水泥生产是 高耗能过程，每生产1吨水泥，大约要消耗4GJ的能量，但其中大约40%的能量又通过烟气、冷却机、窑表面的对流及辐射耗散掉，既浪费能源又污染环境。在水泥窑生产过程中，从烟气和水泥窑热表面进行余热回收可以提高水泥窑整体效率。水泥窑烟气余热发电即是 利用窑头和窑尾排向大气的烟气中所含的热量，经过热交换被余热锅炉吸收转化成具有一定压力和温度的蒸汽，推动汽轮发电机组发电。水泥窑余热锅炉热力系统(双压系统)增大了汽轮机轴端功率，可提高循环热效率。采用遗传算法对双压系统参数进行优化，并对影响双压系统性能的主要参数进行了分析。
余热锅炉在双压系统中有两组不同工作压力的水循环，产生两股不同压力的蒸汽，分别引入汽轮机中压和低压通流部分做功。双压锅炉能使排烟温度降到95右，比单压锅炉吸收烟气余热量大，双压系统烟气余热利用率高!闷。通常，余热锅炉没有回收烟气热能的空气预热器，所以锅炉排烟温度主要取决于烟气流过省煤器时的温度。余热锅炉中的烟气较高温度比普通锅炉低，导致了在烟气流量相同的情况下余热锅炉能够产生的蒸汽流量比普通锅炉的小，使蒸发器之后的省煤器部分烟气温度下降缓慢，从而锅炉的排烟温度较高。为了充分利用烟气余热资源，提高余热锅炉的热效率，在双压余热锅炉中增设另1组温度、压力较低的水循环，因为其蒸发温度低，所以能够有效降低锅炉的排烟温度，提高双压余热锅炉的热效率，但与单压余热锅炉相比，双压系统更为复杂。
双压余热锅炉的汽水循环系统。双压余热锅炉包括窑尾(SP)炉、窑头（AQC)炉以及包含在AQC炉里面的1台低压AQC2小锅炉。锅炉汽水循环中，给水经过升压泵分别进入中压回路和低压回路，再经过各自的省煤器、蒸发器、过热器，较后达到额定参数的两股蒸汽分别进入汽轮机中、低压部分做功。
 烟气热源有2股，分别来自水泥窑窑头冷却机和窑尾预热器，温度一般在300~400℃之间，具体烟气热源数据。
水泥窑窑尾烟气经过SP炉后的排烟温度在220℃左右，排烟再用于烘干原料，而窑头烟气经过AQC炉后直接排空，因此双压系统的效率取决于对窑头烟气充分利用的程度。烟气性质与空气近似，密度取空气的密度1.293kg/m³。
当其它参数一定时，汽轮机轴端功率随主蒸汽压力的升高而增大。但是 ，主蒸汽压力若过于增大，会使得SP炉气水换热温差减少，为了交换相同的热量，就需要增大锅炉换热面积，这样会增加锅炉成本。主蒸汽压力升高，在省煤器接近点温差不变的情况下，省煤器吸热量增加，会使AQC炉排烟温度降低，带来腐蚀问题。另外，汽轮机排汽干度随着主蒸汽压力的升高而下降，会带来湿气损失及汽轮机的水蚀问题。因此，主蒸汽压力的升高受到多种因素的限制，也就限制了汽轮机轴端功率的增加。
汽轮机轴端功率随主蒸汽温度的升高而增大。由水泥窑的窑头和窑尾两部分产生的主蒸汽进入汽轮机中压通流部分做功，主蒸汽温度越高，汽轮机效率越高、轴端功率越大，但该温度受到烟气温度的限制。考虑 到碳素余热锅炉的传热过程存在换热温差，余热锅炉出口主蒸汽温度要比进口烟气温度低，过于提高主蒸汽温度，气水换热温差减少，为了交换相同的热量就需要增大余热锅炉换热面积而增加锅炉成本。因此，在考虑 到换热温差的条件下，适当提高主蒸汽温度，可以提高双压系统余热利用效率，增大汽轮机轴端功率。
双压系统汽轮机轴端功率随补汽蒸汽压力的升高而减小，这是 由于在主蒸汽压力不变的情况下，进入汽轮机做功的主蒸汽参数及流量均不变，因此主蒸汽做功无变化。补汽蒸汽压力的升高使得进入汽轮机低压通流部分做功的补汽蒸汽进口比焙值降低，使低压蒸汽流量减小，做功大为减少，因此双压系统汽轮机轴端功率有所下降。而且，随着补汽蒸汽压力的升高，汽轮机排汽干度会减小，因此补汽蒸汽压力不宜过高。
双压系统汽轮机轴端功率随补汽蒸汽温度的变化。可以看出，补汽蒸汽温度越高，汽轮机轴端功率越大。相比主蒸汽温度对汽轮机轴端功率的影响可以发现，汽轮机轴端功率随补汽蒸汽温度的变化较小，是 因为进入汽轮机做功的补汽蒸汽流量远小于主蒸汽流量，所以补汽蒸汽参数变化对汽轮机轴端功率的影响也相对较小。另外，从余热锅炉低压水循环回路引出的补汽蒸汽温度也受到上游烟气温度的影响，需要满足气水换热温差的要求，所以补汽蒸汽温度的升高受到了限制。
通过将煤炭燃烧后释放出来的高温烟气经烟道输送至余热锅炉入口，再流经过热器、蒸发器和省煤器，较后经烟囱排入大气，烟气温度从高温降到排烟温度所释放出的热量用来使水变成蒸汽。锅炉给水首先进入省煤器，水在省煤器内吸收热量升温到略低于汽包压力下的饱和温度进入锅筒。
然后进入锅筒的水与锅筒内的饱和水混合后，沿锅筒下方的下降管进入蒸发器吸收热量开始产汽，通常是 只用一部分水变成汽，所以在余热锅炉的蒸发器内流动的是 汽水混合物。汽水混合物离开蒸发器进入上部锅筒通过汽水分离设备分离，水落到锅筒内水空间进入下降管继续吸热产汽，而蒸汽从锅筒上部进入过热器，吸收热量使饱和蒸汽变成过热蒸汽。
余热回收锅炉热效率的影响因素有很多，其中决定性因素是 余热锅炉设备本身的设计、技术和用料的影响，关键性的影响因素就是 入口烟气的温度，即入口烟气温度越高，余热锅炉热效率越高，入口温度越低，余热回收锅炉热效率越低。其次就是 余热回收锅炉的排烟温度，这个可以明显的判断余热锅炉的热效率怎么样，如果说排烟温度太高，直接说明该余热锅炉热效率低，排烟温度很低，也可以直接说明该余热锅炉热量利用率高，这是 简单的判断方法。
余热锅炉在高能耗行业应用非 常广泛，常见的余热锅炉有两种：一种是 用于回收一般的锅炉排放的尾气，比如燃油燃气锅炉、燃生物质锅炉等这些燃料锅炉运行时候排放的烟气，一般锅炉尾气的温度在600℃左右，不会太高，因此对于余热回收锅炉的要求就相对低一些。另一种就是 工业废气余热回收锅炉，比如建材行业、化工行业、炼钢行业等等，这些行业的废气余热温度非 常高，回收利用也相当有价值。
河北艺能锅炉有限责任公司（http://www.hb-yineng.com）位于吴桥，是 我国北方一家大规模的锅炉及相关产品设计与制造基地，主营项目：燃气热水锅炉、燃气导热油炉、水泥窑余热锅炉、燃气蒸汽锅炉、为广大客户提供快捷的服务，产品还包括低温储罐、杜瓦瓶等压力容器产品
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