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GB50588-2017 水泥工厂余热发电设计标准

1.0.1为规范水泥工厂余热发电T程设计，做到安全可靠、技术 先进、节能环保，制定本标准。 1.0.2本标准适用于新建、改建、扩建新型法水泥生产线余热 发电工程的设计

国家标准《水泥T厂设计规范》GB50295和《水泥T.厂节能设 范》GB50443的有关规定。

1.0.4当余热发电.程含有热电联供时GB/T 28227.5-2011 文化服务质量管理体系实施指南 音像及电子出版物复制，相关部分设计应符合现

1.0.6水泥工厂余热发电工程设计除应符合本标准

国家现行有关标准的规定。

2. 0. 1 余热利用

2.0.3窑头余热锅炉

waste heat recovery(WHR)

利用窑头熟料冷却机排出的废气余热生产热水、蒸汽 的换热装置，简称AQC锅炉

2.0.4窑尾余热锅炉

利用窑尾预热器排出的废气余热生产热水、蒸汽等工质的 装置,简称 SP 或 PH 锅炉。

2.0.5旁路放风余热锅炉

利用窑尾旁路放风废气余热生产热水、蒸汽等工质的换热装 置，简称BP锅炉

余热发电在生产电能的同时，还可以热水或蒸汽的方式对外供

2. 0. 7 主厂房

main building

具有一定温度和压力的热水，由于压力降低使热水变为一 力下的饱和蒸汽和饱和水的容器

disconnection

余热锅炉与水泥生产线脱离运行的过程。

热锅炉与水泥生产线脱离运行的过程。 自用电率 percentage of auxiliary power

余热发电系统自用电量总和

3.0.1余热发电应利用水泥生产工艺不再利用的余#

.. 求热发电应利用水泥生产1艺小再利用的东热。 3. 0. 2 余热发电工程设计原则应符合下列规定： 1余热发电工程不应影响水泥生产正常运行； 2余热发电工程不应提高熟料可比综合能耗和降低熟料产 量； 3余热发电工程宜在水泥生产线达产稳定运行后，对运行丁 况进行热工标定或调查后实施： 4当与水泥生产线同步建设时，废气参数可按已投产、条件 相近的余热发电系统参数与水泥T艺设计参数确定； 5原有水泥生产线增加余热发电系统时.应核算生产线中相 关设备能力。 中

表3.0.3余热发电设计指标（%）

3.0.4余热发电系统自动化控制水平不应低于水泥生产线，余热 发电系统的相关工.艺参数应与水泥生产线控制系统进行通信。 3.0.5余热发电系统消防设计应符合现行国家标准《火力发电厂 与变电站设计防火规范》GB50229的有关规定

金热资源、热力系统与装

4.1.1余热发电系统设计应根据水泥生产工艺要求，并应根据余 热梯级利用的原则，确定合理的余热资源量。 4.1.2水泥生产线热工标定及余热资源计算应符合现行国家标 准《水泥回转窑热平衡测定方法》GB/T26282和《水泥回转窑热 平衡、热效率、综合能耗计算方法》GB/T26281的有关规定。

4.1.1余热发电系统设计应根据水泥生产工艺要求，并应根据余

4.2热力系统及装机方案

4.2.1热力系统应根据废气温度及废气量确定，并应使余 率最大化。

4.2.2余热锅炉蒸汽参数应根据废气温度及风量确定，热

4.2.3当利用同一厂区2条水泥生产线的余热时，可选用1台汽 轮机机组。当产量较低的1条水泥窑余热锅炉产汽量低于机组额 定进汽量30%时，宜选用2台汽轮机机组。当利用同一厂区3条 或3条以上水泥生产线的余热时，宜选用2台或2台以上汽轮机 机组。

5.1.1总平面设计除应符合现行国家标准《水泥工厂设计规范》 GB50295的有关规定外，还应符合下列规定： 1水泥生产线改建、扩建工程的余热发电车间应结合生产系 统统筹规划，并应合理利用现有设施、减少拆迁和施工对水泥生产 的影响； 2余热发电车间与水泥生产线的衔接应紧凑、合理，功能分 区应明确； 3电站的建筑形式宜与水泥工厂的建筑风格相协调。 5.1.2余热发电主房宜布置在现有生产线的预留扩建侧。 5.1.3站区竖向布置标高、形式与排水设计，应与水泥工厂总平 面布置、竖向设计、雨水排除设计相协调。 5.1.4余热发电区域的绿化布置应符合下列规定： 1当余热发电与水泥生产线同步建设时，绿化设计应统一规 划； 2当余热发电为改建、扩建工程时，车间周围的绿化设计应 与水泥工厂绿化相协调。 5.1.5建（构）筑物的耐火等级及最小防火简距应根据生产过程 中的火灾危险性确定，各建（构）筑物之间的最小防火简距应符合 现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016、《水泥T厂设计规 范》GB50295的有关规定，并应满足本标准附录A的规定

1当余热发电与水泥生产线同步建设时，绿化设计应统 2当余热发电为改建、扩建工程时，车间周围的绿化设计 水泥工厂绿化相协调。

5.1.5建（构)筑物的耐火等级及最小防火间距应根据生

5.1.5建（构）筑物的耐火等级及最小防火间距应根据生产过程 中的火灾危险性确定，各建（构）筑物之间的最小防火间距应符合 现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016、《水泥T广设计规 范》GB50295的有关规定，并应满足本标准附录A的规定。

.1主厂房布置应符合下列规

5.2主要建（构）筑物的布置

1主厂房位置应根据水泥生产线外部汽、水管线、道路条件 及并网接入点等因素综合确定； 2当同一厂区拥有3条及3条以上水泥窑时，经采取技术措 施后，主蒸汽管线压力降仍超过0.2MPa或温降超过20℃时，宜 分设主厂房。

1站区道路应满足生产、安装检修和消防要求，并应与绿化、 管线、竖向布置相协调，应与厂内道路平顺简捷连接·路型、路面结 构应与厂区协调一致； 2消防车道设置应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》 GB50016的有关规定。

5.3.2站区道路设计应符合下列规定：

1为站区服务的支道可采用单行车道，道觉应为4.0m一～ 5.0m，道路净空高度不应低于4.50m，最小曲率半径（道路弧线内 边线）不宜小于15.0m.路肩宽度应为0.75m～1.5m； 2车间引道道宽应为4.0m，最小曲率半径（道路弧线内边 线）应为6.0m；人行道的宽度不宜小于1.0m： 3站区道路及车间引道最大纵坡不应超过9%： 4路面标高应写厂区竖向设计及水排除相适应。公路型 道路标高应与附近场地标高相协调。城市型道路路面标高应低于 附近车间室外散水坡脚标高，并应满足室外场地排水要求

合布置发生矛盾时，处理方式应符合现行国家标准《工业企业总平

合布置发生矛盾时，处理方式应符合现行国家标

5.4.2当地下管线布置在路面范围以内时，管线应经技术经济比 较后确定直埋或地沟敷设。

5.4.3架空管线布置应符合下列规定

1应利用水泥生产线建（构）筑物； 2不应妨碍交通、检修及建筑物自然采光和自然通风，应做 到整齐美观； 3架空管线宜与地下管线对应布置。 5.4.4地下管线水平净距，地下管线、架空管线与建（构）筑物之 间的水平净距，地下管线之间或地下管线与铁路、道路交叉的垂直 净距，应根据工程地质、构架基础形式、检查井结构、管线理深、管 道直径和管内介质等确定，且最小净距均应符合现行国家标准《水 泥工厂设计规范》GB50295的有关规定。

地下管线的间距应符合现行国家标准《水泥工厂设计规范》 GB 50295 的有关规定。

6.1.1主厂房内部布置应为运行安全、操作方便创造条件，并应 故到巡回检查通道畅通。厂房通风、采光、照明和噪声控制，应符 合现行国家标准《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》 GB50019、《建筑采光设计标准》GB50033、《建筑照明设计标准） GB50034和《T.业企业噪声控制设计规范》GB/T50087的有关规定 6.1.2主厂房内应设置检修起吊设施和检修场地，并应设置设备 和部件检修运输通道。 5.1.3车间内部布置应根据热机、电气、土建、水工、热控、暖通等 专业设计布置要求以及扩建条件等因素确定，预留扩建厂房宜与 原有厂房协调一致。

6.2.1 主厂房各层标高应符合下列规定： 1 控制室和汽轮发电机维运转层宜设置在同一层面； 2除氧器、闪蒸器水箱的水位标高应满足锅炉给水泵进口不 发生汽化的要求： 3起重机轨顶标高应满足汽轮机及发电机安装及检修的起 吊空间要求，并应结合规划建设机组确定。

6.2.2主厂房柱距和跨度应根据汽轮机容量、形式和布置方式， 规划建设容量确定，柱距应满足建筑设计统一模数的要求。

规划建设容量确定，柱距应满足建筑设计统一模数的要求。

6.3.1汽轮机房底层的安装检修场地，应满足检修吊装最大件和

6.3.1汽轮机房底层的安装检修场地，应满足检修吊装最大件和

6.3.2汽轮机房内起重机设置应符合下列规定：

1双层布置的汽轮机房内应设置检修用电动桥式起重机，起 重机的轨项标高，应按起吊设备最大的起吊高度确定： 2起重机的起重量应根据检修起吊最重件以及规划建设机 组的规模确定。

6.3.3起重机起吊受限的设备，设备顶部应设置检修设施。

的场地和空间。汽轮机房的底层，应留有抽、装、清洗凝汽 地和空间

6.4.1主厂房内管道阀门布置应方便检查和操作。阀门经常操

.1主厂房内管道阀门布置应方便检查和操作。阀门经常 护且人员难以到达的部位，应设置平台、楼梯，或设置可号 作区域的阀门传动机构

6.4.2主厂房内通道和楼梯设置应符合

1汽轮机房零米层和运转层平面，汽轮机两侧应设有贯穿直 通的纵向通道，通道宽度不应小于1.0m；兼作疏散通道时，通道净 宽不应小于1.4m； 2双层布置并设有中间层的汽轮机运转层至底层平面应设 上下联系楼梯。 6.4.3主厂房内的地下沟道、地坑、电缆隧道应设有防水、排水设

6.4.4主厂房内应设有卫生间，汽轮机间零来层应设置冲洗设施 和排水沟。

6.4.5汽轮机间外应就近设置事故储油箱或储油池，储油

油池的有效容积应大于系统总油量。

7.1.2余热发电汽水管路的设计应保证任何一台余热铝

7.1.5余热锅炉，房布置形式应根据当地室外气象条件

1非寒冷地区应采用露天布置： 2一般寒冷地区可采用露天布置，导压管、排污管等易冻损 部位应采取伴热措施； 3严寒地区的余热锅炉不宜采用露天布置。

7.2.1窑头余热锅炉及废气管道易磨损部位、阀门应采取防磨损 措施，窑尾余热锅炉应设置清灰装置。 7.2.2窑头余热锅炉的漏风系数不应大于1.5%，密尾余热锅炉 的漏风系数不应大于 2. 5%

7.3余热锅炉与水泥生产线的连接

·：1东热炉进口 官道的设订险间顺畅、阴件 少、气密性高和具有较好的空气动力特性，并应符合下列规定： 1密头废气管道风速不宜大于12m/s，窑尾废气管道风速不

宜大于18m/s； 2烟风管道倾角应符合表7.3.1的规定.当不能满足规定 时，应设置防积灰装置： 3与设备连接的管道设订应满足设备对振动、热膨胀、荷载 等要求； 4管道支架设置应稳妥可靠

表7.3.1烟风管道倾角

7.3.2密头余热锅炉前应设置废气粉尘分离装置。

7.3.2密头余热锅炉前应设置废气粉尘分离装置

7.3.3余热锅炉的废气管道应进行应力计算

7.3.3余热锅炉的废气管道应进行应力计算

8.1.1余热发电机组容量应根据余热资源条件，在保证水泥窑正 常生产、提高热力系统整体循环热效率的前提下确定。 8.1.2汽轮机宜采用凝汽式机组。 8.1.3汽轮机机组可在额定负荷的30%～110%范围内运行，并 应在额定负荷50%以上连续稳定运行。 8.1.4当有2台或2台以上汽轮机组时，主蒸汽管道宜采用切换 母管制系统。

8. 2给水系统及给水泵

8.2.1余热锅炉给水系统应设置备用给水泵。

8.2.1余热锅炉给水系统应设置备用给水泵。 8.2.2给水管道应采用母管制系统，并应符合下列规定： 1给水泵吸水侧低压给水母管宜采用分段单母管制系统； 2当给水泵出力与锅炉容量不匹配时，给水泵出口母管宜采 用分段单母管制系统；当给水泵出力与锅炉容量匹配时，宜采用切 换母管制系统； 3给水泵出口宜设置再循环管和再循环母管； 4备用给水泵吸水管，宜位于给水泵进口母管2个分段阀门 之间；出口管道宜位于分段压力母管2个分段阀门之间或接至切 换母管上。

8.2.3锅炉给水泵总容量应保证在任何一台给水泵停用时，其余

8.2.3锅炉给水泵总容量应保证在任何一台给水泵停用时，其余

给水泵的总出力仍能满足全部锅炉额定蒸发量的120%。 8.2.4给水泵扬程应满足系统最大给水压力要求，并应另加 20%的富余量。

8.3.1除氧器总出力应按全部锅炉最大给水量确定

8.3.2每台机组宜对应设置1台除氧器；多台相同参数的除氧器 宜采用母管制系统。

8.3.2每台机组宜对应设置1台除氧器；多台相同参数的除氧器

8.3.3给水箱总容量应为20min~30min的锅炉最大

8.4凝结水系统及凝结水泵

最大凝结水量的120%。 8.4.3凝结水泵扬程应满足凝结水系统最大给水压力的要求，并 应另加20%的富余量

8.4.3凝结水泵扬程应满足凝结水系统最大给水压力的要

8.5凝汽器及其辅助设施

8.5.1当凝汽器冷却水有腐蚀性时，凝汽器水室、管板、管束应采 用耐腐蚀材质。 8.5.2凝汽器宜设置清洗装置，

3缺水地区可选用空冷式凝

9.1.4水工建（构）筑物及生产、生活、消防的给排水设计，应符合 现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB50295的有关规定

9.2.1余热发电生产用水量应满足发电.艺要求。余热发电生 活用水量、绿化与浇洒道路用水量、设计未预见水量，应符合现行 国家标准《水泥工厂设计规范》GB50295的有关规定。 9.2.2余热发电供水系统设计应符合现行国家标准《小型火力发 电广设计规范》GB50049的有关规定。 9.2.3附属设备冷却用水应满足设备对水质和水温的要求，冷却 水供水系统水质标准应符舍现行国家标准《工业循环冷却水处理 设计规范》GB/T50050的有关规楚。

9.2.4余热发电补给水系统应设置流量计量装置。

9.3冷却构筑物和冷却水泵

9.3.1冷却塔塔间距以及与近建（构）筑物的距离应符合本标

9.3.1冷却塔塔间距以及与邻近建（构）筑物的距离应符合本标

9.3.2机械通风冷却塔的数量不宜少于2台，总冷却水量应满足

9.3.2机械通风冷却塔的数量不宜少于2台，总冷却水量应 最大工况下的计算冷却水量的120%的要求，冷却塔风机宜 速电机。

9.3.3冷却水泵应设置备用泵

120%的要求。水泵扬程应满足系统最高阻力的115%的要求，水 泵电机宜变频控制。

10.1.1原水处理系统设计应根据全部可利用水源水量、水质全 分析资料、水源变化规律确定。原水处理设备出力、处理方式、设 施选型与设置，应符合现行国家标准《小型火力发电广设计规范》 GB50049的有关规定。 10.1.2当冷却水系统内和凝汽器水侧有生物生长、腐蚀或结垢 的可能时，防垢处理措施应符合现行国家标准《下业循环冷却水处 理设计规范》GB/T50050的有关规定，

10.2锅炉补给水处理

10.2锅炉补给水处理

10.2.1锅炉补给水处理系统设计应符合现行国家标准《小型火 力发电厂设计规范》GB50049的有关规定，并应符合下列规定： 1水处理系统出力不应小于热力系统中全部余热锅炉最大 蒸发量的10%； 2水箱容积应符合下列规定： 1）清水箱总有效容积不应小于最大1台余热锅炉2h额定 蒸发量的要求：同时应满足单台水处理设备反洗或清洗 1次的用水量要求； 2）中间水箱的总有效容积宜为每套水处理设备5min储水 量且不小于2m；母管制系统宜为水处理设备15min~ 30min储水量； 3)除盐（软化)水箱总有效容积不应小于最大1台余热锅炉 2h的最大蒸发量。 10.2.2锅炉补给水处理车间可布置在主厂房内

10.3 给水、炉水校正处理及热力系统汽水取

10.3.1给水、炉水校正处理系统宜选择在线取样、在线分析、在 线监测及自动加药装置GB/T 26929-2011 压力容器术语，并应设置手动取样装置。 10.3.2热力系统应设置汽水取样器。汽水取样器布置应符合下 列规定： 1汽水取样器宜布置在余热锅炉附近，并应便于运行操作人 员取样及通行； 2露天布置锅炉汽水取样器应有防雨、防冻措施

11.0.1余热发电信息系统应包括管理信息系统、视频监控系统 及门禁管理系统，信息系统设计应符合现行国家标准《小型火力发 电厂设计规范》GB50049的有关规定。 11.0.2当余热发电与水泥生产线同步建设时，余热发电信息系 统应与水泥生产线统一规划。 11.0.3改建、扩建余热发电工程网络和硬件系统，应与水泥生产 线信息系统通信协议一致。 11.0.4当余热电站分期建设时，信息系统网络和硬件配置应统 规划，并应预留扩容能力。

11.0.5余热电站宜设置远程监控操作系统。

I2.U.1接大系统开网点的选挥、接线式及开网联络线回路应 符合下列规定： 1余热发电与总降压变电站或厂区配电站应设置并网联络 线：发电机组与电力系统的接入点宜选择在总降压变电站低压侧 母线段，也可选择在厂区配电站的母线段；联络线的回路数量宜根 据发电机组数量确定； 2在发电机出口断路器处应设置并网同期点； 3发电机组解列点可设置在并网联络线的电站侧、总降压变 电站侧或厂区配电站侧断路器处。 12.0.2余热发电启动电源设计宜利用并网联络线，由总降压变 电站或厂区配电站并网母线段系统提供。当站用电系统仅为低压 负荷时LY/T 2939-2018 枣大球蚧防治技术规程，也可由水泥生产线就近的电力室提供。 12.0.3电力负荷计算应根据水泥工厂现有及新增生产规模、主要 电力负荷的容量、年耗电量、用电负荷组成及性质等基础资料确定。 12.0.4用电自给率应按余热发电年供电量占水泥生产线年总用 电量的白分比计算。 12.0.5系统继电保护设计应符合现行国家标准《电力装置的继 电保护和自动装置设计规范》GB/T50062的有关规定。 12.0.6发电机出口断路器、并网联络线断路器应设置安全自动 保护装置。 12.0.7系统通信及系统远动设计应符合现行国家标准《小型火 力发电厂设计规范》GB50049的有关规定。 12.0.8余热发电照明设计应符合现行国家标准《小型火力发电 厂设计规范》GB50049、《建筑照明设计标准》GB50034和《水泥 工.厂设计规范》GB50295的有关规定

13.1.1发电机额定电压应符合下列规定：

1发电机电压传输为直配线时，应根据水泥生产线电力网络 发电机并网点的电压等级确定； 2发电机与变压器组为单元连接时，宜根据水泥生产线电力 网络中压系统电压等级确定。 13.1.2发电机电压母线接线方式应根据余热发电机组数量确 定，并置符合下列规定： 1当发电机为1台时，宜采用单母线接线； 2当发电机为2台及以上时，宜采用单母线分段接线。 13.1.3当发电机电压母线短路电流超过总降压变电站或厂区配 电站断路器额定开断电流时，可在联络线出口开关处设置限流装 置。