淺談窯尾余熱鍋爐復(fù)合雙壓系統(tǒng)的應(yīng)用

李偉明

（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院 安徽合肥 230051）

淺談窯尾余熱鍋爐復(fù)合雙壓系統(tǒng)的應(yīng)用

李偉明

（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院 安徽合肥 230051）

1 前言

國(guó)內(nèi)水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)經(jīng)過(guò)近十年的高速發(fā)展已較成熟，以單壓、雙壓、閃蒸熱力系統(tǒng)的余熱發(fā)電技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。一般的水泥窯余熱電站中，窯尾余熱鍋爐大多為單壓系統(tǒng)，雙壓系統(tǒng)僅在新疆等少數(shù)少雨地區(qū)得到使用。本文通過(guò)對(duì)窯尾煙氣的分析，探討一般地區(qū)窯尾余熱鍋爐采用雙壓系統(tǒng)的可能性。

2 窯尾煙氣可利用情況分析

我國(guó)幅員遼闊，氣候特征明顯，除西部、西北部降雨較少外，其他地區(qū)都有夏季雨多，冬季少雨的特征，以秦嶺淮河以北的溫帶季風(fēng)氣候區(qū)更為突出，即四季的變化，對(duì)原料的綜合水分影響較大。在水泥窯余熱發(fā)電設(shè)計(jì)中，窯尾余熱鍋爐出口的煙氣大多用于生料磨的烘干用風(fēng)，即窯尾余熱鍋爐出口煙氣的溫度需滿足生料磨系統(tǒng)正常生產(chǎn)的要求。而在一般的設(shè)計(jì)中，大部以雨季時(shí)的生料綜合水分來(lái)確定窯尾余熱鍋爐的出口溫度。下面以國(guó)內(nèi)某5500t/d熟料水泥生產(chǎn)線為例，分析不同季節(jié)下窯尾廢氣的可利用情況。

該廠生料粉磨為立磨系統(tǒng)，雖然立磨設(shè)計(jì)的烘干能力較強(qiáng)，但在雨季時(shí)，入廠原料經(jīng)過(guò)石灰石庫(kù)、原料堆棚的存儲(chǔ)后，入磨的生料綜合水分～3.5%，此時(shí)要求立磨入口混合風(fēng)（循環(huán)風(fēng)與鍋爐出口煙氣的混合）的溫度～170℃，計(jì)算可得窯尾余熱鍋爐出口煙氣溫度約215℃，按此出口溫度，則窯尾余熱鍋爐選用單壓系統(tǒng)；但如在少雨季節(jié)時(shí)，入磨的生料綜合水分在≤2%時(shí)，此時(shí)要求立磨入口混合風(fēng)（循環(huán)風(fēng)與鍋爐出口煙氣的混合）的溫度～148℃，計(jì)算可得窯尾余熱鍋爐出口煙氣溫度約180℃，在此情況下，窯尾余熱鍋爐可采用雙壓系統(tǒng)。

3 窯尾余熱鍋爐復(fù)合雙壓系統(tǒng)的計(jì)算

該廠預(yù)熱器出口煙氣溫度為310℃，風(fēng)量為332000Nm3/h，則窯尾余熱鍋爐分別采用單壓或雙壓系統(tǒng)的參數(shù)見表一。

窯尾余熱鍋爐參數(shù)比較 表一

由表中可見，窯尾余熱鍋爐通過(guò)設(shè)置低壓段，使鍋爐出風(fēng)溫度降至180℃后，可新增0.35MPa(g) -185℃-6.5t/h的低壓蒸汽，如汽輪機(jī)低壓氣耗按9.0kg/kw·h計(jì)算，可增加理論發(fā)電功率為720kW。

4 窯尾余熱鍋爐復(fù)合雙壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)

電站鍋爐參數(shù)配置 表二

經(jīng)過(guò)與業(yè)主多次的交流探討，最終確認(rèn)窯尾余熱鍋爐采用復(fù)合雙壓系統(tǒng)方案，該電站鍋爐參數(shù)配置如下：

5 窯尾余熱鍋爐復(fù)合雙壓系統(tǒng)的運(yùn)行

該電站竣工時(shí)，雨水較多，生料綜合水分～3.5%。當(dāng)生料立磨運(yùn)行時(shí)，切斷窯尾余熱鍋爐低壓段的供水，使低壓段不投入運(yùn)行，保證鍋爐出風(fēng)溫度為215℃，滿足生料烘干要求，此時(shí)電站平均發(fā)電量為7850kW。當(dāng)生料立磨不運(yùn)行時(shí)，低壓段投入運(yùn)行，此時(shí)窯尾余熱鍋爐低壓蒸汽量～6t/h，電站平均發(fā)電量為8500kW，達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)。

6 結(jié)語(yǔ)

電站自投運(yùn)以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行良好，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。但由于電站運(yùn)行時(shí)間較短，復(fù)合雙壓系統(tǒng)是否影響鍋爐管的使用壽命也暫未得到驗(yàn)證，需加強(qiáng)相關(guān)數(shù)據(jù)的收集。同時(shí)，該系統(tǒng)的投運(yùn)與切斷，操作繁瑣，可通過(guò)優(yōu)化電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)，減少電站人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也可避免出現(xiàn)人為失誤。

采用復(fù)合雙壓系統(tǒng)的窯尾余熱鍋爐比單壓系統(tǒng)增加投資～150萬(wàn)元，該系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間按3600小時(shí)考慮，可增加理論發(fā)電量259.2×104kWh，電價(jià)按0.5元/ kWh考慮，年可增加收益為129.6萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。隨著國(guó)內(nèi)水泥市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，水泥企業(yè)進(jìn)一步的節(jié)能增效已刻不容緩。通過(guò)對(duì)水泥窯余熱資源潛能的挖掘，余熱利用的節(jié)能增效還有進(jìn)一步提升的空間。

TQ172

B

1007-6344（2016）03-0003-01

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