余热发电基础知识共40页
余热发电电气基础知识
水泥余热发电电气部分复习题1、宁国水泥厂1线余热发电机组的发电机视在功率是多少？最大有功出力是多少？该发电机的额定电压是多少？定子的输出电流不得超过多少安培？正在建设的3线余热发电的发电机有功功率是多少？答：宁国水泥厂1线余热发电的发电机视在功率为8100kV A，最大有功出力为7200kW，该发电机的额定电压为6.3kV，定子的最大输出电流不得超过742A；正在建设的3线余热发电发电机有功出力为9100 kW；2、具体说明余热发电的电气主接线的特点。
答：余热发电的电气主接线的特点是：电站的吸收功率与发电机同期并列后输送功率，用的是同一电缆及其线路上开关设备。
具体是：在余热发电站未发电之前，通过总降的52F开关闭合，通过电缆，将电能从总降的母线送至余热电站的52P、52H开关，供电站启动各设备；当电站的发电机发电并由52G开关同期合闸与总降并列后，通过52P 开关、及两开关之间的电力电缆、52F开关向总降母线输送功率，同时也通过52G开关及52H开关，供余热电站自用电。
3、汽轮发电机的主要构造有哪些，其转子构造有哪些特点，与电动机转子相比较，有哪些不同？答：汽轮发电机的构造主要有这几大部分：发电机的定子及固定定子的压板和机座、转子、冷却器等几部分构成。
汽轮发电机的定子是由导磁的铁心和导电的定子绕组组成。
铁心是用0.35～0.5mm 硅钢片叠制成的，直径小的电机定子，由整张硅钢片冲制叠成，直径大的电机铁心，则由硅钢片冲成扇形，然后拼成一个整圆叠成。
每片硅钢片的两面都涂有绝缘漆，以减少铁心的蜗流损耗。
定子铁心的硅钢片之间留有通风孔，铁心用压板压紧，固定在机座上。
三相绕组用云母或玻璃丝带做绝缘，以120°电角度分布在定子铁心槽中，用槽楔压紧。
其输出端三个头及中性点的三个头全部抽出来。
机座是用来固定定子铁心。
箱式发电机的冷却器在发电机的上方，国产发电机的冷却器均放置在发电机下部。
汽轮发电机发电机的转子，是由高机械强度和导磁率高的合金纲锻造而成的，然后在进行机械加工。
余热发电基础知识培训(王涛)讲解
一、余热发电概况
余热发电效益：
C.余热发电建设不仅满足国家的节能减排要 求，也是水泥企业降低成本的有效途径。 D.以2x4500t/d水泥生产线外加两套水泥粉 磨，总用电负荷大约在4.4万KW左右，而 余热发电量能达到1.8万KW，实际网购电 量约2.6万KW左右。
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一、余热发电概况
C.余热发电主机设备包括窑头AQC锅炉和窑尾 SP（PH）的余热锅炉各一套，汽轮机，发电 机，水处理设备，循环冷却设备，DCS控制设 备各一套。 D.利用窑头窑尾的废弃温度，进行纯低温余热发 电，AQC、SP锅炉烟气自上而下通过锅炉换 热管道进行换热，PH锅炉从左到右通过锅炉 换热管道进行换热。
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三、余热发电系统典型故障分析处理
• ㈣、防范措施 • ①、加强冷却水水质管理，针对凝汽器铜管结垢现象 •
•
• •
制定相应的换药及酸洗计划； ②、加强真空泵密封水温度的监控力度，并定期对真 空泵换热器进行在线清洗； ③、随着环境温度的升高，使用射水抽汽器的机组应 加强对射水箱温度的监控（射水箱温度一般在35℃ 左右），必要时加大射水箱的外排水流量； ④、根据工厂水质情况，有针对性对冷却水进行外排 或置换，确保循环水浓缩倍数不超过3.5； ⑤、利用停机为机会，对冷却塔喷嘴、分离器、填料 及凝汽器内部进行清理；
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一、余热发电概况
水泥余热发电技术的发展：
A.早期的水泥行业设计院对发电机组配置比 较保守，2500t/d生产线配3000KW机组， 5000t/d生产线配6000KW机组，吨熟料发电 量可达28KWh/t。
B.随着余热发电机组不断成熟，目前配置 2500t/d生产线配4500KW机组，4500t/d生产 线配9000KW机组，吨熟料发电量可达 38KWh/t。
余热发电知识讲座
• 余热发电机组的停止：停机顺序与启机顺
序相反 • 余热发电机组的几种常见应急事故处理 • 机组甩负荷 • 电网事故停电 • 机组关键设备故障 • 误操作 • 应急事故处理妙招：一启油泵、二开排汽、 三控水位
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冷凝器
除氧器
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冷却塔
•
发电机的工作原理：发电机是把汽轮机的旋转机械能转 换成电能的设备，汽轮机带动发电机转子转动，转子给定 励磁，产生磁场，定子线圈切割磁场，产生电压和电流。
• 发电机的组成：外壳、转子、定子线圈、空气冷却器等
• 余热发电机组的检修
• 汽轮机：大修（每两年一次）开缸检查，瓦、叶片、转子、
隔板、喷嘴、汽封、调速保护系统等，常规项目，冷凝器、 冷油器、空冷的清洗，水泵、截门、盘根的更换检查，油 箱清理，润滑油过滤等 余热锅炉：炉内清灰，管路的检查，水汽截门、盘根的检 查更换，安全门、锅筒、连箱的检验（每年一次），锅炉 各烟气闸板的检查更换，烟道、炉墙漏风及保温材料脱离 情况 发电机：内部检查与清扫，相关母线、发电机控制柜、设 备控制柜的检查、清扫、紧固，保护装置的试验，站用变 压器的检查、清扫等
旋风分离器
窑头收尘
篦冷机
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• 窑尾炉与预热器
入口闸板
旁路闸板
预热器
窑 尾 炉 SP
出口闸板
增 湿 塔
窑尾收尘
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水泥余热发电普及知识
2012年3月30日
循环水流程
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2012年3月30日
汽轮机是将水蒸汽的内能转换成汽轮机的机械能。 汽轮机是将水蒸汽的内能转换成汽轮机的机械能。
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2012年3月30日
发电机
发电机是将转子的动能转换成电能。 发电机是将转子的动能转换成电能。
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2012年3月30日
工质的性能
为何选水为工质？ 为何选水为工质？
量大， 量大，廉价 比热大
水的汽化 水蒸气的过热 水蒸气的膨胀
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2012年3月30日
能量的品质
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2012年3月30日
余热锅炉
320℃废气
300℃过热蒸汽 126℃热水 200℃废气
锅炉是将废气的热能传递给水和水蒸汽。 锅炉是将废气的热能传递给水和水蒸汽。
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2012年3月30日
汽轮机
320 ℃， 1.0MPa n=3000转/分 过热蒸汽
0.0068MPa饱和蒸汽
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2012年3月30日
能量传递与转换
能量守恒定律 能量的传递和转换过程中可能伴随着物质形态的变化 热传递，是热从温度高的物体传到温度低的物体， 热传递，是热从温度高的物体传到温度低的物体，或者 从物体的高温部分传到低温部分的过程。 从物体的高温部分传到低温部分的过程。 能量的转换是指能量从一种形式的能量转变为另一种形 式的能量，即一个物体对另一个物体做功。 式的能量，即一个物体对另一个物体做功。
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2012年3月30日
对水泥生产线的影响
对窑头袋除尘器的影响 对窑头排风机的影响 对窑尾高温风机的影响 对原料磨烘干能力的影响 对窑尾袋收尘的影响 对窑操的影响？ 对窑操的影响？
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余热发电基础知识培训
④ “W”为无刷励磁，无“W”为静止可控硅励磁
③ “1”、“2”代表额定电压为6.3 kV、10.5 kV ② “B”为双支撑结构，无“B”为单支撑结构 ①空气冷却汽轮发电机 空气冷却汽轮发电机、单支撑结构、额定电压 10.5 kV、静止可控硅励磁、额定功率3.6MW、发电机为二极、额定 转速：3000r/min
2.3、的集电环和运行中应经常对发电机碳刷进行检查和维护
经常检查电刷是否发生火花、过热烧红、磨损不均、或在刷握内 摇动、卡住等异常现象。并通过调整弹簧压力、擦净或研磨集电环 表面、紧固电刷联结的软线、更换碳刷或其它方法予以消除
2.4、在运行中应经常保持轴承座周围的清洁，不应让其结垢或是短
路，并且应定期测量绝缘电阻值
AQC锅炉：立式、自然循环、单压、室外露天布置。
SP锅炉：立式、自然循环、单压、室外露天布置 4000KW纯磷汽轮机：型号N4.0-0.75 3600KW汽轮发电机：型号QF2-3.6-2Z
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HX-HSS-PMM 18.04.2015
发电机的结构及基本原理
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的
正常后再操作下步。
操作同期前一定要看汽轮机转速是否在3000r/min，若不在，请中控操
作员调整，等其稳定在3000r/min时方可并网。汽轮机转速正常值 3000r/min,报警3210r/min，停机3270r/min（DEH调节装置）、 3390r/min(TSI监测装置)。
同期时使用手动同期。
HX-HSS-PMM
例如QF2-3.6-2Z
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18.04.2015
余热发电10KV系统介绍
余热发电资料
现场培训资料1、水泥窑余热发电系统的总流程：2、窑头余热锅炉（AQC）烟风系统流程：（1）烟气参数：ASH过热器：风量67980Nm3/h，温度490℃；过热蒸汽温度380℃，过热蒸汽能力47t/h.AQC锅炉入口：风量191749 Nm3/h，温度375℃；SP锅炉入口：风量369000 Nm3/h，温度355℃；（2）系统流程（3）启炉烟风操作顺序：拉链机→检查卸灰阀工作正常→振打→开中温入口阀→开205→开201→关篦冷机冷风阀206→关篦冷机冷风阀207→开202→开高温段入口手动阀。
（4）停炉烟风操作顺序：全开篦冷机冷风阀207→全开篦冷机冷风阀206→关AQC锅炉出口阀205→关过热器出口202→关中温沉降室出口阀201→关高温段入口手动阀→关中温入口阀→振打→卸灰阀→拉链机。
（5）操作原则：1操作之前首先联系窑中控，保证窑运行稳定。
2先操作汽水回路后动烟气回路。
3先开后关；先投除灰后投烟气，先退烟气后退除灰。
4锅炉出口阀205；篦冷机冷风阀207；篦冷机冷风阀206；三者开度总和不能低压100%。
SP锅炉进出口阀和生产主路阀开度之和不低于100%5锅炉水位宁缺不高。
3、窑尾余热锅炉（SP）烟风系统流程图1、系统流程2、启炉操作顺序：开拉链机→检查卸灰铰刀→振打→开SP 锅炉入口烟气阀门303→开SP 锅炉出口烟气阀门301→逐渐关闭生产主路阀302。
在整个操作过程中应及时注意各部分温度、风压变化情况，防止因为风压和温度变化影响水泥窑的运行。
3、停炉顺序与此相反即可。
4、原料烘干温度的调整：依靠降低低压段产汽量，提高锅炉压力直至干烧的方法来提高SP 锅炉出口烟气温度。
5、锅炉水位控制原则：低水位运行，能缺水不能满水。
4、事故情况下的操作：水泥窑对余热电站的影响：1、最主要的影响在于过热器入口温度和风量，防止过热蒸汽温度下降过快，如果调整不及时会造成汽轮机进水。
同时防止因为温度过高对锅炉造成损害。
余热发电基础知识 39页PPT文档
于节约标煤2.04万吨。
(58350×0.35kg=20422吨标煤) 6
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三、余热电站主要 参数
余热发电的主机设备包括窑头(AQC)和窑尾(SP) 的余热锅炉各一套，汽轮机、发电机、水处理设 备、循环冷却设备和DCS控制设备各一套。
利用窑头窑尾的废气温度，进行纯低温余热发 电，烟气自上而下通过过热器、蒸发器、省煤器 、省煤器出口分别供给AQC锅炉蒸发器和SP锅 炉蒸发器。
余热烟气 流经过热器－蒸发器－省煤 器。
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五、余热发电厂的主要设备及其作用
（二）汽轮机部分
汽轮机是由汽轮机本体、调速系统、危急保安器及油系统组成， 它们的作用如下：
（1）汽轮机本体：由锅炉输出的高温高压蒸汽吹动叶轮转动， 将热能变换为机械能。
（2）调速系统：使汽轮机在负荷变化时，自动增大和减小蒸汽 的进汽量，保持汽轮机在额定转速（3000r/min)下稳定运行。
（3）危急保安器：当汽轮机调速系统失灵，转速超过3300r/min ，危急保安器动作，将主汽门关闭，防止汽轮机损坏。
（4）油系统：它是供给汽轮机和发电机各处轴承的润滑油和调 速系统用油。
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五、余热发电厂的主要设备及其作用
（三）电气部分
电气部分由发电机、变压器、高低压配电装置、输电线 路及厂用电和综合自动化系统系统组成，它们的作用 如下：
在当前电价、煤价持高不下的情况下，余热
发电的补充不仅满足国家的节能减排要求
。也是水泥企业降低成本 的有效途径。
以常山南方为例：2×5000／d 水泥生产线，
外加两套水泥粉磨,总用电负荷大约在4.4万
kW左右，而余热发电发电量能达到1.8万
余热发电电气基础知识
水泥余热发电电气部分复习题1、宁国水泥厂1线余热发电机组的发电机视在功率是多少？最大有功出力是多少？该发电机的额定电压是多少？定子的输出电流不得超过多少安培？正在建设的3线余热发电的发电机有功功率是多少？答：宁国水泥厂1线余热发电的发电机视在功率为8100kV A，最大有功出力为7200kW，该发电机的额定电压为6.3kV，定子的最大输出电流不得超过742A；正在建设的3线余热发电发电机有功出力为9100 kW；2、具体说明余热发电的电气主接线的特点。
答：余热发电的电气主接线的特点是：电站的吸收功率与发电机同期并列后输送功率，用的是同一电缆及其线路上开关设备。
具体是：在余热发电站未发电之前，通过总降的52F开关闭合，通过电缆，将电能从总降的母线送至余热电站的52P、52H开关，供电站启动各设备；当电站的发电机发电并由52G开关同期合闸与总降并列后，通过52P 开关、及两开关之间的电力电缆、52F开关向总降母线输送功率，同时也通过52G开关及52H开关，供余热电站自用电。
3、汽轮发电机的主要构造有哪些，其转子构造有哪些特点，与电动机转子相比较，有哪些不同？答：汽轮发电机的构造主要有这几大部分：发电机的定子及固定定子的压板和机座、转子、冷却器等几部分构成。
汽轮发电机的定子是由导磁的铁心和导电的定子绕组组成。
铁心是用0.35～0.5mm 硅钢片叠制成的，直径小的电机定子，由整张硅钢片冲制叠成，直径大的电机铁心，则由硅钢片冲成扇形，然后拼成一个整圆叠成。
每片硅钢片的两面都涂有绝缘漆，以减少铁心的蜗流损耗。
定子铁心的硅钢片之间留有通风孔，铁心用压板压紧，固定在机座上。
三相绕组用云母或玻璃丝带做绝缘，以120°电角度分布在定子铁心槽中，用槽楔压紧。
其输出端三个头及中性点的三个头全部抽出来。
机座是用来固定定子铁心。
箱式发电机的冷却器在发电机的上方，国产发电机的冷却器均放置在发电机下部。
汽轮发电机发电机的转子，是由高机械强度和导磁率高的合金纲锻造而成的，然后在进行机械加工。
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பைடு நூலகம்
四、水泥厂余热发电技术的发展
早期的水泥行业，设计院对发电机组配置 比较保守，2500t／d生产线配3000kW机组 ，5000t／d生产线配6000kW机组，吨熟料 发电量可以达到28kWh/t 。
随着余热机组不断成熟，目前配置：2500t ／d生产线配4500kW机组，5000t／d生产 线配9000kW机组。吨熟料发电量可以达到 38kWh/t 。
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五、余热发电厂的主要设备及其作用
(一)余热锅炉组成部分
余热锅炉部分是由锅炉本体、过热器、省煤器、汽包等组 成，它们的作用如下：
（1）锅炉本体：吸收炉膛中的热量，产生饱和蒸汽。
（2）过热器：将饱和蒸汽进一步加热，提高蒸汽温度为过 热蒸汽。
（3）省煤器：利用烟气的余热提高给水温度。降低排烟 温度，提高锅炉热效率。
（1）发电机：将机械能转换为电能。
（2）变压器：将发电机输送出的电能的电压升高或降 低。余热发电不需要。厂用变压器供辅助设备用电。
（3）高低压配电装置：它是按主接线的要求，由开关 设备、保护测量电器、母线和必要的辅助建筑构成的 总体，其作用是在正常时用来接受和分配电能，在系 统故障时迅速切断故障部分,恢复正常运行。
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二、余热电站的效益
利用水泥生产过程中的余热建设电站后，电 站的产品——电力将回用于水泥生产，大约 减少熟料生产过程50%的购电量。 这套系统在回收水泥生产过程中产生的大量 余热的同时，又减少了水泥厂对环境的热污 染以及粉尘污染，窑头锅炉沉降的粉尘回收 到熟料系统，窑尾余热锅炉沉降的粉尘通过 输送设备回到生料系统。
在当前电价、煤价持高不下的情况下，余热
发电的补充不仅满足国家的节能减排要求
。也是水泥企业降低成本 的有效途径。
以常山南方为例：2×5000／d 水泥生产线，
外加两套水泥粉磨,总用电负荷大约在4.4万
kW左右，而余热发电发电量能达到1.8万
kW ，实际网购电量2.6万kW左右。一条
9MW余热发电年供电量58350万kWh相当
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五、余热发电厂的主要设备及其作用
（4）输电线路：向用户输送电能与系统联络 ，以保证供电的可靠性。
（5）厂用电系统：供给发电厂生产用电、照 明、机修等自用电。
（6）综合自动化系统: 由DCS自动化控制系 统、二次仪表、综合保护装置、电气测量 系统、电气计量系统、电站自动统计报表 系统等组成。完成遥控、遥测、遥信、遥 脉、综合保护功能。
可利用的余热条件如下
A．5000t/d水泥生产线窑头熟料冷却机 中部取风余热230000m3/h（标况）,
温度：380℃～98℃，具有约 8639×104kJ/h的热量。
B．5000t/d水泥生产线窑尾预热器废气 余热量为345000m3/h（标况）－340℃ ～213℃（排出的废气考虑用于生料烘 干），具有6603×104kJ/h的热量；
一、余热电站概况
采用纯低温余热发电技术，将排放到 大气中占熟料烧成系统热耗30％的废 气余热进行回收，通过余热锅炉、低 参数汽轮机等热能利用设备，可将热 能转化为电能（即利用出水泥窑预热 器和篦冷机中部的350℃左右的烟气余 热产生饱和蒸汽和过热蒸汽，过热蒸 汽推动汽轮机做功发电）。
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余热烟气 流经过热器－蒸发器－省煤 器。
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五、余热发电厂的主要设备及其作用
（二）汽轮机部分
汽轮机是由汽轮机本体、调速系统、危急保安器及油系统组成， 它们的作用如下：
（1）汽轮机本体：由锅炉输出的高温高压蒸汽吹动叶轮转动， 将热能变换为机械能。
（2）调速系统：使汽轮机在负荷变化时，自动增大和减小蒸汽 的进汽量，保持汽轮机在额定转速（3000r/min)下稳定运行。
（3）危急保安器：当汽轮机调速系统失灵，转速超过3300r/min ，危急保安器动作，将主汽门关闭，防止汽轮机损坏。
（4）油系统：它是供给汽轮机和发电机各处轴承的润滑油和调 速系统用油。
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五、余热发电厂的主要设备及其作用
（三）电气部分
电气部分由发电机、变压器、高低压配电装置、输电线 路及厂用电和综合自动化系统系统组成，它们的作用 如下：
（4）汽包：汽包是锅炉蒸发设备中的主要部件，是汇集炉 水和饱和蒸汽的圆筒形容器。是加热、蒸发、过热三个 过程的分界点。
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窑尾SP余热锅炉
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余热锅炉工作原理
给水进入余热炉的省煤器加热后被送 入汽包，汽包内的水通过下降管再分 配到蒸发器再次加热产生饱和蒸汽和 饱和水混合物回到汽包，产生的蒸汽 通过汽包上部送到过热器，使饱和的 水蒸气变成过热蒸汽。
主蒸汽额定蒸汽压力: 1.27MPa 主蒸汽额定蒸汽温度: 320~330℃ 进汽压力: 1.15 MPa 进汽温度: 290℃
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四、水泥厂余热发电技术的发展
早期余热电站2019年在海螺集团宁国 水泥厂和冀东水泥厂投产, 那时的余热 电站在水泥行业中占席不多。
2019年以后,余热电站在水泥行业遍 地开花。到目前为止，基本上达到有 水泥生产线 ，必配套余热机组。
于节约标煤2.04万吨。
(58350×0.35kg=20422吨标煤) 5
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三、余热电站主要 参数
余热发电的主机设备包括窑头(AQC)和窑尾(SP) 的余热锅炉各一套，汽轮机、发电机、水处理设 备、循环冷却设备和DCS控制设备各一套。
利用窑头窑尾的废气温度，进行纯低温余热发 电，烟气自上而下通过过热器、蒸发器、省煤器 、省煤器出口分别供给AQC锅炉蒸发器和SP锅 炉蒸发器。
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六、余热发电厂的汽水流程简述
发电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器、凝 结水泵、除氧器、给水泵等组成。炉水在锅炉中 被加热成蒸汽，经过过热器进一部加热后变成过 热蒸汽，过热蒸汽通过主蒸汽管道进入汽轮机， 过热蒸汽在汽轮机中不断膨胀加速，高速流动的 蒸汽冲动汽轮机动叶片,使汽轮机后的蒸汽排入 凝汽器并被冷却水冷却成凝结水，凝结水通过凝 结水泵打入除氧器中与脱氧后的补充水一起由给 水泵打入锅炉。这样就完成了一个周期循环。
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二、余热电站的效益
水泥生产线通过增设纯低温余热电站后， 只计算节省电费一项，一般吨熟料成本可 降低12~14元左右。 一套9MW的余热发电系统，减少锅炉排污 量及粉尘排放量约14t/h，这将给企业带来 巨大的经济效益。这套系统是一个典型的 循环经济范例。
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二、余热电站的效益