与锅炉容量不般配时，宜采纳分段单母管制系统；当给水泵卖力与锅炉容量般配时，宜采纳切换母管制系统。给水泵出口处，宜设有再循环管和再循环母管。备用给水泵的吸水管，宜位于给水泵进口母管两个分段阀门之间；出口的压力管道，宜位于分段压力母管两个分段
19、阀门之间或接至切换母管上。余热锅炉给水系统应设置 1台备用给水泵。锅炉给水泵的总容量，应保证在任何一台给水泵停用时，其余给水泵的总卖力，还能知足所有锅炉最大蒸发量的110%。给水泵的扬程应按知足系统最大给水压力要求进行计算， 并应另加15%的裕量。除氧器及给水箱除氧器的总卖力，应按所有锅炉最大给水量确立。每台机组宜对应设置一台除氧器；多台相同参数的除氧器可采纳母管制系统。给水箱的总容量，宜切合以下要求：6MW及以下机组，水箱容量为20min30min的锅炉最大给水耗费量。6MW以上机组，水箱容量为10min15min的锅炉最大给水耗费量。采纳热力除氧时，除氧器及水箱应设置安全装置。凝固水系统及
20、凝固水泵余热发电的凝固水系统宜采纳母管制。凝汽式机组的凝固水泵的台数、容量，宜切合以下要求：每台凝汽式机组，宜设置两台凝固水泵，每台流量应为最大凝固水量的110%。最大凝固水量应为以下各项之和：汽机最大进汽工况时的凝汽量；进入凝汽器的常常补水量和常常疏水量；进入热井的其余水量。凝固水泵的扬程应按知足凝固水系统最大给水压力要求进行计算，应另加15%的裕量。凝汽器及其协助设备当循环水有腐化性时，凝汽器的水室、管板、管制应采纳耐腐化的材质。缺水地域经过技术经济比较，可采纳空冷式凝汽器。给水排水及设备一般规定余热发电的供水设计，应与水泥生产线供水一致规划。技改工程的余热发电水源宜在水泥生产线水源的基础
21、上扩容。当需要另辟水源时，应切合现行国家标准水泥工厂设计规范 GB50295的有关规定。在条件同意的状况下，锅炉辅机循环冷却水、生活、消防给水和排水管网应与水泥生产线对应的管网相接。取水修建物、水泵房、水工建筑物和生活、消防、给水、排水设计应切合现行国家标准水泥工厂设计规范GB50295的有关规定。供水系统生产用水量应依据发电工艺的要求确立。生活用水量、绿化与浇洒道路用水量、设计未预示水量确实定应切合现行国家标准水泥工厂设计规范GB50295的有关规定。余热发电供水系统设计，应切合现行国家标准小型火力发电厂设计规范GB50049的有关规定。隶属设备冷却用水水质和水温，应知足设备的要求。冷却塔循
22、环供水系统水质标准应切合现行国家标准 工业循环冷却水办理设计规范GB50050的有关规定。补给水系统应设置水量计量装置。冷却修建物和循环水泵冷却塔塔间净距以及与邻近建筑物的距离应切合附录 A的规定。循环水泵运行的总流量，应采纳最大的计算冷却水量。循环水泵宜设置备用泵。给水、炉水校订办理及热力系统水汽取样炉水校订办理的设备，宜部署在余热锅炉邻近。每台锅炉应设置1台加药泵，并宜另设1台备用泵。热力系统应设置水汽取样器。其系统、部署及选材的设计，宜切合以下要求：水汽取样冷却器，宜部署在余热锅炉邻近，并应便于运行人员取样及通行。露天部署锅炉的水汽取样冷却器，应有防雨、防冻举措。循环冷却水办理当循环冷却
23、水系统内和凝汽器水侧有生物生长、腐化或结垢的可能时，其处理举措应切合现行国家标准工业循环冷却水办理设计规范GB50050的有关规定。电力系统接入系统并网点的选择、接线方式及并网联系线回路，应切合以下要求：余热发电与总降压变电站或厂区配电站一定设置并网联系线；发电机组与电力系统接入点应选择在总降压变电站低压侧某母线段，也可选择在厂区某配电站的某母线段；联系线的回路数目宜依据发电机组数目确立。应在发电机出口断路器处设置余热发电并网同期点。发电机组解列点可设置在并网联系线的电站侧、总降侧或厂区配电站侧断路器处。余热发电的启动电源设计，宜利用并网联系线，由总降或厂区配电站并网母线段系统供给。当站用电系
24、统仅为低压负荷时，也可由水泥生产线就近电力室供给。电力负荷计算应包含水泥工厂现有及新增的生产规模、主要电力负荷的容量、年耗电量、用电负荷的构成及其性质、计算负荷等基础资料。用电自给率应按余热发电年供电量占水泥生产线年总用电量的百分比计算。系统保护设计，应切合现行国家标准电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062的有关规定。发电机出口断路器、并网联系线断路器应设置安全自动保护装置。系统通信及系统远动设计、余热发电的照明设计，应切合国家现行标准小型力发电厂设计规范GB50049有关规定。电气设备及系统电气主接线发电机额定电压应按以下要求选择：1发电机电压为直配线时，应依据水泥生产线电力网络
25、发电机并网点的电压等级进行选择。2发电机与变压器组为单元连结时， 宜依据水泥生产线电力网络中压系统电压等级进行选择。发电机电压母线的接线方式，应依据余热发电的机组数目确立，并宜切合下列要求：1当发电机为1台时，宜采纳单母线接线。2当发电机为2台及以上时，宜采纳单母线分段接线。当发电机电压母线的短路电流超出总降压变电站或厂区配电站断路器的额定开断电流时，可在联系线出口开关处设置限流装置。站用电系统余热发电站用高压系统电压宜为 6kV或10kV，采纳中性点不接地方式；站用低压系统电压宜为 380V，采纳中性点直接接地方式。站用变压器的容量确立，应按机组数目并切合以下规定：1余热发电为单台机组时，可
26、采纳 1台低压站用变压器。变压器负荷率不宜超出80%。2余热发电为2台机组及以上时，可采纳2台低压站用变压器。当2台变压器采纳暗备用方式配设时，每台变压器的负荷率不宜超出50%；当2台变压器采纳明备用方式配设时，备用变压器负荷率不宜超出80%。站用变压器接线组其余选择，应使站用工作电源与备用电源之间相位一致，低压站用变压器宜采纳“D,yn”接线。当余热锅炉距站用电力室较远时，其电源也可取自水泥生产线就近电力室，并应设电能计量装置。站用电力室与主控制室部署站用电力室宜部署在主厂房内，其高、低压配电设备可归并部署在同一配电间内。高压配电设备与低压配电设备应保持必定的安全绝缘距离和操作、检修距离，以
27、及必需的巡检通道。余热发电主控制室的部署，应切合以下要求：主控制室应位于主厂房的汽机运行层。主控制室的面积宜按规划容量设计。主控制室的盘柜部署应知足运行、保护和操作的要求。余热发电主控制室的环境设备，应切合以下要求：主控制室面向汽轮机组的一方，应设便于察看的玻璃窗。主控制室内应有优秀的采暖、通风、照明、隔音、隔热、防火、防尘、防水等设备。主控制室内不该有任何工艺管道穿行经过。主控制室下的电缆夹层或电缆主通道，不该有高温汽、水管道、热风管道和油管道穿行经过。主控制室上层不宜设置有振动的设备。直流系统余热发电直流系统设计，除应切合现行国家标准小型火力发电厂设计规范GB50049的有关规定外，尚应切
28、合以下规定：1直流电源装置应为双电源 380/220V输入，并应设置双电源自动切换装置，宜采纳高频开关电源装置。直流电源宜采纳 1组铅酸免保护蓄电池，并宜配置 2组充电、浮充电设备，同时每只电池应带有在线自动监测功能， 站用电事故停电时间应按1h计算。直流输出应设置合闸母线和控制母线，控制母线应带有自动调压功能，输出电压宜为220V或110V。高压开关柜合闸电源、直流润滑油泵动力电源、事故照明电源等均应引自合闸母线，电站系统所需的直流控制电源均应引自控制母线。直流动力电源及控制电源开关选择，应采纳直流型微型断路器或直流型塑壳断路器，并应按各回路容量选择断路器的额定电流。电气丈量仪表余热发电的电
29、气丈量仪表设计，应切合现行国家标准电力装置的电丈量仪表装置设计规范GBJ63的有关规定。设置在并网计量关隘的双向计量电能表、CT的精度为级，PT的精度为级。继电保护和安全自动装置余热发电的继电保护和安全自动装置设计，应切合现行国家标准电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062的有关规定。电缆选择与敷设余热发电的电缆选择与敷设的设计，应切合现行的国家标准电力工程电缆设计规范GB50217的有关规定。过电压保护和接地余热发电的过电压保护和接地，应切合现行相应国家标准沟通电力工程接地设计规范GB50065的有关规定。厂内通信余热发电的厂内通信，应包含余热发电系统与水泥生产线系统的联系通信和发
30、电系统内部生产调动通信。可利用水泥生产线程控互换总机的富饶量，增添各岗位生产管理和调动通信电话。余热发电主控制室应设置与地调通信的直拨电话。爆炸火灾危险环境的电气装置余热发电爆炸火灾危险环境的电气装置的设计，应切合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058的有关规定。热工自动化一般规定热工自动化的设计，应包含热工检测、热工报警、热工保护、热工控制等方面内容。当余热发电分期建设时，对控制方式、设备选型、公共协助生产系统等有关设备，应全面规划、合理安排。主控制室热工报警及保护，应切合现行国家标准小型火力发电厂设计规范GB50049的有关规定。控制方式余热锅炉系统、汽轮机系统、除氧给水系统、循环水系统、化学水办理系统的除盐水泵等，应采纳 DCS系统进行控制。协助车间的工艺系统 (如化学水处理系统等)，宜在本车间控制。电站主控制室集中控制时，应知足以下要求：应能实现运行工况的监督和控制；应能实现异样工况的报警和紧迫事故的办理。余热发电DCS系统的设计，应能实现内部、或与水泥生产线 DCS系统的实时通信、数据互传、联锁及程序控制。热工检测与自动调理热工检测的设计，应切
