關(guān)于水泥窯余熱發(fā)電站運(yùn)營中常見問題的分析和對策

■周少宗 ■中材節(jié)能股份有限公司，天津市 300400

所謂水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)，就是在新型干法水泥窯生產(chǎn)水泥的過程中，將水泥窯所產(chǎn)生的余熱通過一定的回收裝置進(jìn)行回收然后加以利用。通過運(yùn)用水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)，不僅可以提高對于能源的利用率，而且可以對環(huán)境起到很好的保護(hù)作用，并且可以為企業(yè)獲取較高的經(jīng)濟(jì)效益。

1 水泥窯余熱發(fā)電站運(yùn)營中的問題

1.1 余熱鍋爐

一般情況下，水泥窯尾和窯頭分裝了兩臺余熱鍋爐。在鍋爐運(yùn)行的時候，從C1口取出的煙氣通過窯尾鍋爐后一般都在200度左右，正常情況下這部分煙氣正好可用于水泥生料的烘干。但隨著雨季的到來和原料采挖地點的變換，生料的含濕量會發(fā)生較大的變化，這時候，為了滿足生料烘干的需要，窯操就會部分開啟旁路閥門，使大量熱量沒有通過窯尾鍋爐，大大減少了鍋爐蒸發(fā)量，從而減少了發(fā)電量。水泥窯頭鍋爐是利用水泥熟料篦冷機(jī)冷卻熟料的熱風(fēng)進(jìn)行換熱產(chǎn)生蒸汽進(jìn)行發(fā)電，通過冷卻熟料產(chǎn)生的熱量一般有兩個用途，一大部分進(jìn)入到鍋爐進(jìn)行發(fā)電，一小部分進(jìn)入到煤磨對煤粉進(jìn)行烘干。在水泥廠配置了余熱電站后，窯操往往沒有對篦冷機(jī)下的鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行重新調(diào)整，使得這些熱量不能完全進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行發(fā)電。煤磨取風(fēng)系統(tǒng)也沒有進(jìn)行有效的改造，往往和鍋爐產(chǎn)生爭風(fēng)現(xiàn)象，影響了鍋爐的出力。

1.2 汽輪發(fā)電機(jī)

水泥余熱發(fā)電起步的時間比較晚，而且往往沒有得到企業(yè)的廣泛重視，有些企業(yè)管理人員跟本不了解汽機(jī)的真空問題。對于常見的汽輪機(jī)來說，排汽壓力為0.007MPa，溫度為38.℃左右。根據(jù)計算顯示，如果真空每降低0.001MPa，排氣問題就可以升高2.4℃，同時使得排汽焓也升高。

其危害有:(1)蒸汽的可用焓被降低，同時排汽溫度得到提升，那么就會導(dǎo)致機(jī)組熱效率顯著降低。(2)真空的降低可以使排汽溫度得以提高，同時導(dǎo)致各部件出現(xiàn)膨脹，甚至引起機(jī)組變形和中心偏移。(3)如果排汽的溫度太高，那么就可能導(dǎo)致凝汽器的銅管出現(xiàn)脹口松弛現(xiàn)象，導(dǎo)致其密封性降低。(4)真空降低有可能導(dǎo)致排汽的體積流量降低，不利于葉片進(jìn)行正常工作，甚至使其產(chǎn)生脫流與漩渦現(xiàn)象。如果葉片始終受到強(qiáng)大的激振力，那么就可能使其過度震顫而遭到損壞。(5)循環(huán)水流量對于保障凝汽器的真空具有十分重要的作用。在機(jī)械運(yùn)行的過程中，可以根據(jù)機(jī)組負(fù)荷以及環(huán)境參數(shù)來判斷該開啟多少循環(huán)水泵。對于很多電站而言，都將循環(huán)水泵調(diào)節(jié)到變頻控制狀態(tài)，進(jìn)而實現(xiàn)控制循環(huán)水流量的目的。

1.3 循環(huán)水

有一部分余熱電站不會對循環(huán)水進(jìn)行任何處理就直接投入使用，這樣就可以大大降低成本，但是極有可能造成各個凝汽管被腐蝕，最終影響其冷卻效率。如果這些銅管繼續(xù)使用，那么就可能出現(xiàn)泄露問題，必須進(jìn)行停機(jī)檢修。

2 相關(guān)對策

只有通過與水泥窯操的配合使用才可以保障余熱發(fā)電生產(chǎn)工作的正常運(yùn)行。如果水泥窯操需要調(diào)整參數(shù)，那么就要征得余熱發(fā)電站的允許與支持，然后由余熱水電站來確保系統(tǒng)的良好運(yùn)作。余熱發(fā)電系統(tǒng)如果要調(diào)節(jié)風(fēng)門，那么也要先提前告訴窯操，以便保證其做足充分的準(zhǔn)備。通過上述兩個系統(tǒng)的完美結(jié)合，可以保證彼此的良好運(yùn)行，并且獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 篦冷機(jī)操作

在進(jìn)行孰料燃燒的過程中，必須借助于篦冷機(jī)來實現(xiàn)。可見，篦冷機(jī)是孰料冷卻與熱量回收的重要設(shè)備。某些操作可能對于熟料燒成沒有太大影響，但是對窯頭余熱鍋爐卻具有十分明顯的影響。某些時候，窯工藝雖然在正常范圍內(nèi)運(yùn)作，某些溫度過高的煙氣可能影響窯頭鍋爐，甚至影響其正常運(yùn)作。因此，必須從以下幾個方面來削弱這種影響:(1)對鼓風(fēng)機(jī)的各大參數(shù)給予足夠的重視，例如風(fēng)門開度、轉(zhuǎn)速以及電流等。在進(jìn)行實際鼓風(fēng)操作的時候，應(yīng)該采取調(diào)整風(fēng)量的基本方法，而不是采取調(diào)蓖速的方式，因為調(diào)蓖速極有可能引發(fā)各種不良反應(yīng)，使得篦冷機(jī)失去控制。在進(jìn)行蓖速控制的時候，必須保證其與下料量和窯速的協(xié)調(diào)一致性。(2)加大對于蓖板的使用力度，并且做好維護(hù)工作，盡可能保證同室同期。(3)掌握好風(fēng)門的開度大小，盡可能以較小的開度來滿足生產(chǎn)需求，因為這樣可以允許更多的煙氣順利地通過窯頭鍋爐，使得鍋爐的蒸發(fā)量得以提升。

2.2 原料制備系統(tǒng)調(diào)整

在進(jìn)行實際操作的過程中，難免會存在地區(qū)和水平的差異，再加上原料配比的差異，最終使得水泥生料磨的烘干溫度存在不同。對于潮濕地區(qū)而言，烘干溫度會高于290℃，而在雨季則要求達(dá)到更高的320℃。但是，對于一般的窯尾鍋爐而言，其設(shè)計排放溫度不超過220℃，根本滿足不了水泥的生產(chǎn)要求。如果部分煙氣從C1筒出來就被輸送到生料磨，那么需要通過開啟旁路閥門減少窯尾鍋爐進(jìn)氣量來完成，這樣就減少了鍋爐蒸發(fā)量。此時，必須適當(dāng)降低入磨原料的水分，以達(dá)到降低風(fēng)溫的目的。如果天氣潮濕，那么就要適當(dāng)減少原料水分。如果天氣干燥，那么就要將粘土晾干然后儲存起來，以降低后期進(jìn)行物料烘干所需要的熱量。

2.3 煤粉制備系統(tǒng)的調(diào)整

在進(jìn)行煤粉制備時，要盡可能保證其制備系統(tǒng)的漏風(fēng)量不超標(biāo)。還要經(jīng)常檢查收塵器，以保證其前后壓差在一定范圍之內(nèi)。此外，還需要適當(dāng)調(diào)整冷風(fēng)閥，將其設(shè)置于最優(yōu)化的開度，以減少熱量損失。這樣就能減少煤磨的熱量需求，減少煤磨和窯頭鍋爐的掙風(fēng)現(xiàn)象，以提高窯頭鍋爐的蒸發(fā)量。

2.4 為了很好的保證汽輪機(jī)的真空度，電站管理人員一定要關(guān)注以下幾個方面

(1)循環(huán)水的水質(zhì)是保證真空度的必要條件，對于水質(zhì)較差的水源必須進(jìn)行預(yù)處理，降低循環(huán)水的濁度、硬度，使其達(dá)到電站要求。不然的話就會造成冷凝器換熱管結(jié)垢，降低換熱效果，降低真空度。

(2)經(jīng)常檢查射水抽氣裝置，水溫是否過高、運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，以保證足夠好的抽真空效果。

(3)要定期對冷凝器內(nèi)部進(jìn)行清洗。由于循環(huán)水塔漏天放置，水泥廠環(huán)境又比較差，即使經(jīng)過預(yù)處理的循環(huán)水濁度也比較差，所以建議沒年對冷凝器內(nèi)部進(jìn)行清洗一次，對冷凝管采用膠球徹底清洗結(jié)垢，以保證足夠的換熱效果。

3 結(jié)束語

對于一項良好的余熱發(fā)電工程而言，不僅需要良好的設(shè)計，而且需要完美的建設(shè)，再加上合理的使用以及后期的維護(hù)，最終才能使余熱發(fā)電工程效益最大化。然而，很多水泥企業(yè)只是注重前期建設(shè)，卻沒有對后期建設(shè)給予足夠的重視，更沒有意識到維護(hù)的重要性。

［1］張金營.余熱發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)特點［J］.中國水泥，2009，(6):36-38.