余熱發(fā)電實(shí)現(xiàn)冬季安全高效運(yùn)行的措施

韓廣祥

(冀東水泥豐潤(rùn)有限責(zé)任公司，河北 唐山 064000)

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余熱發(fā)電實(shí)現(xiàn)冬季安全高效運(yùn)行的措施

韓廣祥

(冀東水泥豐潤(rùn)有限責(zé)任公司，河北 唐山 064000)

冀東水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)冬季設(shè)備運(yùn)行實(shí)際情況，對(duì)設(shè)備進(jìn)行不斷改造，同時(shí)制定詳盡的防凍措施，保證了窯和發(fā)電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

余熱發(fā)電；改造；制定；防凍措施

0 引 言

冀東水泥北方各公司為保證冬季余熱機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，深切認(rèn)識(shí)到冬季余熱發(fā)電運(yùn)行的重要性，針對(duì)余熱發(fā)電設(shè)備特點(diǎn)，認(rèn)真進(jìn)行了余熱發(fā)電系統(tǒng)改造及冬季防凍辦法及相關(guān)管理預(yù)案，很好的保障了余熱發(fā)電機(jī)組安全、高效穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 實(shí)施循環(huán)風(fēng)改造項(xiàng)目

北方進(jìn)入冬季后隨著氣溫的降低,窯頭鍋爐頻繁因汽溫降低而退出運(yùn)行，余熱發(fā)電機(jī)組實(shí)際性能只達(dá)到設(shè)計(jì)的70%,循環(huán)風(fēng)改造工程主要是將窯頭引風(fēng)機(jī)排出的煙氣重新利用，作為篦冷機(jī)最后一室的冷卻風(fēng)，篦冷機(jī)鼓風(fēng)機(jī)入口風(fēng)溫提高約25℃，AQC鍋爐解列停機(jī)次數(shù)明顯減少，達(dá)到了預(yù)期的效果,對(duì)風(fēng)機(jī)出力及篦冷機(jī)運(yùn)行沒(méi)有影響,，噸熟料發(fā)電量有大幅度的提高。

2 對(duì)熟料系統(tǒng)篦冷機(jī)V1、V2、V3風(fēng)機(jī)及窯尾高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改造

風(fēng)機(jī)改造后，窯頭鍋爐入口風(fēng)量增加近58×103 Nm3/h，窯尾鍋爐入口風(fēng)量增加43×103 Nm3/h，平均臺(tái)時(shí)增加2 188 KWh/h。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可推算負(fù)荷具體增長(zhǎng)情況：

窯頭鍋爐風(fēng)量增加58×103 Nm3/h 、窯尾鍋爐風(fēng)量增加43×103 Nm3/h

熟料廢氣余熱Vol%：

窯頭 窯尾

N277.6% 58.3%

O220.4% 4.3%

H2O 2.0% 7.0%

CO230.4%

由于煙氣是在定壓下?lián)Q熱，利用容積定壓熱容計(jì)算熱量：

PH：

Q=Vo(v|×306-v|×192)=43×103 Nm3/h×[(58.3%×1.314+4.3%×1.358+7.0%×1.544+30.4%×1.865)×306-(58.3%×1.29+4.3%×1.33+7.0%×1.518+30.4%×1.784)×192]=7 694 309.318 kJ

AQC：

Q=Vo(v|×360-v|×84)=58×103 Nm3/h×[(77.6%×1.316+20.4%×1.368+2.0%×1.554)×360-(77.6%×1.299+20.4%×1.311+2.0%×1.501)×84]=21 418 748.54 kJ

因余熱鍋爐只存在固體散熱損失Q2和排煙熱損失Q5，故鍋爐熱效率為70%～80%，折算發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)額定工況熱耗為15 705.88 kJ/kWh，故增加發(fā)電量：

(7 694 309.318 kJ+21 418 748.54 kJ)×0.75/15 705.88 kJ/kWh=1 390.23 kW/h

全天增加發(fā)電量：1 390.23 kW×24 h=33 365.52 kWh

同時(shí)也可用蒸發(fā)量證明：汽輪機(jī)設(shè)計(jì)汽耗量為5.3 kg/KWh，可計(jì)算：

PH：7694 309.318 kJ×0.75/15 705.88 kJ/kWh=367.4249 kWh,

367.424 9 kWh×5.3 kg/kWh/1 000=1.9 T

AQC:21 418 748.54 kJ×0.75/15 705.88 kJ/kWh=1 022.805 56 kWh

1 022.805 56 kWh×5.3 kg/Wh/1 000=5.4 T

3 停機(jī)時(shí)合理調(diào)度輔助設(shè)備的啟停，有效降低廠用電及循環(huán)水用量

在停窯過(guò)程中，由于窯減料極易造成PH主汽超溫，停機(jī)前在滿足全廠供電負(fù)荷前提下，根據(jù)窯況及時(shí)調(diào)整PH運(yùn)行工況，通過(guò)控制PH出力，將停機(jī)主汽溫度控制在310°左右，進(jìn)而控制停機(jī)后汽缸、排氣缸溫度，此項(xiàng)措施縮短停機(jī)后循環(huán)水泵、盤(pán)車(chē)、油泵運(yùn)行時(shí)間15 h，有效降低了廠用電，再加上超發(fā)電量全年廠用電率較預(yù)算下降1.78%，節(jié)省廠用電423.5萬(wàn)kWh。通過(guò)對(duì)濃縮倍率加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，在保證凝汽器銅管不結(jié)垢前提下探索濃縮倍率控制在3.0～3.5來(lái)調(diào)節(jié)溢流量、冬季兩個(gè)雙曲線冷卻塔掛苫布在保持最佳真空前提下減少循環(huán)水對(duì)流蒸發(fā)損失等措施及超發(fā)電量使水耗較預(yù)算降低了1.5 kg/kW時(shí)。

4 加強(qiáng)煙道保溫工作

對(duì)窯尾C1出口至煤磨、原料磨管道保溫進(jìn)行改造加厚，降低煙溫?fù)p失，將煙溫?fù)p失降至合理范圍以內(nèi)，現(xiàn)在已經(jīng)使C1出口至鍋爐進(jìn)口煙氣溫度幾乎不變；另外我們利用停窯機(jī)會(huì)，在爐墻側(cè)壁及受熱面之間增加擋風(fēng)板，使受熱面和側(cè)壁符合50 mm的使用間隙，加長(zhǎng)鍋爐下部導(dǎo)流板，減少煙氣短路，使廢氣熱能得到充分利用，并對(duì)節(jié)流孔圈進(jìn)行了位置調(diào)換；對(duì)于窯尾煙道旁路閥泄漏問(wèn)題，我們?cè)诟G檢修期間已調(diào)整處理到位。從而提高鍋爐的出力。

5 機(jī)爐操作員積極與窯操作員溝通協(xié)調(diào)

及時(shí)合理調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)工藝，在正常情況下，PH爐旁路擋板100%關(guān)閉，窯喂料量在360～380 t/h時(shí)，PH爐風(fēng)溫在290°左右，風(fēng)量在250 000 m3左右。在保證煤磨、原料磨用風(fēng)的情況下，PH爐旁路擋板100%關(guān)閉，AQC爐取風(fēng)溫度在380°左右，風(fēng)量在270 000 m3左右；從而將窯和發(fā)電系統(tǒng)整體的效益得到了極大提升。

6 余熱發(fā)電冬季運(yùn)行的防凍

冀東水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高，鍋爐系統(tǒng)熱效率高，噸熟料發(fā)電量較其他系統(tǒng)大，上述主要特點(diǎn)很大程度上決定于其窯尾鍋爐為臥式鍋爐，臥式鍋爐特點(diǎn)是熱效率高傳熱好，受熱面由于上下懸掛布置很少積灰。但是由于其采用強(qiáng)制循環(huán)技術(shù)而不是自然循環(huán)技術(shù)，存在著鍋爐不能通過(guò)底部排水將水放干。

一旦確定為長(zhǎng)時(shí)間停窯時(shí)，余熱發(fā)電操作人員接到窯操作員停窯通知后，開(kāi)始停機(jī)操作，具體順序?yàn)椋篈QC爐、窯尾鍋爐、汽輪機(jī)。AQC鍋爐本體帶壓放水：當(dāng)AQC鍋爐汽包壓力降至0.3 MPa時(shí)帶壓放水，開(kāi)啟蒸發(fā)管束聯(lián)箱排污、汽包事故放水、定排、空氣門(mén)、打開(kāi)所有在線儀表及汽包水位計(jì)的排污閥進(jìn)行帶壓放水。在給水管道、省煤器放水后，將就地壓力表拆除，壓力變送器連接法蘭解開(kāi)，開(kāi)啟AQC爐入、出口煙道閥，維持入口溫度在200～250°，對(duì)鍋爐內(nèi)部存水進(jìn)行烘干。

窯尾鍋爐停爐時(shí)先開(kāi)啟旁路閥，關(guān)閉鍋爐入口閥，鍋爐進(jìn)行降壓操作，停爐后人工控制汽包壓力30分鐘內(nèi)，窯尾余熱鍋爐汽包壓力降至0.3 MPa并進(jìn)行帶壓放水操作，同時(shí)打開(kāi)窯尾鍋爐進(jìn)出口閥，關(guān)旁路閥，利用余熱烘干爐內(nèi)存水,帶壓放水時(shí)，關(guān)閉窯尾鍋爐汽包上水總閥及旁路，停止強(qiáng)制循環(huán)泵，打開(kāi)所有排污閥、放水閥、空氣閥進(jìn)行放水，并打開(kāi)泵體及暖泵閥、管道放水閥；就地壓力表拆除，壓力變送器連接法蘭解開(kāi)，入口煙道閥保持一定開(kāi)度，維持入口溫度在200～250°，進(jìn)行爐水烘干。

汽輪發(fā)電機(jī)停機(jī)后，關(guān)閉窯尾鍋爐汽包上水總閥、調(diào)節(jié)閥、旁路閥，停止給水泵、凝結(jié)水泵運(yùn)行，開(kāi)啟給水管路、省煤器至閃蒸器管路、省煤器至窯尾鍋爐給水管路所有放水及排空閥門(mén)，進(jìn)行放水；在PH、AQC汽包壓力、水位消失后，打開(kāi)汽包給水總閥、氣動(dòng)閥及前后手動(dòng)閥，防止水平段管道存水冰凍。

循環(huán)水系統(tǒng)不停，工業(yè)水泵根據(jù)需要制定運(yùn)行時(shí)間，并保持需冷卻設(shè)備大流量運(yùn)行，如停機(jī)天數(shù)過(guò)長(zhǎng)，待設(shè)備不需要冷卻用水時(shí)，可進(jìn)行冷卻塔放水及工業(yè)水系統(tǒng)及冷卻設(shè)備冷源側(cè)放水(尤其室外現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)制循環(huán)泵、各采樣冷卻器等)。

7 結(jié)束語(yǔ)

冀東水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)冬季設(shè)備運(yùn)行實(shí)際情況，對(duì)設(shè)備進(jìn)行不斷改造，同時(shí)制定詳盡的防凍措施，保證了窯和發(fā)電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

In Winter the Measures to Achieve the Safe and Efficient Operation of Waste Heat Power Generation

HAN Guang-xiang

(Fengrun Jidong Cement Co., Ltd. Tangshan 064000 Hebei Province,China)

The actual situation of winter equipment running Jidong Cement waste heat power generation system, the ongoing transformation of the equipment, at the same time, the formulation of antifreezing measures detailed, ensure the kiln and the power system safe, stable and efficient operation.

Waste heat power generation; Transformation; Formulation; Antifreeze measures

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.03.009

2014-12-10

2015-02-10

韓廣祥(1974-)，男，高級(jí)工程師，河北豐潤(rùn)人，河北工業(yè)大學(xué)熱能工程專業(yè)，冀東水泥豐潤(rùn)有限責(zé)任公司值班經(jīng)理。

TM611.31

B

1009-3230(2015)03-0039-03