制酸裝置余熱發(fā)電系統(tǒng)工藝優(yōu)化分析與應(yīng)用

王 偉,萇 晶,周永星

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司，陜西華縣714100)

制酸裝置余熱發(fā)電系統(tǒng)工藝優(yōu)化分析與應(yīng)用

王 偉,萇 晶,周永星

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司，陜西華縣714100)

硫酸生產(chǎn) 余熱發(fā)電 存在問題 技改 運(yùn)行

金堆城鉬業(yè)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱金鉬股份)硫酸廠2條200 kt/a硫鐵礦制酸生產(chǎn)線采用配氣制酸工藝，實(shí)現(xiàn)了鉬冶煉低濃度煙氣與硫鐵礦高濃度爐氣合并生產(chǎn)w(H2SO4)93%和98%硫酸，并利用了生產(chǎn)硫酸產(chǎn)生的余熱進(jìn)行發(fā)電，配有相應(yīng)的發(fā)電系統(tǒng)。

其中發(fā)電系統(tǒng)含鍋爐給水、鍋爐加藥、2套6 MW抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組及輔機(jī)，以硫酸系統(tǒng)余熱鍋爐產(chǎn)生的高溫中壓蒸汽(3.43 MPa)為工質(zhì)，進(jìn)行發(fā)電并抽出低壓蒸汽(0.49 MPa)供給生產(chǎn)和生活用汽，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。

1 工藝流程及主要設(shè)備

發(fā)電系統(tǒng)工藝流程見圖1，主要設(shè)備明細(xì)見表1。

圖1 發(fā)電系統(tǒng)工藝流程

表1 單套發(fā)電系統(tǒng)主要設(shè)備

2 存在問題分析

鍋爐供汽和發(fā)電系統(tǒng)投運(yùn)后，發(fā)現(xiàn)主要存在以下問題：

1)硫酸系統(tǒng)運(yùn)行與發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的銜接存在問題。硫酸系統(tǒng)運(yùn)行率較低，經(jīng)常發(fā)生停車檢修情況，直接影響發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，調(diào)度在硫酸系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后才通知發(fā)電系統(tǒng)啟動(dòng)，銜接不緊湊。

2)過熱蒸汽浪費(fèi)較大。發(fā)電系統(tǒng)的排空電動(dòng)閥門因上下限位的保護(hù)設(shè)計(jì)，不能完全關(guān)閉，總會(huì)發(fā)生內(nèi)漏，并隨著生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而逐步加大。

3)發(fā)電系統(tǒng)自身的故障導(dǎo)致發(fā)電量減少。

4)原發(fā)電系統(tǒng)操作工藝規(guī)程比較復(fù)雜且不完善。

5)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)外供汽、供暖無節(jié)制，蒸汽浪費(fèi)較大。

6)2條生產(chǎn)線均獨(dú)立運(yùn)行，不能相互協(xié)調(diào)與配合；當(dāng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)組振動(dòng)偏大又不具備檢修條件時(shí)，兩臺(tái)機(jī)組無法協(xié)調(diào)配合進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移，不能使兩機(jī)組均正常運(yùn)行，發(fā)電量不下降。

7)除氧器水封高度不夠，除氧水溫度超過100 ℃時(shí)，水封必破。大量的蒸汽帶水噴出，蒸汽浪費(fèi)大，且操作不安全。

3 解決方案

針對(duì)存在的問題，分兩個(gè)階段采取相應(yīng)的技改和完善措施加以解決。

3.1 第一階段2015年實(shí)施

1)針對(duì)硫酸系統(tǒng)運(yùn)行與發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的銜接問題，規(guī)定了發(fā)電系統(tǒng)開停車的工藝條件和操作要求，縮短開停車的時(shí)間，提高發(fā)電量。在硫酸開車穩(wěn)定后，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程：熱機(jī)組1 h內(nèi)并網(wǎng)，冷機(jī)組3 h內(nèi)并網(wǎng)，確保機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，不觸發(fā)各項(xiàng)保護(hù)動(dòng)作；硫酸停車前10 min內(nèi)先解列，然后停發(fā)電機(jī)組，不得過早停車，盡量增加發(fā)電量；崗位按要求蒸汽超過350 ℃時(shí)，提前暖管、抽真空，壓縮開車并網(wǎng)時(shí)間，提高發(fā)電量，增加硫酸廠效益。

2)改變?cè)僮饕?guī)定，要求發(fā)電系統(tǒng)開車正常后關(guān)閉檢修手動(dòng)排空閥門，開啟電動(dòng)放空閥，杜絕蒸汽浪費(fèi)，增加發(fā)電量。

3)制定相關(guān)檢修制度和點(diǎn)檢制度。檢查系統(tǒng)管線，關(guān)閉相關(guān)閥門，自然冷卻；在硫酸系統(tǒng)停車時(shí)，搭車對(duì)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)和檢修，檢修有計(jì)劃有步驟，盡量縮短檢修時(shí)間；對(duì)備用設(shè)備進(jìn)行倒換運(yùn)行；崗位點(diǎn)檢和專職點(diǎn)檢相結(jié)合：崗位點(diǎn)檢和巡檢認(rèn)真仔細(xì)，車間每天安排專人對(duì)設(shè)備、人員、崗位記錄進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，激勵(lì)崗位責(zé)任心。

4)針對(duì)原發(fā)電系統(tǒng)工藝規(guī)程不完善，操作比較復(fù)雜，事故頻發(fā)的問題，技術(shù)人員編制了《發(fā)電工藝操作標(biāo)準(zhǔn)化》、《發(fā)電設(shè)備操作標(biāo)準(zhǔn)化》等作業(yè)指導(dǎo)書。這些制度簡(jiǎn)單高效，便于學(xué)習(xí)，適用于硫酸廠的實(shí)際生產(chǎn)。

5)針對(duì)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)外供汽供暖無節(jié)制，蒸汽浪費(fèi)較大的現(xiàn)象，提出了對(duì)外供汽供暖方案。如：將用汽大戶冶煉廠生產(chǎn)供汽氣壓控制在0.2 MPa即可滿足用戶需要；杜絕管線、閥門跑冒滴漏，增加發(fā)電蒸汽量；公寓樓和食堂及取暖等供汽閥門微開，即可保證其用汽量，減少蒸汽浪費(fèi)，提高發(fā)電蒸汽量，也多回收發(fā)電冷凝水，減少脫鹽水站制水壓力，同時(shí)節(jié)省制水成本。

6)把一、二期硫酸系統(tǒng)鍋爐供汽主蒸汽管線進(jìn)行連通，當(dāng)任何一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)增大時(shí)，由震動(dòng)大的機(jī)組抽氣對(duì)外供汽，降低負(fù)荷以適應(yīng)震動(dòng)，其他機(jī)組減少對(duì)外供汽，提高機(jī)組負(fù)荷。既保護(hù)震動(dòng)大的機(jī)組能正常運(yùn)行，又能使蒸汽不浪費(fèi)，合理利用。

7)由于除氧器在四樓頂部平臺(tái)上，水封底部和平臺(tái)無合適距離，無法在平臺(tái)上對(duì)水封進(jìn)行加長(zhǎng)，在地面重新制作新的水封，高度為4 m，設(shè)有補(bǔ)水、排污和溢流水管，將溢流水引至凈水站水池，避免浪費(fèi)。當(dāng)除氧水溫度在104 ℃，水封壓力為0.03 MPa，完全滿足除氧效果。

9)將發(fā)電功率因數(shù)調(diào)整到大于90%，平常為92%，減少無功，提高發(fā)電量。

3.2 第二階段2016年實(shí)施

1)將硫酸系統(tǒng)排渣工序的浸沒式冷卻滾筒更換為冷渣機(jī)，型號(hào)GTX-XT-12152,出力10 t/h，冷卻脫鹽水量小于或等于30 t/h，進(jìn)水溫度小于或等于25 ℃，出水溫度50～80 ℃。

2)將直接通往除氧器的脫鹽水改為先進(jìn)冷渣機(jī)加熱后，再進(jìn)入除氧器。這樣可降低除氧器的蒸汽用量，多余蒸汽用于發(fā)電。

3)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，鍋爐供汽和發(fā)電系統(tǒng)是密閉式運(yùn)行，冷凝水是全封閉式回收，對(duì)冷凝水的再次加熱除氧是沒有必要的，浪費(fèi)了大量的蒸汽和熱能，故將發(fā)電冷凝水由原進(jìn)入除氧器除氧頭加熱除氧，接三通加閥門，改為可短路直接進(jìn)入除氧器水箱，只對(duì)經(jīng)過冷渣機(jī)補(bǔ)充來的脫鹽水進(jìn)行加熱除氧，這樣可以節(jié)約大量的蒸汽用于發(fā)電。

4 運(yùn)行情況

4.1 第一階段實(shí)施后運(yùn)行情況

經(jīng)過技改、工藝、規(guī)章制度的完善實(shí)施后，盡管同年增加了有機(jī)胺尾氣吸收項(xiàng)目和錸回收項(xiàng)目用汽，發(fā)電工作仍然取得了較好的效果。

1)2015年全年發(fā)電量比去年同期多發(fā)電2.16×106kWh，增幅3.97%，增加效益約81萬(wàn)元。

2)噸酸發(fā)電量由2014年135 kWh提高到145.7 kWh。

3)有機(jī)胺尾氣吸收項(xiàng)目和錸回收項(xiàng)目用汽，根據(jù)實(shí)際用量，消耗蒸汽折合的發(fā)電量在(3.39～5.09)×106kWh，經(jīng)濟(jì)效益為122～183萬(wàn)元。

4)多發(fā)電量2.16×106kWh，即多回收的冷凝水約11 kt，節(jié)約脫鹽水生產(chǎn)成本約6萬(wàn)元。

5)減少了發(fā)電機(jī)組的維修費(fèi)用，維修費(fèi)用由計(jì)劃的0.006元/kWh下降為0.002元/kWh，下降幅度為66.7%。

6)2015年比2014年同期相比，多創(chuàng)造價(jià)值200余萬(wàn)元。

7)發(fā)電系統(tǒng)水封連接管線由于水汽沖擊，不到一年焊縫開裂漏水，后在管道中加裝波紋膨脹節(jié)，解決了這一問題。

4.2 第二階段實(shí)施后運(yùn)行情況

1)2016年總發(fā)電量比2015年多發(fā)電1.42×106kWh，增幅2.4%；比2014年發(fā)電量增加3.58×106kWh，提高6.28%。

2)噸酸發(fā)電量由2015年的145.7 kWh提高到147.3 kWh。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過以上技改后，鍋爐水質(zhì)指標(biāo)合格率高，發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行正常，噸酸發(fā)電量有大幅度提升，在硫酸行業(yè)市場(chǎng)低迷的情況下，為企業(yè)降本節(jié)能增效做出了貢獻(xiàn)。

Process optimization analysis and application of power generation system

WANGWei,CHANGJing,ZHOUYongxing

(Jinduicheng Molybdenum Co., Ltd., Huaxian, Shaanxi, 714100, China)

sulphuric acid production; power generation system; issues; technical improvement; operation

2017-01-24。

王偉，男，金堆城鉬業(yè)股份有限公司機(jī)械工程師、硫酸廠動(dòng)力車間主任，主要從事硫酸發(fā)電生產(chǎn)管理工作。電話:13891347955；E-mail：jbgsww@163.com。

TQ111.16；X706

B

1002-1507(2017)05-0013-03