1總則1.0.1為在水泥工廠余熱發電工程設計中，貫徹國家能源綜合運用基本方針政策，做到安全可靠、技術先進、減少能耗、節約投資，制定本規范。1.0.2本規范合用于新建、擴建、改建新型干法水泥生產線余熱發電工程設計。1.0.3新建、擴建水泥工廠余熱發電工程或既有水泥生產線改造增設余熱發電系統，設計基本原則應符合國家產業政策和現行國標《水泥工廠設計規范》GB50295和《水泥工廠節能設計規范》GB50443。1.0.4當余熱發電工程設計內容具有熱電聯供或設有補燃鍋爐時，有關某些應符合現行國標《小型火力發電廠設計規范》GB50049關于規定。1.0.5水泥工廠余熱發電工程環保和勞動安全設計，必要貫徹執行國家關于法律、法規和原則。1.0.6水泥工廠余熱發電工程設計，除應符合本規范外，尚應符合國家現行關于原則規定。2術語2.0.1余熱發電工程設計文獻、圖紙使用術語應符合本規范規定。本規范未納入與水泥工廠余熱發電工程有關術語應符合現行國標《工業余熱術語、分類、級別及余熱資源量計算辦法》GB/T1028、《電力工程基本術語原則》GB50297及國家關于術語原則規定。2.0.2余熱運用WasteHeatRecovery以環境溫度為基準，對生產過程中排出熱載體可回收熱能運用。2.0.3窯頭余熱鍋爐AirQuenchingCoolerBoiler運用窯頭熟料冷卻機排出廢氣余熱生產熱水或蒸汽等工質換熱裝置，簡稱AQC爐。2.0.4窯尾余熱鍋爐SuspensionPreheaterBoiler運用窯尾預熱器排出廢氣余熱生產熱水或蒸汽等工質換熱裝置，簡稱SP或PH鍋爐。2.0.5余熱發電WasteHeatPowerGeneration僅運用工業生產過程中排放余熱進行發電，也稱純余熱發電。2.0.6熱電聯供Cogeneration余熱發電在生產電能同步，還可生產熱水或蒸汽供熱。2.0.7主廠房MainPowerBuilding設有汽輪發電機組及附屬設備、設施廠房。2.0.8閃蒸器Flasher具備一定溫度和壓力不飽和水進入壓力較低容器中時，由于壓力突然減少使不飽和水變成容器壓力下飽和蒸汽和飽和水容器。2.0.9雙壓鍋爐Dual-pressureBoiler具備兩種蒸汽工作壓力參數鍋爐。2.0.10補汽凝汽式汽輪機Steam-SupplementedCondensingTurbine凝汽式汽輪機有各種不同參數蒸汽進口，較高參數蒸汽作為汽輪機主進汽，較低參數蒸汽進入汽輪機某一級，不同參數蒸汽共同推動汽輪機做功。2.0.11單壓系統Single-pressureSystem產生同一壓力級別窯頭、窯尾余熱鍋爐，與只有一種進汽參數而構成熱力系統。2.0.12雙壓系統(雙壓鍋爐雙壓系統)Dual-pressureSystem雙壓余熱鍋爐與補汽凝汽式汽輪機構成熱力系統。2.0.13閃蒸系統(熱水閃蒸混壓系統)HotWaterFlashSteamSystem由余熱鍋爐及閃蒸器與補汽凝汽式汽輪機而構成熱力系統。2.0.14水泥余熱發電系統熱效率ThermalEfficiencyofWasteHeatPowerGenerationSystem可用于發電水泥生產過程排放廢氣總余熱量轉化為電能比例。3基本規定3.0.1新型干法水泥生產線余熱發電所運用廢氣，應是水泥燒成系統不再運用或不影響物料烘干等用途廢氣。3.0.2余熱發電工程設計，應符合下列規定：1不應影響水泥生產正常運營。2不應提高熟料可比綜合能耗和減少熟料產量。3宜在水泥生產線達產穩定運營后、對運營工況進行熱工調查后實行。4當與水泥生產線同步建設時，廢氣參數可按已投產、條件相近余熱發電系統參數與水泥工藝設計參數擬定。5原有水泥生產線增長余熱發電系統時，應對生產線中有關設備能力進行核算。3.0.3新建、擴建水泥工廠生產線余熱發電設計指標應符合表3.0.3規定。表3.0.3余熱發電設計指標指標項目余熱發電系統熱效率(％)站用電率(％)相對于窯運轉率(％)4000t/d及以上≥20.0≤8≥95t/d～4000t/d(含t/d)≥18.5≤9≥953.0.4余熱發電系統控制水平不應低于水泥生產線控制水平；廢氣調節閥門調控應征得水泥生產線中控操作授權，其控制狀態、參數值應反饋至各自控制系統。3.0.5設計中應選用安全可靠、技術先進、經濟實用及節能設備，禁止選用已被裁減產品和劣質產品。4余熱資源擬定、熱力系統與裝機規模4.1余熱資源擬定4.1.1對已建成投產水泥生產線增設余熱發電系統時，應進行能源審計，擬定合理余熱資源量。4.1.2水泥生產線熱工標定及余熱資源計算辦法，應符合國家現行原則《水泥回轉窯熱平衡測定辦法》JC/T733和《水泥回轉窯熱平衡、熱效率、綜合能耗計算辦法》JC/T730關于規定。4.1.3廢氣余熱運用應滿足水泥生產線物料烘干規定。4.1.4應根據梯級運用原則并保證在余熱回收系統不影響水泥生產用熱需求前提下，擬定余熱運用方案。4.1.5余熱鍋爐蒸汽參數應通過優化后擬定。4.2熱力系統及裝機方案4.2.1熱力循環系統選用，應依照廢氣參數、熱力系統對廢氣余熱回收運用率擬定。4.2.2蒸汽參數選取應依照余熱條件、汽輪機內效率等因素擬定。4.2.3當運用同一廠區兩條水泥生產線余熱時，可選用1臺機組。當產量較低一條水泥窯余熱鍋爐產汽量低于機組額定進汽量30%或水泥窯運轉率低于60%時，宜選用2臺機組。4.2.4當運用同一廠區3條及以上生產線余熱時，宜選用2臺或多臺機組。5總平面布置5.1普通規定5.1.1余熱發電總平面規劃設計規定，除應符合現行國標《水泥工廠設計規范》GB50295關于規定外，尚應滿足下列規定：1水泥生產線改、擴建工程余熱發電，應結合生產系統統籌規劃，并應合理運用既有設施、減少拆遷和施工時對生產影響。2余熱發電與水泥生產線銜接應緊湊、合理，功能分區應明確。3余熱發電建筑型式和布置，宜與水泥生產線建筑風格相協調。5.1.2主廠房宜布置在既有生產線擴建側。5.1.3站區豎向布置標高與形式、排水設計，應與工廠總平面、豎向、排水設計相協調。5.1.4余熱發電綠化布置，應符合下列規定：1當余熱發電與水泥生產線同步建設時，綠化應由工廠設計統一規劃；2當余熱發電為改、擴建工程時，綠化設計應與工廠綠化相協調。5.1.5建筑物和構筑物耐火級別，應依照生產過程中火災危險性擬定，且應符合本規范附錄A規定。5.2重要建筑物和構筑物布置5.2.1主廠房位置擬定，宜符合下列規定：1主廠房應布置在余熱鍋爐附近，宜使并網接入聯系線出線順暢。2當同一廠區擁有三條及以上水泥窯時，經采用技術辦法后、主蒸汽阻力降仍超過0.2MPa或溫降超過20℃時，宜分設主廠房。6.2.2冷卻塔或噴水池，不適當布置在室外配電裝置、主廠房及主干道冬季主導風向上風側。5.2.3各建筑物和構筑物之間防火間距，除應符合現行國標《建筑設計防火規范》GB50016、《水泥工廠設計規范》GB50295關于規定外，還應滿足本規范附錄Ａ規定。5.3站區道路5.3.1站區道路布置，應符合下列規定：1應滿足生產、安裝檢修和消防規定，并應與綠化、管線、豎向布置相協調，同步應與廠內道路有平順簡捷連接，路型、路面構造應協調一致。2應按《建筑設計防火規范》GB50016規定設立消防車道。5.3.2站區道路設計，應符合下列規定：1專為站區服務支道，可采用單行車道，道寬應為4.0～5.0m，最小曲率半徑(道路弧線內邊線)應為9m，路肩寬度應為0.75～1.5m。2車間引道，道寬應為4.0m，最小曲率半徑(道路弧線內邊線)應為6m；人行道寬度，不適當不大于1m。3站區道路及車間引道，最大縱坡不應超過9%。4路面標高擬定，應與廠區豎向設計及雨水排除相適應。公路型道路標高，應與附近場地標高相協調。都市型道路路面標高，應低于附近車間室外散水坡腳標高，并應滿足室外場地排水規定。5.4管線布置5.4.1熱力管道可與水泥工藝管道同管廊、管架敷設；當管線綜合布置發生矛盾時，應按現行國標《工業公司總平面設計規范》GB50187規定原則解決。5.4.2本地下管線布置在路面范疇以內時，管線應經技術經濟比較擬定直埋或設溝敷設。5.4.3架空管線布置，應滿足下列規定：1應運用水泥生產線建筑物、構筑物；2不應妨礙交通、檢修及建筑物自然采光和自然通風，并應做到整潔美觀；3架空管線宜與地下管線重疊布置。5.4.4管線至建筑物和構筑物、道路、鐵路及其他管線水平距離，應依照工程地質、構架基本形式、檢查井構造、管線埋深、管道直徑和管內介質等擬定。地下管線最小水平凈距，地下管線、架空管線與建筑物、構筑物之間最小水平凈距，地下管線之間或地下管線與鐵路、道路交叉最小垂直凈距，宜符合現行國標《水泥工廠設計規范》GB50295關于規定。6主廠房布置6.1普通規定6.1.1主廠房布置應為運營安全、操作以便創造條件，并應做到巡回檢查通道暢通。廠房通風、采光、照明和噪聲等，應符合現行國標《采暖通風與空氣調節設計規范》GB50019、《建筑采光設計原則》GB50033、《建筑照明設計原則》GB50034和《工業公司噪聲控制設計規范》GBJ87規定。6.1.2主廠房車間內部布置，應依照廠區規劃及熱機、電氣、土建、水工、熱控、暖通等專業設計布置規定以及擴建條件擬定。擴建廠房宜與原有廠房協調一致。6.1.3主廠房內應設立檢修起吊設施和檢修場地，并應設立設備和部件檢修所需運送通道。6.2主廠房布置6.2.1主廠房應由汽機房、高低壓配電室和主控制室、除氧間和閃蒸器間等某些構成。6.2.2主廠房各層標高擬定，應符合下列規定：1主控制室地面宜與雙層布置汽機房運轉層同一標高，主控制室下層空間可設立為高低壓配電室。2除氧器、閃蒸器層標高，必要滿足除氧器和閃蒸器水箱水位規定，保證鍋爐給水泵進口在各種運營工況下不發生汽化。6.2.3主廠房柱距和跨度，應依照汽機容量、形式和布置方式、結合建設(擴建)規劃容量擬定，并應滿足建筑設計統一模數規定。6.3檢修設施6.3.1汽機房底層，應設立集中安裝檢修場地，其面積應能滿足檢修吊裝大件和翻缸規定。6.3.2汽機房內起重機設立，應按下列原則擬定：1雙層布置汽機房內，應設立一臺電動橋式起重機。單層布置汽機房內，可設立手動單梁橋式或其他型式起重設備。2起重機軌頂標高，應結合規劃建設機組擬定，并應滿足起吊物件最大起吊高度規定。3起重機起重量，應按檢修起吊最重件擬定，不涉及發電機定子，同步應結合規劃建設機組擬定。6.3.3運用汽機房橋式起重機起吊受限設備，其頂部應設立必要檢修吊鉤。6.3.4汽機房運轉層，應留有運用橋式起重機抽出發電機轉子所需要場地和空間。汽機房底層，應留有抽、裝、清洗凝汽器冷卻管空間位置。6.4綜合設施6.4.1主廠房內管道閥門布置，應以便檢查和操作，凡需經常操作維護閥門而人員難以到達場合，宜設立平臺、樓梯，或設立傳動機構引至樓面或地面進行操作。6.4.2主廠房內通道和樓梯設立，應符合下列規定：1汽機房底層平面和運轉層平面，汽機兩側應設有貫穿直通縱向通道，其寬度不應不大于1.0m。當兼作疏散通道時，其寬度不得不大于1.4m。2雙層布置并設有中間層汽輪機運轉層至底層平面，應設上下聯系樓梯。6.4.3主廠房內地下溝道、地坑、電纜隧道，應設有防水、排水設施。6.4.4主廠房內應設有衛生間，各樓層地面應設有沖洗水源。6.4.5汽機房外應設有一種事故儲油箱或油池。7余熱鍋爐及系統7.1普通規定7.1.1余熱鍋爐與燒成系統連接時，必要設立旁通管道。7.1.2余熱發電汽水管路設計，應保證任何一臺余熱鍋爐能從發電系統中迅速解列。7.1.3余熱鍋爐應布置在廢氣熱源附近。7.1.4余熱鍋爐進出口管道及旁通管道上應設立可靠控制閥門。7.1.5余熱鍋爐廠房布置方式，應依照本地室外氣象條件，并符合下列規定：1非寒冷地區，應采用露天布置。2普通寒冷地區，可采用露天布置，應對導壓管、排污管等易凍損部位采用伴熱辦法。3寒冷地區余熱鍋爐，不適當采用露天布置。7.2余熱鍋爐設備7.2.1窯頭余熱鍋爐應采用防磨辦法，窯尾余熱鍋爐應設立清灰裝置。7.2.2窯頭余熱鍋爐漏風系數不應不不大于2%，窯尾余熱鍋爐漏風系數不應不不大于3%。7.2.3余熱鍋爐收集粉塵應回送到水泥生產系統。7.3余熱鍋爐與水泥生產線連接7.3.1余熱鍋爐進、出口廢氣管道設計，應簡捷順暢、附件少、氣密性高和具備較好空氣動力特性，且應符合下列規定：1窯頭廢氣管道風速不適當不不大于12m/s，窯尾廢氣管道風速不適當不不大于18m/s。2管道傾角應符合表8.3.1規定，當不能滿足表中條件時，應設立防積灰裝置；3管道應設熱膨脹補償；4與設備連接管道設計，應滿足設備對振動、推力、荷載等規定；5管道支架設立應穩妥可靠。表7.3.1管道傾角氣流方向管道名稱上行下行窯頭余熱鍋爐煙風管道45°40°窯尾余熱鍋爐煙風管道50°45°7.3.2進入窯頭余熱鍋爐廢氣宜設立粉塵分離裝置。8汽輪機設備及系統8.1普通規定8.1.1余熱發電機組容量應依照余熱資源條件在保證水泥窯正常生產、提高熱力系統整體循環熱效率前提下擬定。8.1.2余熱發電宜采用凝汽式機組，當有穩定熱顧客時，可采用抽凝機組等型式。8.1.3余熱發電機組可在30％～110%負荷率范疇內運營。負荷率宜在50%以上持續運營。8.2主蒸汽系統8.2.1當有2臺或2臺以上汽輪機組時，主蒸汽管道宜采用切換母管制系統。8.3給水系統及給水泵8.3.1給水管道應采用母管制系統，并應符合下列規定：1給水泵吸水側低壓給水母管，宜采用分段單母管制系統。其管徑應不不大于給水箱出水管徑1～2級。給水箱之間水平衡管設立，可依照機組臺數和給水箱間距離等擬定。2給水泵出口壓力母管，當給水泵出力與鍋爐容量不匹配時，宜采用分段單母管制系統；當給水泵出力與鍋爐容量匹配時，宜采用切換母管制系統。3給水泵出口處，宜設有再循環管和再循環母管。4備用給水泵吸水管，宜位于給水泵進口母管兩個分段閥門之間；出口壓力管道，宜位于分段壓力母管兩個分段閥門之間或接至切換母管上。8.3.2余熱鍋爐給水系統應設立1臺備用給水泵。8.3.3鍋爐給水泵總容量，應保證在任何一臺給水泵停用時，別的給水泵總出力，仍能滿足所有鍋爐最大蒸發量110%。8.3.4給水泵揚程應按滿足系統最大給水壓力規定進行計算，并應另加15%裕量。8.4除氧器及給水箱8.4.1除氧器總出力，應按所有鍋爐最大給水量擬定。8.4.2每臺機組宜相應設立一臺除氧器；多臺相似參數除氧器可采用母管制系統。8.4.3給水箱總容量，宜符合下列規定：16MW及如下機組，水箱容量為20min～30min鍋爐最大給水消耗量。26MW以上機組，水箱容量為10min～15min鍋爐最大給水消耗量。8.4.4采用熱力除氧時，除氧器及水箱應設立安全裝置。8.5凝結水系統及凝結水泵8.5.1余熱發電凝結水系統宜采用母管制。8.5.2凝汽式機組凝結水泵臺數、容量，宜符合下列規定：1每臺凝汽式機組，宜設立兩臺凝結水泵，每臺流量應為最大凝結水量110%。2最大凝結水量應為下列各項之和：1)汽機最大進汽工況時凝汽量；2)進入凝汽器經常補水量和經常疏水量；3)進入熱井其她水量。8.5.3凝結水泵揚程應按滿足凝結水系統最大給水壓力規定進行計算，應另加15%裕量。8.6凝汽器及其輔助設施8.6.1當循環水有腐蝕性時，凝汽器水室、管板、管束應采用耐腐蝕材質。8.6.2缺水地區通過技術經濟比較，可選用空冷式凝汽器。9給水排水及設施9.1普通規定9.1.1余熱發電供水設計，應與水泥生產線供水統一規劃。9.1.2技改工程余熱發電水源宜在水泥生產線水源基本上擴容。當需要另辟水源時，應符合現行國標《水泥工廠設計規范》GB50295關于規定。9.1.3在條件容許狀況下，鍋爐輔機循環冷卻水、生活、消防給水和排水管網應與水泥生產線相應管網相接。9.1.4取水構筑物、水泵房、水工建筑物和生活、消防、給水、排水設計應符合現行國標《水泥工廠設計規范》GB50295關于規定。9.2供水系統9.2.1生產用水量應依照發電工藝規定擬定。生活用水量、綠化與澆灑道路用水量、設計未預見水量擬定應符合現行國標《水泥工廠設計規范》GB50295關于規定。9.2.2余熱發電供水系統設計，應符合現行國標《小型火力發電廠設計規范》GB50049關于規定。9.2.3附屬設備冷卻用水水質和水溫，應滿足設備規定。冷卻塔循環供水系統水質原則應符合現行國標《工業循環冷卻水解決設計規范》GB50050關于規定。9.2.4補給水系統應設立水量計量裝置。9.3冷卻構筑物和循環水泵9.3.1冷卻塔塔間凈距以及與附近建筑物距離應符合附錄A規定。9.3.6循環水泵運營總流量，應采用最大計算冷卻水量。循環水泵宜設立備用泵。10.3給水、爐水校正解決及熱力系統水汽取樣10.3.1爐水校正解決設施，宜布置在余熱鍋爐附近。每臺鍋爐應設立1臺加藥泵，并宜另設1臺備用泵。10.3.2熱力系統應設立水汽取樣器。其系統、布置及選材設計，宜符合下列規定：1水汽取樣冷卻器，宜布置在余熱鍋爐附近，并應便于運營人員取樣及通行。2露天布置鍋爐水汽取樣冷卻器，應有防雨、防凍辦法。10.4循環冷卻水解決10.4.1當循環冷卻水系統內和凝汽器水側有生物生長、腐蝕或結垢也許時，其解決辦法應符合現行國標《工業循環冷卻水解決設計規范》GB50050關于規定。11電力系統11.0.1接入系統并網點選取、接線方式及并網聯系線回路，應符合下列規定：1余熱發電與總降壓變電站或廠區配電站必要設立并網聯系線；發電機組與電力系統接入點應選取在總降壓變電站低壓側某母線段，也可選取在廠區某配電站某母線段；聯系線回路數量宜依照發電機組數量擬定。2應在發電機出口斷路器處設立余熱發電并網同期點。3發電機組解列點可設立在并網聯系線電站側、總降側或廠區配電站側斷路器處。11.0.2余熱發電啟動電源設計，宜運用并網聯系線，由總降或廠區配電站并網母線段系統提供。當站用電系統僅為低壓負荷時，也可由水泥生產線就近電力室提供。11.0.3電力負荷計算應涉及水泥工廠既有及新增生產規模、重要電力負荷容量、年耗電量、用電負荷構成及其性質、計算負荷等基本資料。11.0.4用電自給率應按余熱發電年供電量占水泥生產線年總用電量比例計算。11.0.5系統保護設計，應符合現行國標《電力裝置繼電保護和自動裝置設計規范》GB50062關于規定。11.0.6發電機出口斷路器、并網聯系線斷路器應設立安全自動保護裝置。11.0.7系統通信及系統遠動設計、余熱發電照明設計，應符合國家現行原則《小型力發電廠設計規范》GB50049關于規定。12電氣設備及系統12.1電氣主接線12.1.1發電機額定電壓應按下列規定選取：1發電機電壓為直配線時，應依照水泥生產線電力網絡發電機并網點電壓級別進行選取。2發電機與變壓器組為單元連接時，宜依照水泥生產線電力網絡中壓系統電壓級別進行選取。12.1.2發電機電壓母線接線方式，應依照余熱發電機組數量擬定，并宜符合下列規定：1當發電機為1臺時，宜采用單母線接線。2當發電機為2臺及以上時，宜采用單母線分段接線。12.1.3當發電機電壓母線短路電流超過總降壓變電站或廠區配電站斷路器額定開斷電流時，可在聯系線出口開關處設立限流裝置。12.2站用電系統12.2.1余熱發電站用高壓系統電壓宜為6kV或10kV，采用中性點不接地方式；站用低壓系統電壓宜為380V，采用中性點直接接地方式。12.2.2站用變壓器容量擬定，應按機組數量并符合下列規定：1余熱發電為單臺機組時，可選用1臺低壓站用變壓器。變壓器負荷率不適當超過80%。2余熱發電為2臺機組及以上時，可選用2臺低壓站用變壓器。當2臺變壓器采用暗備用方式配設時，每臺變壓器負荷率不適當超過50%；當2臺變壓器采用明備用方式配設時，備用變壓器負荷率不適當超過80%。12.2.3站用變壓器接線組別選取，應使站用工作電源與備用電源之間相位一致，低壓站用變壓器宜采用“D,yn”接線。12.2.4當余熱鍋爐距站用電力室較遠時，其電源也可取自水泥生產線就近電力室，并應設電能計量裝置。12.3站用電力室與主控制室布置12.3.1站用電力室宜布置在主廠房內，其高、低壓配電設備可合并布置在同一配電間內。高壓配電設備與低壓配電設備應保持一定安全絕緣距離和操作、檢修距離，以及必要巡檢通道。12.3.2余熱發電主控制室布置，應符合下列規定：1主控制室應位于主廠房汽機運轉層。主控制室面積宜按規劃容量設計。2主控制室盤柜布置應滿足運營、維護和操作規定。12.3.3余熱發電主控制室環境設施，應符合下列規定：1主控制室面向汽輪機組一方，應設便于觀測玻璃窗。2主控制室內應有良好采暖、通風、照明、隔音、隔熱、防火、防塵、防水等設施。3主控制室內不應有任何工藝管道穿行通過。4主控制室下電纜夾層或電纜主通道，不應有高溫汽、水管道、熱風管道和油管道穿行通過。5主控制室上層不適當設立有振動設備。12.4直流系統12.4.1余熱發電直流系統設計，除應符合現行國標《小型火力發電廠設計規范》GB50049關于規定外，尚應符合下列規定：1直流電源裝置應為雙電源380/220V輸入，并應設立雙電源自動切換裝置，宜采用高頻開關電源裝置。直流電源宜采用1組鉛酸免維護蓄電池，并宜配備2組充電、浮充電設備，同步每只電池應帶有在線自動監測功能，站用電事故停電時間應按1h計算。2直流輸出應設立合閘母線和控制母線，控制母線應帶有自動調壓功能，輸出電壓宜為220V或110V。3高壓開關柜合閘電源、直流潤滑油泵動力電源、事故照明電源等均應引自合閘母線，電站系統所需直流控制電源均應引自控制母線。4直流動力電源及控制電源開關選取，應選用直流型微型斷路器或直流型塑殼斷路器，并應按各回路容量選取斷路器額定電流。12.5電氣測量儀表12.5.1余熱發電電氣測量儀表設計，應符合現行國標《電力裝置電測量儀表裝置設計規范》GBJ63關于規定。12.5.2設立在并網計量關口雙向計量電能表、CT精度為0.2s級，PT精度為0.2級。12.6繼電保護和安全自動裝置12.6.1余熱發電繼電保護和安全自動裝置設計，應符合現行國標《電力裝置繼電保護和自動裝置設計規范》GB50062關于規定。12.7電纜選取與敷設12.7.1余熱發電電纜選取與敷設設計，應符合現行國標《電力工程電纜設計規范》GB50217關于規定。12.8過電壓保護和接地12.8.1余熱發電過電壓保護和接地，應符合現行相應國標《交流電力工程接地設計規范》GB50065關于規定。12.9廠內通信12.8.1余熱發電廠內通信，應涉及余熱發電系統與水泥生產線系統聯系通信和發電系統內部生產調度通信。可運用水泥生產線程控互換總機富裕量，增長各崗位生產管理和調度通訊電話。12.8.2余熱發電主控制室應設立與地調通訊直撥電話。12.10爆炸火災危險環境電氣裝置12.9.1余熱發電爆炸火災危險環境電氣裝置設計，應符合現行國標《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》GB50058關于規定。13熱工自動化13.1普通規定13.1.1熱工自動化設計，應涉及熱工檢測、熱工報警、熱工保護、熱工控制等方面內容。13.1.2當余熱發電分期建設時，對控制方式、設備選型、公共輔助生產系統等關于設施，應全面規劃、合理安排。13.1.3主控制室熱工報警及保護，應符合現行國標《小型火力發電廠設計規范》GB50049關于規定。13.2控制方式13.2.1余熱鍋爐系統、汽輪機系統、除氧給水系統、循環水系統、化學水解決系統除鹽水泵等，應采用DCS系統進行控制。輔助車間工藝系統(如化學水解決系統等)，宜在本車間控制。13.2.2電站主控制室集中控制時，應滿足下列規定：1應能實現運營工況監視和控制；2應能實現異常工況報警和緊急事故解決。13.2.3余熱發電DCS系統設計，應能實現內部、或與水泥生產線DCS系統實時通訊、數據互傳、聯鎖及程序控制。13.3熱工檢測與自動調節13.3.1熱工檢測設計，應符合現行國標《小型火力發電廠設計規范》GB50049關于規定。13.3.2余熱發電DCS系統設計，應能對主設備及發電系統運營工況重要參數實現顯示、合計、儲存、數據解決及打印功能。13.3.3自動調節系統設立，應符合下列規定：1余熱鍋爐汽包水位，應設自動調節。2當余熱鍋爐設有噴水混合式減溫時，宜設過熱蒸汽溫度自動調節。3汽機自動調節項目，應依照發電系統特點和汽機設備規定擬定。4除氧器和閃蒸器應設壓力和水位自動調節。5減溫減壓器應設壓力、溫度自動調節。6需要保持一定液位運營容器，宜設液位自動調節。13.4聯鎖13.4.1熱力系統重要輔機自動聯鎖，應符合現行國標《小型火力發電廠設計規范》GB50049關于規定。13.4.2余熱發電系統輸灰裝置與下游水泥工藝系統輸送設備之間應設立電氣聯鎖。13.4.3設立在水泥工藝系統煙風道上余熱鍋爐進口、出口及旁通煙風道各電動調節閥之間，應設立電氣聯鎖。13.5電源13.5.1熱工儀表和控制應設安全可靠電源。DCS系統應采用不間斷電源供電。13.5.2熱工系統電源配備，應符合下列規定：1熱工配電箱應設兩路交流380/220V電源進線。2熱工控制盤應設兩路交流220V電源進線。兩路交流電源進線應分別引自不同低壓站用母線段。13.6電纜、導管和就地設備布置13.6.1電纜、導管和就地設備布置，應符合現行國標《小型火力發電廠設計規范》GB50049關于規定。13.6.2露天布置熱控設備及導管、閥門等部件，應采用防塵、防雨、防凍、防高溫、防震、防腐、防止機械損傷等辦法。在寒冷地區布置時，要采用有效伴熱辦法。14采暖通風與空氣調節14.0.1采暖設計應符合下列規定：1位于非集中采暖地區余熱發電如規定采暖時，其主廠房、控制室、值班室及化學水、循環水泵房等，可設立集中采暖。2設立集中采暖生產和輔助生產建筑，在非工作時間或中斷使用時間，應按5℃設立值班采暖。14.0.2采暖通風、空氣調節室外氣象計算參數，應按現行國標《采暖通風與空氣調節設計規范》GB50019規定選用。當該規范中無建廠地區氣象資料時，可采用周邊地理條件相似地區氣象資料。14.0.3余熱發電采暖熱媒應與工廠采暖熱媒保持一致。當由余熱發電供熱時，采暖熱媒應選用熱水。普通地區，宜采用95℃～70℃低溫熱水；寒冷地區，宜采用110℃～70℃高溫熱水。14.0.4當由余熱發電向廠區采暖供熱時，供熱系統中僅有一臺水泥窯設有余熱鍋爐時，應設立備用熱源。當有兩臺及以上水泥窯設有余熱鍋爐時，可不設立備用熱源。當位于非集中采暖地區設有集中采暖時，可不設立備用熱源。14.0.5炎熱地區有人值班控制室可設立單體空調器。14.0.6汽機房以外各建筑通風設計，應依照消除有害氣體計算風量，當缺少必要資料時，可按房間換氣次數擬定。換氣次數應符合現行國標《水泥工廠設計規范》GB50295規定。14.0.7主控制室、計算機房、工程師站等，當通風不能滿足工藝對室內溫度、濕度規定期，應設空氣調節裝置。14.0.8站用高、低壓開關柜室通風，應符合下列規定：1事故通風量，應按換氣次數不少于12次/h計算。事故排風機宜兼作通風換氣用。2事故通風通風機電氣開關，應分別設立在室內、室外便于操作位置。14.0.9北方地區露天布置酸、堿貯罐應設有伴熱保溫設施。14.0.10加氯間和充氯瓶間，應設有不不大于15次/h換氣次數機械排風裝置，排風口設在房間下部，風機應選用防腐型。14.0.11化驗室、天平室等應依照工藝規定設立通風裝置。14.0.12采暖通風設計，除應符合本規范外，尚應符合現行國標《水泥工廠設計規范》GB50295、《小型火力發電廠設計規范》GB50049規定。15建筑構造15.1普通規定15.1.1建筑構造設計，應滿足發電工藝設備布置規定，通道布置應簡捷、順暢。15.1.2建筑構造設計，應依照環保、地區氣候特點，滿足采光、通風、防寒、隔熱、節能、防水、防雨、隔聲等規定，并應符合現行國標《建筑設計防火規范》GB50016、《工業公司設計衛生原則》GBZ1、《廠房建筑模數協調原則》GBJ1、《建筑模數統一協調原則》GBJ2、《水泥工廠設計規范》GB50295、《水泥工廠節能設計規范》GB50443規定。15.1.3主廠房、汽輪發電機基本、余熱鍋爐平臺應設沉降觀測點，沉降觀測點設立應符合現行國標《建筑地基基本設計規范》GB50007規定。15.1.4汽輪發電機基本應按現行國標《動力機器基本設計規范》GB50040并按制造廠規定設計；汽機房吊車梁，應按輕級工作制設計。15.1.5地基基本設計，應依照地質勘探資料、構造載荷，因地制宜地擬定基本型式及地基解決方式。必要時，應驗算沉降及穩定。改、擴建工程窯頭、窯尾余熱鍋爐基本型式及地基解決方式，應考慮對原有建筑物影響。15.1.6建筑物、構筑物抗震設防應按現行國標《建筑抗震設計規范》GB50011執行，并應符合表15.1.6規定。表15.1.6建筑物、構筑物抗震設防分類抗震設防類別建筑物、構筑物乙類主廠房(含主控制室、站用電力室)丙類窯頭余熱鍋爐、窯尾余熱鍋爐、水泵房、冷卻塔、化學水解決車間丁類除乙、丙類以外建、構筑物15.1.7余熱鍋爐建筑物、構筑物設計，宜符合下列規定：1余熱鍋爐可運用相鄰車間樓梯、通道等設施；2余熱鍋爐系統煙風管道支架、操作平臺等承載，經核算容許，宜運用相鄰車間構筑物。15.1.8余熱發電室內環境、建筑構造與裝修、生活與衛生設施、構造選型、構造布置、設計荷載等，除應符合本規范外，尚應符合現行國標《水泥工廠設計規范》GB50295、《小型火力發電廠設計規范》GB50049規定。15.2防火、防爆與安全疏散15.2.1建筑物、構筑物構件燃燒性能和耐火極限，應符合現行國標《建筑設計防火規范》GB50016關于規定。15.2.2汽輪機頭部主油箱及油管道閥門外緣水平５ｍ范疇內鋼梁、鋼柱，應采用防火隔熱辦法，其耐火極限不應不大于１h。主油箱上方樓板開孔時，開孔水平邊沿周邊5m范疇所相應屋面鋼構造承重構件應采用防火隔熱保護辦法，其耐火極限不應不大于０.5h。15.2.3配電室、主控制室等電氣間室內裝修應采用不燃燒材料。15.2.4每層建筑面積不不大于400m2主廠房，安全出口不應少于2個。當相鄰車間設有能直接通向室外門時，可將通向相鄰車間門兼作第二安全出口。主廠房內工作地點到近來外部出口或樓梯距離不應超過50m。15.2.5主廠房至少應設2部樓梯，其中應有一部樓梯通至各層平面和樓梯所處位置屋面。主廠房疏散樓梯可為敞開式。15.2.6配電室內最遠點到疏散出口直線距離不應不不大于15m。15.2.7控制室、電纜夾層安全出口不應少于2個，當建筑面積不大于60m2時可設1個。15.2.8配電室、電纜夾層、控制室門應向疏散方向啟動。當門外為公共走道或其她房間時，該門應采用乙級防火門。15.2.9主廠房內疏散走道最小凈寬度不適當不大于1.4m。門最小凈寬度不適當不大于0.9m。15.2.10主控制室內裝修應符合現行國標《建筑內部裝修設計防火規范》GB50222。15.2.11余熱發電其他防火設計，應符合現行國標《建筑設計防火規范》GB50016、《火力發電廠與變電站設計防火規范》GB50229關于規定。15.3建筑、構造設計15.3.1建筑物節能設計，應符合現行國標《水泥工廠節能設計規范》GB50443規定。余熱發電主廠房使用性能、功能特性和節能規定分類，應為C類。15.3.2屋面設計，應符合下列規定：1屋面坡度應依照防水面材料、構造及本地氣象等條件擬定。當為改、擴建工程時，防水面材料與構造選取宜與水泥生產線建筑一致。鋼筋混凝土屋面坡度不應不大于1:50，金屬壓型板屋面坡度不適當不大于1:10。2各類屋面構造層及保溫(隔熱)層，應采用非燃燒體材料。設保溫層屋面，應采用防止結露辦法。3凡高度超過6m建筑物，應設有上屋面設施。當垂直爬梯高度超過6m時，應設有護籠。15.3.4廠房柱網應整潔，并應符合建筑模數規定；平面梁、板布置應規則。15.3.5廠房內大型設備基本、整體地坑等，應與廠房柱基本分開設立。16輔助及附屬設施16.0.1余熱發電尋常檢修應充分運用水泥工廠已有維修設施及力量；大修應運用社會協作條件，可采用外包或地區協作。16.0.2余熱發電備品備件貯存，應符合水泥工廠設計規劃。16.0.3余熱發電設備、管道保溫和油解決設計，應符合現行國標《小型火力發電廠設計規范》GB50049關于規定。附錄A余熱發電、水泥生產線各建(構)筑物火災危險性類別、耐火級別及最小防火間距表Ａ余熱發電、水泥生產線各建(構)筑物火災危險性類別、耐火級別及最小防火間距序號123456789⒑⒒⒓⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛生產火災危險性類別丁丙戊戊戊戊丁丁戊戊戊乙丙丁丙丙丙最低耐火級別二二二二二二二二二二二二一二二二一二序號生產火災危險性類別最低耐火級別建(構)筑物名稱間距建(構)筑物名稱余熱發電主廠房站用電力室機力通風冷卻塔自然通風冷卻塔循環水泵房化學水解決窯頭余熱鍋爐窯尾余熱鍋爐水泥生產原料預均化堆場鋼筋混凝土圓庫原料、水泥粉磨煤粉制備窯頭點火油庫熟料儲存庫輔助生產總降壓變電站車間變電所中央控制室車間辦公室廠內道路路邊廠內鐵路中心線8丁二窯尾余熱鍋爐-27丁二窯頭余熱鍋爐10102510-126戊二化學水解決101025-10155戊二循環水泵房10104戊二自然通風冷卻塔20-3戊二機力通風冷卻塔252丙二站用電力室10-251010131丁二主廠房-注：1防火間距應按相鄰兩建筑物、構筑物外墻近來距離計算；2整個一座廠房或一座廠房應按其中火災危險性最大某些來決定；3主廠房應含電站主控制室，主控制室生產火災危險性類別應為戊類；4噴水池距總降戶外變壓器應為50ｍ～80ｍ，距煤露天堆場應為50ｍ，距其他建筑物、構筑物應為30ｍ；5當采暖室外計算溫度為-20℃如下地區時，冷卻設施與建筑物、構筑物間距，應按表列數值增長25％；6天橋生產火災危險性類別：煤粉應為乙類；煤輸送應為丙類；橋下設有電纜橋架應為丙類；其他應為戊類。物料輸送天橋最低耐火級別應為三級；行人天橋最低耐火級別應為二級；7當改、擴建工程已有車間防火間距無法滿足本表規定期，應按現行國標《建筑設計防火規范》GB50016關于規定采用相應辦法。本規范用詞闡明1為便于在執行本規范條文時區別對待，對規定嚴格限度不同用詞，闡明如下：1)表達很嚴格，非這樣做不可用詞：正面詞采用“必要”；反面詞采用“禁止”。2)表達嚴格，在正常狀況下均應這樣做用詞：正面詞采用“應”；反面詞采用“不應”或“不得”。3)表達容許稍有選取，在條件允許時一方面應這樣做用詞：正面詞采用“宜”；反面詞采用“不適當”。4)表達有選取，在一定條件下可以這樣做用詞：采用“可”。2條文中指定應按其他關于原則、規范執行時，寫法為“應符合……規定”，或“應按……執行”。(報批稿)1總則1.0.1本條是本規范制定目，是最基本規定。為貫徹國家能源綜合運用基本方針政策制定本規范。本條將體現《國務院批轉國家經貿委等部門關于進一步開展資源綜合運用意見告知》(國發[1996]36號)、國家發改委等8部委局《關于加快水泥工業構造調節若干意見告知》(發改運營〔〕609號)基本規定。1.0.3余熱發電是資源綜合運用、提高資源有效運用率重要手段，是國家《清潔生產增進法》、能源政策所倡導。水泥工廠余熱發電應符合國家產業政策，這些政策有國家八部委《關于加快水泥工業構造調節若干意見告知》、《水泥工業產業政策》和《水泥工業發展專項規劃》等，政策規定裁減落后生產能力、提高新型干法水泥比重、采用余熱發電生產線、“十一五”期間水泥單位產品綜合能耗下降25％等。規劃中明確提出繼續支持大型新型干法水泥，勉勵余熱發電項目，某些省市對t/d及以上生產線應同步規劃余熱發電(可分步實行),作為水泥項目核準根據。因而，作為設計基本原則如廢氣余熱資源定位、運用規定在本規范第3章有明確地規定。在工程設計方面，為了保證在水泥生產線建成后來較合理運用廢氣余熱，在水泥生產線設計中應預留有關系統接口也許，涉及工藝流程、場地、總降變電站、給水系統等，以利在后來建設過程中能順利進行，在現行國標《水泥工廠設計規范》GB50295中也均有明確規定。1.0.4當余熱發電為熱電聯供或設有補燃鍋爐余熱發電設計時，有關某些如熱負荷、換熱站、運煤系統、燃煤制備、除灰渣系統等與小型火力發電相似，應執行《小型火力發電廠設計規范》GB50049；燃煤進廠、儲存及爐渣、粉煤灰運用儲存運送等與水泥生產線密切有關，應執行《水泥工廠設計規范》GB50295規定。1.0.5余熱發電是附屬于水泥生產線余熱資源回收綜合運用工程，部局在水泥生產線中間，是水泥工廠一種車間。因而余熱發電環保與勞動安全衛生設計應執行待發布國標(原是行業原則)《水泥工業環保設計規定》、《水泥工業勞動安全衛生設計規定》，上述兩個規定已涵蓋余熱發電工程設計，故本規范不再重復規定。1.0.6水泥工廠余熱發電設計，必要體現國家當前一系列技術經濟方針、政策，執行國家頒發關于專業技術原則、規范。因而，做好水泥工廠余熱發電設計，除應執行本規范外，還應執行現行國家關于原則、規范規定。2術語2.0.1制定本章目是將關于水泥工廠余熱發電工程術語予以合理統一和規范化，以利于該領域技術發展和國內外技術交流。2.0.6熱電聯產與熱電聯供無本質上區別，都是在生產電能同步還可供熱。熱電聯產－作為公司供熱自備電站機組容量擬定原則是“以熱定電”，在某種意義上是供熱是“主產品”，“副產品”是電力。余熱發電機組容量是“以余熱定電”，電力是主產品，副產品可以兼顧供熱。關于供熱，水泥工廠熱負荷往往不大，如生活用熱(洗浴)、北方廠水泥磨、煤磨收塵器伴熱保溫、廠區采暖等，在熱力系統設計中采用某些辦法是可以兼顧供熱。為區別于“熱電聯產”而采用了“熱電聯供”一詞，并明確在生產電能同步可用熱水或蒸汽向顧客常年定期(洗浴)/季節(采暖、伴熱保溫)供熱。2.0.7火力發電廠“主廠房”由汽輪發電機組、鍋爐間、煤倉間、除氧間、鍋爐給水泵間等構成。水泥工廠余熱發電由帶補燃鍋爐發展到不帶補燃鍋爐純余熱發電，其主廠房叫法也沿用下來，已商定俗成地將汽輪發電機組、除氧間、鍋爐給水泵間及同建筑內站用電力室、主控制室合稱為“主廠房”。3基本規定3.0.1新型干法水泥生產線燒成系統“廢氣”，是指水泥生產系統不再運用或不影響如生料烘干、煤磨烘干用風風溫、風量規定廢氣。3.0.2本條規定了余熱發電工程建設原則2本款為強制性條文。規定余熱發電工程建設不應提高熟料可比綜合能耗和減少熟料產量。余熱發電廢氣運用前提是在保證水泥生產線設計指標(熟料熱耗、熟料產量、熟料電耗)沒有負面影響條件下進行，也就是說不能以提高熟料熱耗、電耗、減少熟料產量為代價。依照研究及實際生產狀況，普通規律，當熟料熱耗增長或減少7～8×4.1816kJ/kg時，噸熟料余熱發電量也相應增長或減少1kWh以上。也就是說，為了多發電而增長燒成熱耗其成果是每多發1kWh電，窯系統將多消耗1kg左右原則煤燃料。國內近年全國火電平均供電煤耗(標煤)為357g/kWh,加上線損率6.85%，顧客用電煤耗(標煤)為381g/kWh。采用提高熟料熱耗增長發電量辦法是能源揮霍，是絕對不能倡導。這里值得注意是《水泥工廠節能設計規范》GB50443-，給出了“可比熟料綜合能耗”規定，其定義是“在記錄期內生產1t熟料消耗各種能量，經統一修正并折算成原則煤后所得綜合能耗”。這應涉及烘干原、燃料和燒成熟料消耗燃料、電耗，經統一修正后折算成原則煤，這為余熱發電余熱運用考核提供了準則。這就意味著如果因余熱發電對水泥生產工藝改造而增長電耗或熱耗，應計入燒成綜合能耗，在計算余熱發電系統熱效率時將增長電耗或熱耗計入余熱發電用熱量。3余熱運用廢氣參數對的擬定，關系到余熱運用充分性與可靠性。生產線燒成系統設計普通是依照原料加工性能實驗推薦方案進行熱工計算與選型，但投產后隨著原燃料變化，又受管理水平、操作習慣影響，實際運營參數與設計確有差別。故本條規定在水泥生產線建成穩定運營一段時間后進行熱工調查，熱工調查中通過熱工標定獲得實際運營參數，再與運營紀錄進行對照分析后擬定余熱運用廢氣參數與熱力系統配備。這樣既使余熱得到充分地運用，又使熱力系統合理，既不影響燒成系統熱工穩定又保證生產正常運營。其中“熱工調查”范疇較寬，工作中可視詳細狀況選取熱工標定、局部熱工數據測量、歷史數據收集分析等方式。5本款是針對改、擴建項目強制性條文。在原有水泥生產線增長余熱運用系統時，因原生產線設計時沒有考慮余熱運用因素，因而應對有關設備如窯尾高溫風機、窯頭風機等能力進行核算。針對核算成果，如原有設備能力局限性時，可采用辦法調節余熱發電設施有關參數進行彌補，如減少余熱鍋爐系統煙氣阻力等辦法以適應原有設備，當彌補辦法不能滿足規定期，則應對原有設備進行改造或更換。同步還應對增長余熱鍋爐后對原水泥生產線影響進行分析，如對增濕塔、窯尾除塵器、窯頭除塵器使用效果分析，保證原有設備運營正常，如分析成果不能滿足生產規定或除塵器排放原則達不到國標規定期，應采用有效辦法達標。3.0.3關于新建、擴建水泥工廠生產線余熱發電設計指標依照據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(-)》規定重要產品單位能耗指標：總體達到或接近20世紀90年代初期國際先進水平，其中大中型公司達到本世紀初國際先進水平；達到或接近國際先進水平。本條規定按照這個精神，別的熱發電涉及指標應有超前意識，但又應是通過努力可以做到。關于評價余熱發電涉及指標，國內、國際上尚無一種明確原則，但在國內似乎已形成“噸熟料余熱發電量”高低就代表余熱發電技術水平高下，但這是誤區。水泥燒成系統熟料熱耗、熟料形成熱、原料烘干所需廢氣溫度與熱量等對余熱發電是有影響。運用“噸熟料余熱發電量”指標，其前提是當熟料產量、熟料熱耗、用于發電廢氣參數、用于原燃料烘干廢氣參數條件大體相似條件下，采用“噸熟料余熱發電量”來對不同余熱電站技術方案進行評價是可行；當熟料熱耗不同、原料水分不同(涉及原料烘干在窯尾取風溫度不同)，對余熱發電影響是不同，此時用“噸熟料余熱發電量”來衡量余熱發電技術高低是不公平。為此有設計、應用單位為闡明自己有先進水泥窯純低溫余熱發電技術從而有很高發電量，采用不報熟料熱耗、運用三次風或其他水泥生產用高溫氣體來發電、在發電機功率表上做手腳、低報熟料實際產量等不合法手段進行不實宣傳。事實上是動用了生產工藝用熱風來提高發電量，提高了燒成熱耗，減少了能源運用率，違背了純低溫余熱發電應遵循基本原則。有設計單位和實行公司為多發電，動用了工藝用熱風(如三次風)，發電量上去了，但熟料熱耗也上去了。正如前面所述，水泥窯純低溫余熱發電技術內涵，是將水泥生產過程中產生并且水泥生產過程自身已不能再運用余熱回收而轉化為電能。因而，采用理論上“混合熱效率”(既不是絕對熱效率，也不是相對熱效率，這里簡稱為“熱效率”)來對不同純低溫余熱發電技術熱量轉換效果進行評價是可行，可以消除熟料熱耗、熟料形成熱、燒成系統設備散熱、原燃料烘干所需廢氣參數、電站熱力系統構成方式及蒸汽參數、熟料實際產量和規模、廢熱取熱方式等因素影響。故本規范設計指標采用了“熱效率”概念。定義：水泥窯低溫廢氣純余熱發電系統熱效率，是指可用于發電水泥窯廢氣總余熱量轉化為電能比例。其數學表達式為：η=(D×3600)/∑Qi式中：η—熱效率％；D—發電功率kW；Qi—可用于發電總余熱量kJ/h。物理意義：發電功率D：即是余熱發電系統輸出功率，單位為kW可用于發電總余熱量∑Qi由如下幾某些構成，即∑Qi=QSP+QAQC+Qtt+Qgt，①QSP為可用于發電窯尾廢氣余熱，其計算辦法為：Qsp=Vzs(Tjs×Ctjs-Ths×Cths)+Vys(Ths×Cths-135×1.42)式中：Qsp—為可用于發電窯尾總廢氣熱量，kJ/hVzs—窯尾預熱器排出總廢氣量(標況，下同)，m3/hTjs—窯尾預熱器排出廢氣平均溫度，℃Ctjs—相應于Tjs窯尾廢氣比熱，kJ/m3·℃Ths—物料烘干所需要廢氣平均溫度，℃Cths—對于應Ths窯尾廢氣比熱，kJ/m3·℃Vys—扣除物料烘干所需窯尾廢氣量后剩余窯尾廢氣量,m3/h135—扣除物料烘干所需窯尾廢氣量后剩余窯尾廢氣進入收塵器金屬構件不結露容許最低溫度，135℃1.42—相應于135℃窯尾廢氣比熱，1.42kJ/m3·℃②QAQC為可用于發電窯頭廢氣余熱，其計算辦法為:QAQC=VZA(TjA×CtjA-Tl×Ctl)式中：QAQC—可用于發電窯頭總廢氣余熱量，kJ/hVZA—電站不投入運營時(或無余熱發電)冷卻機總排入大氣廢氣量，m3/hTjA—電站不投入運營時(或無余熱發電)冷卻機出口總排入大氣廢氣平均溫度，℃CtjA—相應于TjA冷卻機出口排入大氣廢氣比熱，kJ/m3·℃Tl—余熱鍋爐最低工段—熱水段理論上廢氣溫度下限值，視系統配備不同普通在80℃～120℃之間，考核計算取值為100℃。Ctl—相應于Tl廢氣比熱，kJ/m3·℃③Qtt為用于發電窯胴體廢熱熱量，單位為kJ/h。對于窯胴體廢熱熱量，當前有某些水泥工廠進行了某些回收，但未用于發電，其他絕大某些水泥工廠都未回收。當將窯胴體廢熱熱量回收并用于發電時，計算發電系統熱效率應按實際回收窯胴體廢熱熱量計算。④Qqt為用于發電其他熱量，單位為kJ/h。對于不同余熱發電技術或不同水泥工廠，其用于發電熱量除前述廢氣熱量外，有也許還運用其他熱量，如：為了多發電，運用窯某些二次風或三次風，這樣勢必增長熟料熱耗，因而應將熟料增長熱耗或抽取用于發電二次風，三次風熱量應計入發電用熱量；如果為了多發電，變化物料烘干方式，將原本用于烘干廢氣所有用于發電，另用燃燒燃料熱風爐烘干物料，或者用其他辦法烘干物料。但無論采用何種方式，應將物料烘干所用熱量計入發電用熱量。水泥生產燒成系統因配套建設余熱發電所增長其他能源消耗(含電耗增長)，換算為熱量后均應計入發電用熱量。關于水泥窯余熱[MS1]發電系統熱效率，根據不同規模生產線、不同地區(南方、北方、沿海地區與西部地區)計算大體在20.5％～18.5％左右。關于水泥窯余熱[MS2]發電系統站用電率，依照計算記錄6MW以上機組北方地區在6％左右，南方地區在6.6％左右，3MW如下機組北方地區在7％左右，南方地區在7.5％左右。在調查過程中核查站用電率較為困難，多數拿不出精確記錄數據，但大多以為規范給出數據可以做到，如精心管理必定會低于給出數據。關于水泥窯余熱[MS3]發電系統相對于窯運轉率，依照編寫組函調、訪問、查詢國內水泥行業余熱發電設計、運營數據，選取有代表性運營在一年以上17臺機組運營數據見表3.0.3。表3.0.3新型干法純余熱發電系統相對于水泥窯運轉率匯總表序號省市企業名稱生產線t/d裝機MW生產線運營時數h/a余熱發電運營時數h/a相對運轉率％備注浙江1xxxx水泥有限公司40009809.759894.82浙江xx水泥有限公司095.083浙江省xx股份有限公司1.57947.87940.598.94xxxxxx水泥有限公司2100.95xxxxxx建材有限公司0100.16xx集團xxxx建材有限公司7.5100.6江蘇7xx市xx水泥有限公司.4江西8xxxxx廠693.439xx水泥3×48.520479*8369122.6*單線平均6826h/a10江西xxxx水泥有限公司1..6安徽11xxxx水泥股份有限公司2×250018.516834.92*7208.7885.6*單線平均8418h/a12安徽省xx水泥工廠40006.488196.258196.2510050008.18204.488047.8598.113xxxx水泥有限公司2×*8423102.6*單線平均8210.5h/a14安徽xxxx水泥有限公司4000+500016455.42*7478.15(余熱發電運營11個月)91.7*生產線折算運營11個月平均時數：8227-720＝8155河北15xxxx水泥股份有限公司2×.316xxxxx水泥有限公司25004..1山東17山東xx水泥有限公司.7876.1從運營數據分析中發現，有廠余熱發電相對水泥窯運轉率高于100％，究其因素是當停窯后為保護設備安全需要，窯尾風機應延時停機，此時余熱鍋爐尚可換熱但產汽量逐減，此時余熱發電系統處在減負荷運營狀態，因而形成余熱發電運轉時數多于燒成系統。此外有5臺機組是二條及以上生產線配備1臺機組，其運營狀況只要有1條窯生產而余熱鍋爐產汽量能滿足汽輪機組最低規定期，則發電系統就不斷機。縱觀這5臺機組相對于水泥窯運轉率由85.6％～122.6％不等，故余熱發電系統相應水泥窯運轉率不好擬定。從上表1條窯帶1臺發電機組12個廠13臺機組記錄數據，余熱發電相應水泥窯運轉率在93％如下有2臺機組，95％左右有4臺機組，98％以上有7臺機組。綜合上述狀況水泥窯余熱[MS4]發電系統相對于窯運轉率定為95％是可行。3.0.4在生產控制上，余熱發電系統它是水泥生產系統一種分支，但它又有獨立于水泥生產系統之外特點。為水泥生產系統穩定和發電系統安全，兩者之間控制聯系、數據傳播、必要及時、精確、有效，故余熱發電系統控制水平不能低于水泥生產線。余熱發電前提是保證生產線正常運營，電站系統控制需要廢氣系統投、切余熱鍋爐煙道閥門或調節閥門開度時，必要事先告知水泥線中控室進行相應操控。因而，余熱鍋爐進口、出口及旁通閥門運營操作只能在水泥生產線中央控制室進行操控或授權操控，否則將影響水泥線正常生產。電站系統調節需要根據廢氣系統參數進行發電系統調控，因而閥門開關量(相應風量、風壓、風溫)必要反饋至電站控制系統和水泥生產線控制系統。4余熱資源擬定、熱力系統與裝機規模4.1余熱資源擬定4.1.1水泥生產過程廢氣是指水泥燒成系統廢氣，一是窯頭熟料冷卻機在冷卻物料過程中產生廢氣余熱；二是窯尾預熱器出口廢氣。這些廢氣在水泥生產上還要用于煤粉制備、生料粉磨烘干中使用，故余熱發電所用廢氣在梯級運用原則下，既不能影響水泥生產用熱規定，也能回收廢氣余熱用于發電，如窯尾廢氣余熱運用只能用出末級預熱器與生料粉磨規定風溫之間溫差余熱。在3.0.3條文闡明中提到了單純追求余熱發電量指標而影響水泥生產正慣用熱需求，如為多發電，人為地提高廢氣溫度、占用三次風等而加大了燒成熱耗，從而引起整個系統一次能源消耗隱性增長，這是不符合國內能源政策。4.1.1同規模水泥窯，由于生產操作和原、燃料成分及水分不同，可運用余熱資源量存在較大差別，因此在實行余熱發電前應對工廠既有系統進行能源審計，審計中應對余熱資源進行熱工調查，并對其能源使用狀況進行全面分析，對于能耗指標明顯高于國內平均水平生產線，應按評估進行整治后參數擬定合理余熱資源量。4.1.3本條規定了窯尾預熱器出口廢氣余熱運用應滿足水泥生產線原、燃料烘干規定，其規定就是廢氣到達磨機入口風溫應滿足水泥工藝規定。考慮到廢氣在管道輸送中沿途溫降，因而在設計上余熱鍋爐出口廢氣溫度設計取值應高于原、燃料烘干規定風溫，高多少應由計算擬定，必要時還應加點裕量以保證水泥生產用熱規定。4.1.4水泥生產過程廢氣是指水泥燒成系統廢氣，一是窯頭熟料冷卻機在冷卻物料過程中產生廢氣余熱；二是窯尾預熱器出口廢氣。這些廢氣在水泥生產上還要用于煤粉制備、生料粉磨烘干中使用，故余熱發電所用廢氣在梯級運用原則下，既不能影響水泥生產用熱規定，也能回收廢氣余熱用于發電，如窯尾廢氣余熱運用只能用出末級預熱器與生料粉磨規定風溫之間溫差余熱。在3.0.3條文闡明中提到了單純追求余熱發電量指標而影響水泥生產正慣用熱需求，如為多發電，人為地提高廢氣溫度、占用三次風等而加大了燒成熱耗，從而引起整個系統一次能源消耗隱性增長，這是不符合國內能源政策。4.1.5窯頭、窯尾余熱鍋爐產生蒸汽混合后一起進入汽輪機做功，兩臺鍋爐參數應相近。在余熱鍋爐蒸汽參數優化中，避免壓差過大導致壓力較低鍋爐產汽量局限性，而當窯尾溫度過低時，可恰當提高窯頭余熱鍋爐蒸汽溫度，使混合后蒸汽參數滿足汽輪機進汽規定，保證汽輪機效率。4.2熱力循環系統及裝機方案4.2.1余熱發電系統由于對熟料冷卻機、窯尾預熱器廢氣取熱方式、系統構成、循環參數不同，所形成熱力循環系統是不同。當前國內水泥工廠余熱發電采用熱力系統，基本可分為如下三種方式：單壓熱力循環系統、雙壓(或多壓)混汽熱力循環系統和帶熱水閃蒸器混壓熱力循環系統。當經技術經濟比較單壓熱力循環系統余熱回收效率偏低、系統排出口廢氣溫度較高時，應考慮采用雙壓(或多壓)混汽系統或帶熱水閃蒸器混壓系統。熱力循環系統選用，應依照廢氣參數、主廠房與余熱鍋爐距離經技術經濟比較擬定。當汽輪機主廠房與窯頭余熱鍋爐距離較近時，采用雙壓或多壓混汽系統有一定適當性；當汽輪機主廠房與窯頭余熱鍋爐距離較遠時，可考慮采用帶熱水閃蒸器混壓系統。4.2.2為提高系統熱效率，過熱蒸汽溫度盡量接近廢氣溫度，蒸汽壓力選取則應綜合考慮汽輪機效率(單位汽耗)等因素通過多方案技術經濟比較后擬定。4.2.3～4.2.4依照調查資料，同一廠區建有二條或三條水泥窯時，選用一臺機組余熱電站，具備投資省、建設快、機組全年停機時間短長處，但當較大一臺水泥窯運轉率偏低時，會導致機組效率明顯下降，如長期在低負荷下運營時甚至影響到機組壽命。5總平面布置5.1普通規定5.1.1余熱發電是水泥工廠一種車間，故余熱電站總平面規劃設計規定，應符合現行《水泥工廠設計規范》GB50295相應規定。余熱發電是資源綜合運用、提高資源有效運用率重要手段，是國家能源政策所倡導勉勵，建設余熱發電是必然趨勢。因而，規定了余熱發電設計應結合生產系統統籌規劃。統籌規劃中當余熱發電不與水泥生產線同步建設時，應執行現行《水泥工廠設計規范》GB50295規定“水泥生產線設計中宜預留窯頭和窯尾廢氣余熱運用建設場地及系統接口“，也就是說工廠總平面規劃、設計也應留有建設余熱發電也許。統籌規劃另一項工作就是合理運用既有設施、減少拆遷而節約投資和縮短建設周期。統籌規劃時要注意施工時對生產影響縮小到最低限度。5.1.2普通狀況下水泥生產線雖然沒有明確擴建規劃，出于規模效益理念擴建僅為時間早晚問題。對于余熱發電主廠房位置選取，考慮到水泥生產線擴建后，為便于管理與節約投資，應避免形成兩個主廠房(汽機房)，故規定將主廠房接近二期工程側。5.1.3余熱發電各車間分布在燒成車間附近，不論與生產線同步建設還是后建設改、擴建工程，它綠化應是工廠綠化一某些，應是統一協調。關于綠地率，在《水泥工廠設計規范》GB50295中規定：新建工廠不適當不大于15％，改、擴建工程不適當不大于10％；廠區綠地率不應不不大于20％。當余熱發電與生產線同步建設時，綠地率由工廠總平面設計統一控制；當余熱發電是改、擴建工程時，綠地率控制指標應執行不適當不大于10％規定。如果水泥生產線自身已是改、擴建工程，在它基本上再建余熱發電，綠地率很難做到不適當不大于10％規定，鑒于這種狀況，故本條沒有規定綠地率指標，僅規定與工廠綠化相協調。5.1.5建筑物和構筑物耐火級別，本條規定為強制性條款。本條根據《建筑設計防火規范》GB50016、《水泥工廠設計規范》GB50295規定，結合水泥工廠余熱發電生產過程中火災危險性類別，參照《小型火力發電廠設計規范》GB50049、《火力發電廠與變電站設計防火規范》GB50229關于規定并保持相一致，擬定了建筑物和構筑物最低耐火級別。5.2重要建筑物和構筑物布置5.2.1余熱發電是資源綜合運用重要手段，所求是最大限度地回收余熱資源，避免長管道熱力損失與壓力損失，因此規定了主廠房應接近余熱鍋爐。此外，發電機并網接入聯系線出線順暢是汽機房朝向選取條件之一，考慮到余熱發電特點，主廠房布置是在燒成附近，而工廠總降位置、方位變化多端，規定出線順暢確有困難，因而，僅提出“宜使┄出線順暢”規定。當同一廠區擁有三條及以上水泥窯時，特別是水泥生產線是規劃外分期建設，工廠總平面布置燒成系統不是很集中，如果集中建一種汽機房，勢必導致有余熱鍋爐到汽機房距離較長，較長主蒸汽管道溫降、壓降增大而減少余熱發電系統熱效率。當采用技術辦法后、主蒸汽阻力降仍超過0.2MPa或溫降超過20℃時，如果通過技術經濟比較集中建一種汽機房不合理時，只得另設一種汽機房。關于合理不合理判斷，定性勉強可以掌握而定量的確較難，就是說控制壓降0.2MPa或溫降20℃也僅相對于當前普通技術與裝備水平是“合理”，故規定中是“宜”分設主廠房。5.2.3各建筑物和構筑物之間防火間距，是根據《建筑設計防火規范》GB50049規定各建(構)筑物間最小防火間距擬定，沒有放寬也沒有從嚴。編制中也參照了《水泥工廠設計規范》GB50295、《小型火力發電廠設計規范》GB50049規定，本條附錄Ａ也與其保持了一致。當改、擴建工程廠房防火間距的確滿足不了附錄Ａ規定期，附錄Ａ“注7”規定“應按《建筑設計防火規范》GB50049規定采用相應辦法后可恰當減少”。防火規范辦法規定大體上有：設防火墻、防火門窗、防火卷簾、水幕；門窗洞口面積之和不超過該外墻面積5％，且門窗洞口不正對開設等。上述辦法是不得已而為之，其前提是僅限于改、擴建工程，當余熱發電工程與工廠同步設計時不適當應用此規定。5.3站區道路5.3.1電站位于廠區，故站區道路應與廠內道路有平順簡捷連接，路型、路面構造應協調一致。本條2款關于消防車道規定是強制性條款。國家現行《建筑設計防火規范》GB50016－6.0.6條規定：“工廠、倉庫區域內應設消防車道。占地面積不不大于3000㎡甲、乙、丙類廠房…，應設立環形消防車道，確有困難時，應沿其建筑物兩個長邊設立消防車道”。《火力發電廠與變電站設計防火規范》GB50229中明確主廠房火災危險性類別為丁類，丁類廠房可不受該公約束，如果退一步考慮汽機房因潤滑油系統，其火災危險性類別將升為丙類，但水泥工廠余熱發電主廠房其占地面積普通不會不不大于3000㎡，按6.0.6條規定則可不設環形消防車道，但“工廠、倉庫區內應設立消防車道”基本規定應當執行。沿其建筑物長邊設立消防車道有一側也許是盡頭式道路，此時盡頭按規定還應設立調車場。主廠房普通是布置在燒成車間周邊，此區域建筑物較為密集，調車場在布置上有一定困難，為安全還不如設立環形道路或將盡頭式道路設法連接至附近道路而避開設立調車場困難。因而，設計時要以安全為第一要素去理解與執行防火規范是極為重要。5.3.2余熱發電站區道路無生產性運送任務，其功能定位為支道，支道設計寬度《水泥工廠設計規范》GB50295規定為4.5～3.0ｍ。站區道路應滿足安裝、檢修和消防規定，《建筑設計防火規范》GB50049－強制性條款第6.0.9條規定消防車道凈寬不得不大于4.0ｍ，故本規范規定站區道寬4.0～5.0ｍ。5.4管線布置5.4.2在改、擴建工程中，場地緊張，經常遇到主廠房布置進去了，管線排不下。因而，規定了在困難條件下，地下管線可布置在路面范疇以內。為檢修以便可做管溝、綜合管溝或為節約投資直埋，這涉及到路面構造作法，應慎重處置。因而，規定規定要經技術經濟比較擬定敷設方式。5.4.4管線至建筑物和構筑物、道路、鐵路及管線與管線間水平距離、垂直距離規定，與《水泥工廠設計規范》GB50295保持了一致。5.4.5改、擴建、擴建工程中管線綜合布置，有也許由于場地局限性致使地下管線之間最小水平凈距難以保證《水泥工廠設計規范》GB50295規定。故本條規定在采用辦法可滿足施工安裝與維修也許條件下，可恰當減少。6主廠房布置6.1普通規定6.1.1本條文是從安全生產、運營維護以便，對主廠房布置提出了基本規定。安全運營不但涉及設備安全，規定環境條件符合防火、防爆、防凍、防腐、防毒等關于規定，防止發生設備損壞事故，保護人身安全。同步也涉及巡檢通道暢通和工作場合空氣、溫度、濕度、采光、照明、噪聲等符合國家現行原則規定，以給生產運營、維護管理創造良好環境。6.1.2在進行主廠房車間內部布置時，應依照廠區規劃，綜合考慮機、電、土、水、熱控、暖通等專業對主廠房布置規定，同步考慮與否擴建，經比較擬定合理布置形式。如分期建設時，主廠房布置應選取適當廠房跨度尺寸和層高。如：擬定汽輪機采用縱向布置或橫向布置、各樓層標高、汽機房行車軌頂標高、除氧間標高等，應結合機組當前與擴建容量統籌考慮。6.2主廠房布置6.2.2為操作和解決事故交通便捷，主控制室地面與雙層布置汽機房運轉層標高盡量一致。為了保證鍋爐給水泵向余熱鍋爐正常持續供水，使它入口在任何運營工況下不發生汽化，除布置中應注意盡量減少給水泵進水管沿程阻力外還必要有足夠灌注頭，為此需將除氧器、閃蒸器布置應有一定高度。6.2.3主廠房柱網柱距普通是依照汽輪機、發電機等重要設備尺寸和布置來決定。主廠房柱距和跨度尺寸宜符合建筑設計統一模數制。主廠房跨度對主廠房土建造價影響很大，跨度加大，主廠房造價也增長。由于跨度增大，橋式起重機設備費用也隨之增長，因而合理擬定主廠房跨度，使其既滿足運營、檢修需要，又能盡量減少主廠房造價。汽機房跨度重要取決定于汽機容量、型式和布置。當汽機采用縱向布置時，汽機房縱向長度長而橫向跨度小。當采用橫向布置時，則汽機房縱向長度短而橫向跨度大。采用什么布置型式，選用多大跨度適當，這應依照廠區總平面布置，結合規劃機組數量經技術經濟比較后擬定。6.3檢修設施6.3.1當汽輪機組采用島式布置時，機組檢修在運轉層普通只能旋轉軸承、維修調速系統等小部件，而汽機大件如汽缸、隔板、轉子等都需放到零米層專設檢修場地。檢修場地面積需滿足翻缸規定。在檢修場地設立時，要注意有無擴建需求，這一點很重要。例如有擴建規定期，設法將檢修場地設在汽機房擴建端，可形成一塊檢修場地供2臺機組使用，既提高了建筑面積運用率又節約了投資。多臺機組檢修場地設立，為了減少橋式起重機來回行駛時間，以及減少對運營機組干擾，設法將檢修場地放在兩機之間為好。6.3.2為提高檢修工效，對于汽機房，明確提出應設立一臺電動單梁或雙梁橋式起重機。對單層布置汽機房內，考慮到機組容量較小起吊重量小，且起重操作人員有可跟隨起吊件行走作業條件，故可設立手動單梁橋式起重機或其他型式起重設備。起重機軌頂標高，應按起吊設備中最大起吊高度來擬定。起重機起重量應按起吊設備中最大起重件來擬定，其中發電機定子檢修時吹掃和實驗是在原地進行無需起吊，故起重機起重量不考慮發電機定子。起重機起重量和軌頂標高擬定，要注意結合擴建機組統一考慮。余熱電站機組臺數較少，一臺起重機足可以滿足檢修規定，故所選取起重機不但應滿足當前機組檢修需要，還應滿足擴建后較大容量機組檢修起吊需要。6.3.3為提高檢修工效，規定主廠房內對于電動橋式起重機無法吊到某些設備或部件上方應設有起吊鉤，為檢修提供以便。這重要是指雙層布置汽機房在零米層凝結水泵、射水泵、油泵、凝汽器端蓋、大型閥門等輔助設備和部件。6.3.4當發電機大修時，普通都要抽出轉子進行吹掃和實驗。主廠房布置不但要設有恰當檢修場地存儲發電機轉子，同步要考慮在發電機轉子抽出方向預留一定空間和場地。關于抽轉子空間和場地，其她行業運用轉子抽出方向開門加