5000T/d水泥生產(chǎn)線帶余熱發(fā)電四與五級預(yù)熱器綜合經(jīng)濟性比較

　　二、四、五級預(yù)熱器熱耗計算：

　　1、 計算原則： 

　　首先計算煤耗，通過國內(nèi)一家大型水泥設(shè)計院的熱平衡計算軟件以5000T/d熟料線為標準分別計算四級與五級預(yù)熱器的煤耗及煤耗差，同時利用四級與五級預(yù)熱器窯尾出口煙氣熱量差來校合計算軟件的準確性。其次計算出四級與五級預(yù)熱器配套余熱發(fā)電的電量差額。最后進行5000T/d水泥熟料線帶余熱發(fā)電四與五級預(yù)熱器綜合經(jīng)濟性比較分析。下面是計算軟件的計算過程和結(jié)果

　　2、計算依據(jù)：

表一  計算依據(jù)表

表二:生料熟料化學(xué)成分

　　3、計算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 

　　計算基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 

3、氣體平衡：

　　氣體平衡計算：

　　5、預(yù)分解系統(tǒng)各處風(fēng)量計算

　　6、燒成系統(tǒng)物料平衡計算 

　　7、計算結(jié)果：

　　8、四、五級預(yù)熱器熱耗計算結(jié)果：

　　從上述計算得出5000t/d熟料線當(dāng)預(yù)熱器C1旋風(fēng)筒出口風(fēng)溫為325℃時熟料線熱耗為3196.83kj/kg。同理當(dāng)熟料線預(yù)熱器改為四級時，計算依據(jù)不變，當(dāng)C1旋風(fēng)筒出口風(fēng)溫為370℃時，熟料線熱耗為3313.2kj/kg。

　　四級時計算結(jié)果如下:

三、熱耗、煤耗分析及對計算結(jié)果進行驗證

　　1、熱耗、煤耗分析

　　從計算依據(jù)表一得知煤的計算熱值為25700kj/kg與標煤熱紙比為0.877，則根據(jù)計算依據(jù)表二中單位煤耗為0.1244 kg/kg.cl那么每噸熟料標煤耗為109.09kg/t.cl;同理由計算軟件得出四級預(yù)熱器單位煤耗為0.1289kg/kg.cl折成標煤耗為113.04kg/t.cl兩者相差3.95kg/t.cl，從熱耗角度計算五級預(yù)熱器熱耗為3313.2kj/kg。則四級與五級余熱器的熱耗差為: 3313.2kj/kg-3196.83kj/kg =116.37kj/kg,折成標煤耗為3.9714kg/t及每噸熟料煤耗差為3.9714kg。得出5000t/h熟料線分別采用四級和五級預(yù)熱器時在C1出口溫度分別為370℃和325℃時噸熟料煤耗差值為3.971kg/t。上述計算是從熟料生產(chǎn)線熱平衡及物料平衡角度計算得出的噸熟料煤耗差。

　　2、計算結(jié)果的驗證

　　下面從四級余熱器和五級預(yù)熱器出口熱量差值來計算四級、五級預(yù)熱器煤耗差額，窯尾C1出口煙氣成分為：氮氣61.86%；氧氣4.1%；水5.7%；二氧化碳；28.34%；灰分53.5g/Nm3。根據(jù)《1標米空氣和煙氣及1公斤灰的焓熱力計算表》計算得出370℃、325℃的煙氣焓為：

　　H370℃=572.879kj/Nm3、H325℃=498.95 kj/Nm3。

　　五級預(yù)熱器風(fēng)量為350600 Nm3/h，由于四級預(yù)熱器漏風(fēng)比五級預(yù)熱器有所減少，在計算風(fēng)量時按減少1%計算，則四級預(yù)熱器風(fēng)量為347094 Nm3，四級與五級熱量差為：

　　347094Nm3×572.879 kj/Nm3-350600 Nm3×498.95 kj/Nm3=23910993.63kj/h

　　上述熱量折成噸熟料標煤耗為：

　　23910993.63kj/h÷(29302 kj)÷208.33t/h=3.917kg/t,

　　4、結(jié)論：

　　通過兩種計算方式比較可以得出以下結(jié)論：

　　通過預(yù)熱器出口熱量計算得出兩者煤耗差為3.917 kg/t，而通過熱力平衡計算的結(jié)果為3.971kg/t，兩者相比誤差為1.35%，則可以認定煤耗差3.971kg/t數(shù)值是正確的。

　　四、四、五級預(yù)熱器窯尾鍋爐的發(fā)電量比較

　　1、電量計算數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

　　如果在熟料生產(chǎn)線窯尾安裝余熱鍋爐則可以將預(yù)熱器出口熱量轉(zhuǎn)換成電量，我們可以通過冀東水泥成型的余熱電站系統(tǒng)的熱耗來計算窯尾熱量通過余熱鍋爐轉(zhuǎn)換成的電量數(shù)值，

　　（1）計算依據(jù)為：
 (窯尾預(yù)熱器煙氣焓表)

　?。?）冀東水泥涇陽公司發(fā)電系統(tǒng)熱耗計算：（熱力平衡圖見附圖）

　　兩條熟料線窯頭熱量=2×窯頭鍋爐進出口煙氣焓值差 
　　=2×｛25.67萬Nm3×(485.61-119.2) ｝=188114894 kj/h

　　兩條熟料線窯尾熱量=2×窯尾鍋爐進出口煙氣焓值差
　　=2×｛39萬Nm3×（519.83-306.683）｝=166254660kj/h

　　窯頭窯尾余熱鍋爐熱量合計=354369554kj/h

　　余熱電站系統(tǒng)熱耗=余熱鍋爐熱量/發(fā)電量
　　=354369554 kj /20700kw
　　=17119kj/kw

　　即涇陽公司余熱電站系統(tǒng)熱耗為17119kj/kw。

　　2、窯尾鍋爐發(fā)電量的計算

　　余熱鍋爐可利用熱量與熱耗相比可以得出相應(yīng)電量具體公式：

　　電量=C1出口風(fēng)量×（鍋爐入口煙氣焓-鍋爐出口煙氣焓）/熱電轉(zhuǎn)換熱耗

　　即四級預(yù)熱器（出口煙溫370℃）發(fā)電量為：

　　發(fā)電量=347094×（572.879-299.61）/17119=5540.6kwh

　　五級預(yù)熱器（出口溫度為325℃）發(fā)電量為：

　　發(fā)電量=350600×（498.95-299.61）/17119=4082.5kwh

　　則兩者電量差為：5540.6kwh -4082.5kwh =1458kwh

　　從上述計算結(jié)果得出以下結(jié)論：

　　四級預(yù)熱器所配置的余熱鍋爐比五級預(yù)熱器的余熱鍋爐每小時多發(fā)1458kwh。

　　五、五級比四級節(jié)省的煤與四級比五級多發(fā)的電兩者經(jīng)濟性比較

　　1、經(jīng)濟性比較

　　我們已經(jīng)得知四級比五級每小時多發(fā)電為1458kwh，廠用電如果按8%計算則供電量每小時為1341.45Kwh。而冀東水泥5600大卡大同煤到場價格為500元/噸，折算成標煤，價格為625元/噸， 我們可以通過以下煤電平衡公式進行定量的經(jīng)濟性分析：

　　公式為(T為電價格、M為煤價格)：T×1341.45kwh=M×0.8287t

　　四級比五級節(jié)省的生產(chǎn)成本為多發(fā)的電量乘以電價，而五級比四級節(jié)省的生產(chǎn)成本為節(jié)約的煤乘以購煤價格，以上兩者進行比較可以根據(jù)自身所做在地區(qū)煤價與電價選擇四級預(yù)熱器還是五級預(yù)熱器，那么我根據(jù)計算得出以下四、五級預(yù)熱器選擇區(qū)域圖

　　四級、五級預(yù)熱器選擇區(qū)域圖

圖中：X坐標為購電價格，Y坐標為到場標煤價格

　　2、舉例說明

　　上圖中如果電價和煤價落在四級預(yù)熱器區(qū)域選擇四級預(yù)熱器有利，如果落到五級預(yù)熱器區(qū)域選擇五級預(yù)熱器有利。例如冀東水泥當(dāng)前購電價格為0.4元/kwh 四級預(yù)熱器5000t/h熟料線每小時煤耗比五級預(yù)熱器多827.28kg（3.971kg/t×208.33t=827.28kg），則購煤成本增加517.94元（0.8287×625元=517.94元）。而每小時節(jié)省的購電成本為555.88元（1341.45度×0.4元=536.58元）。即選用四級預(yù)熱器時每小時可以節(jié)省成本37.94元/小時（536.58元-517.94=18.64元/小時），則選擇四級預(yù)熱器生產(chǎn)省本較低，煤電價格落在四級預(yù)熱器區(qū)域如選四級預(yù)熱器對本公司降低生產(chǎn)成本有利。

　　如果當(dāng)標煤煤價格漲到647元時，四級預(yù)熱器與五級預(yù)熱器成本相當(dāng)，如果煤價繼續(xù)上漲而電價不漲，那么煤電價格落在五級預(yù)熱器區(qū)域，五級預(yù)熱器生產(chǎn)成本要低于四級預(yù)熱器，選擇五級預(yù)熱器對降低公司生產(chǎn)成本有利。
另外值得考慮的是，如果選用四級預(yù)熱器每小時多發(fā)1341.45kwh，則總降最少可以節(jié)約1000KVA容量占用費（按18元/千伏安·月計算）全年可以節(jié)約21.6萬元。

　　以上是5000t/h熟料線四級和五級預(yù)熱器的經(jīng)濟性分析是從企業(yè)角度分析結(jié)果，從整體社會效益角度考慮：五級預(yù)熱器每小時節(jié)省的827.28kg標煤，如果按河北省發(fā)電平均煤耗365g/kwh計算，每小時可發(fā)2266kwh，要比企業(yè)選擇四級預(yù)熱器所發(fā)的電每小時多出924kwh，所以從全社會整體節(jié)能減排的角度考慮熟料線應(yīng)該選擇五級預(yù)熱器。