一.概述

　　利用中空窑余热发电技术最早出现在我国二十世纪的20～30年代，尽管技术装备比较落后、热力系统简单，但在当时我国电力供应匮乏的条件下，基本保证了部分水泥厂生产的运行需要，为今天水泥工业利用余热发电技术的全面上水平奠定了一个良好的基础。

　　上世纪的八十年代，随着新型干法水泥生产技术装备的成熟和技术进步，水泥工业的大型化和规模化生产，使得系统产量高，能耗低的窑外分解技术迅速得到推广和应用，水泥工业节能减排技术水平有了很大的提高。但是，仍然有大量的350℃以下的低温废气没有利用，被白白的排放掉，这种浪费十分惊人，使企业的经济效益的发展受到了很大的制约。

　　天津水泥工业设计研究院在引进吸收国外低温余热回收再利用技术的同时，开发出自主知识产权的纯低温余热发电技术。研发新型干法水泥回转窑窑头和窑尾废气的余热利用进行低温发电新技术，是当前新型干法水泥企业缓解电力紧张的一个有效途径。

　　纯低温余热发电技术由于没有补燃锅炉，对环境不产生附加污染源，蒸汽参数较低，其运行操作简单方便，运行的可靠性和安全性高。但所用的汽轮机必须专门设计和制造，在设计时要全面权衡系统各部分的得失，采用最合理的热力系统和最先进的热能工程技术，尽可能地降低投资、提高效率和发电量，对用户而言运行成本最低，日常的运行管理最简单。因此，纯低温余热发电是负担最轻，收益最好的余热发电站。

　　目前，纯低温余热发电技术已经应用在1000~5000t/d规模的水泥生产线上，在满足基本的余热条件的前提下，可实现1900kW~10000kW的发电量。吨熟料发电量为：28~40kWh。

　　系统的技术保障条件及装备包括：热力系统配置;AQC型窑头余热锅炉;SP窑尾余热锅炉;凝汽式汽轮机和发动机;循环冷却水系统，满足电站生产设备冷却用水的需要;“过滤器十二级钠串联”的化学水处理系统，满足电站锅炉生产用水的需要;DCS计算机控制系统，满足电站监控运行的需要。另外，在系统中还有一个比较重要的设备，就是我们要着重介绍的TDS型干扰式分离器。

　　二.研发TDS型干扰式分离器的技术背景

　　纯低温余热发电系统一开始并没有TDS型干扰式分离器，在系统运转过程中从窑头篦冷机引出的高温粉尘废气对AQC型窑头余热锅炉及其前置热风管路磨损非常严重，二、三个月就要进行修复，直接影响到系统的正常运行，无形中增加了设备的运行成本，给生产带来很大的麻烦。热风管道的磨损加剧是什么原因造成的呢?主要是大多数余热发电项目是在水泥生产线布局完成后增设的，所以在余热发电布局上就不可避免地增加了许多弯头，而且由于余热锅炉的设置都增加了系统的通风阻力。同时为了不影响回转窑的正常操作就必然要提高风速，正是由于风向和风速的改变导致了热风管道的磨损加剧。

　　为了解决高温粉尘对设备的磨损，采用了在篦冷机与AQC型窑头余热锅炉之间增设沉降室的方法，使得进入锅炉及前置风管的粉尘浓度降低，减少磨损量，但是使用效果并不理想。

　　通常情况下，在余热发电项目投入之前，篦冷机出口至收尘器风管一般在二、三年内不会出现被磨穿的现象，但在余热发电投入之后，磨损量显著增加。譬如以浙江长兴煤山众盛建材有限公司5000t/d水泥熟料生产线增设6MW纯低温余热发电项目为例，该公司熟料生产线于2004年4月份投产，2005年8月份余热发电站并网发电，到2006年6月份时篦冷机出口风管已严重下沉变形，经检查变形处原为8mm钢板已磨至4mm;至2006年底又发现沉降室至窑头锅炉热风管道已被磨穿多处。由此可见增设余热发电站后的系统热风管道磨损量已显著提高，尤其是篦冷机出口至余热锅炉的热风管道，仅用1年多时间就被严重磨穿。

　　锅炉的磨损问题也相当严重，窑头熟料冷却机AQC型余热锅炉，因冷却机排出的废气含有硬度很高的水泥熟料粉尘，对锅炉受热面管子的磨损很快，一般情况，在不采取任何防磨措施的情况下，Ф42x5mm的无缝钢管，150～180天内将予磨穿。因此，AQC型余热锅炉采取了适当的、相对有效的防磨措施，其中包括：采用合理的受热面结构型式，合适的废气流速及受热面管节距，防磨板片选择理想的材质及型式，采取废气预收尘等措施。如果AQC型余热锅炉防磨措施不当，将使锅炉全部受热面管子很快报废，锅炉无法正常运行。

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