提高水泥纯低温余热发电量的方法与途径
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提高水泥窑纯低温余热发电能力的途径近年来,随着我国水泥工业工艺及装备技术得以迅速发展,百数十条数千吨级新型干法水泥熟料生产线(简称水泥窑)的陆续投产,为水泥窑纯低温余热发电技术及装备的推广应用创造了市场条件。
在这个背景条件下,目前国内具有水泥窑余热发电工程设计、技术开发能力的数家单位,以利用日本KHI技术及设备建设的安徽宁国水泥厂、广西柳州水泥厂纯低温余热电站为蓝本,推出了几种水泥窑纯低温余热发电的热力循环系统并已在水泥工业开始陆续推广应用。
由于日本KHI提供的余热发电技术及设备是用于上世纪八十年代利用当时国外先进水泥工艺技术及装备建成的带有四级预热器的新型干法窑,考虑目前国内陆续投产的大型水泥窑技术及装备的变化并结合国内火力发电设备设计制造现状,对水泥工业纯低温余热发电应采用的热力循环系统、循环参数进行深入的研究分析从而进一步确定并提高适于我国国情的纯低温余热发电技术及装备水平、充分回收余热尽而提高余热发电能力是非常必要的。
二、水泥窑可用于发电的余热分布及变化目前国内新型干法水泥熟料生产线由于第三代冷却机、大型立磨等新工艺、新设备的应用,熟料综合能耗得以大幅降低,可用于发电的余热也有了较大的变化,其中尤其是熟料冷却机废气余热。
对于这种水泥窑,目前可用于发电的余热:其一,熟料冷却机排出的废气余热可全部用于发电;其二,窑尾预热器排出的废气余热,部分可用于发电,部分用于水泥生产所需原燃料的烘干。
以5000t/d水泥窑为例,可用于发电的余热分布情况见图1。
图1 5000t/d级新型干法水泥窑余热分布图上世纪八十年代利用当时国外先进技术及设备建设的水泥窑,可用于发电的余热分布与目前国内大型水泥生产线是相同的,但由于熟料冷却机、粉磨等工艺及设备技术的不同,可用于发电的余热量发生了较大变化,以安徽宁国水泥厂4000t/d水泥窑及目前国产5000t/d水泥窑为例比较如下:见表1。
表1 水泥窑可用于发电的余热比较表可用于发电的余热表1中两条水泥窑可用于发电的总余热量与水泥窑总热耗的比例是基本相同的,但分布却发生了很大变化:由于原料粉磨系统普遍采用立磨工艺,使烘干物料用的预热器废气温度由~250℃降低至~210℃,在单位熟料预热器废气余热总量基本不变的情况下,可用于发电的余热量由占预热器总余热量的27.2%提高至36.48%;由于第三代冷却机热效率的提高,使可用于发电的余热量由占废气总余热量的43.16%降至37.23%,同时降低了熟料热耗。
提高水泥窑余热发电量的优化措施分析汇报人:2024-01-07•引言•水泥窑余热发电技术概述•提高水泥窑余热发电量的优化措施目录•优化措施实施与效果分析•结论与展望01引言研究背景与意义水泥窑余热发电是节能减排的重要手段,对于降低能耗、减少环境污染具有重要意义。
随着能源需求的不断增长,提高水泥窑余热发电量成为了研究的热点问题。
国内水泥窑余热发电技术起步较晚,但发展迅速,目前已有多个成功案例。
研究主要集中在提高发电效率、降低能耗等方面。
国外水泥窑余热发电技术相对成熟,已有许多成功的应用案例。
研究重点在于提高发电量、降低成本以及优化系统性能等方面。
国内外研究现状国外研究国内研究02水泥窑余热发电技术概述水泥窑余热发电技术概述•请输入您的内容03提高水泥窑余热发电量的优化措施采用高效、耐用的余热回收设备,提高余热回收效率。
优化余热回收设备增加余热回收环节改进余热回收技术在水泥窑的合适位置增设余热回收装置,尽可能多地捕获余热。
研究并应用先进的余热回收技术,如热管技术、热泵技术等,提高余热利用率。
030201余热回收技术优化1 2 3合理配置发电机组的数量和规模,提高发电效率。
优化发电机组配置优化发电系统的设计,降低能量损失,提高发电效率。
改进发电系统设计定期对发电系统进行维护和保养,确保系统正常运行,提高发电量。
加强发电系统维护发电系统技术优化03实施节能减排措施采取节能减排措施,降低能耗和污染物排放,提高能源利用效率。
01制定合理的运行管理制度建立完善的运行管理制度,规范操作流程,提高运行效率。
02加强人员培训对操作人员进行专业培训,提高操作技能和安全意识,确保设备安全稳定运行。
管理运行优化04优化措施实施与效果分析改进余热回收系统通过改进余热回收系统的设计和材料,提高余热的收集和利用效率。
调整发电系统参数根据实际运行情况,调整发电系统的相关参数,如蒸汽温度、压力、流量等,以提高发电效率。
引入智能化控制技术利用先进的传感器和控制系统,实时监测和调整发电系统的运行状态,实现最优化的控制效果。
提高水泥余热发电量的优化改造措施石亮发布时间:2023-05-16T03:13:44.563Z 来源:《建筑实践》2023年5期作者:石亮[导读] 统计数据显示,即使在最先进的预分解窑水泥生产工艺中,仍有约35%的低温余热被浪费掉。
因此,合理有效地利用余热资源意义重大。
当前,我国为水泥行业制定了一系列低温余热发电的配套政策,鼓励水泥行业充分利用本身废弃的热能进行发电,这不仅可以提供额外的能源,还能有效降低生产中排入大气的废热及粉尘等的污染物。
国内水泥企业大多都配套建成了余热发电工程,从企业运行的结果看,取得了一定的成果。
但也有一些则出现了发电量低的情况。
我公司余热发电机组采用了QC240/360-19-1.6/340窑头锅炉和QC350/330-26-1.25/305窑尾锅炉,BN9-1.25/0.14补齐型汽轮机和QF-J9-2型发电机。
在实际使用过程中,因发电系统与烧成系统配合的问题,导致发电量低,余热利用不充分。
现将相关措施介绍,供参考。
中材节能股份有限公司天津 300400摘要:统计数据显示,即使在最先进的预分解窑水泥生产工艺中,仍有约35%的低温余热被浪费掉。
因此,合理有效地利用余热资源意义重大。
当前,我国为水泥行业制定了一系列低温余热发电的配套政策,鼓励水泥行业充分利用本身废弃的热能进行发电,这不仅可以提供额外的能源,还能有效降低生产中排入大气的废热及粉尘等的污染物。
国内水泥企业大多都配套建成了余热发电工程,从企业运行的结果看,取得了一定的成果。
但也有一些则出现了发电量低的情况。
我公司余热发电机组采用了QC240/360-19-1.6/340窑头锅炉和QC350/330-26-1.25/305窑尾锅炉,BN9-1.25/0.14补齐型汽轮机和QF-J9-2型发电机。
在实际使用过程中,因发电系统与烧成系统配合的问题,导致发电量低,余热利用不充分。
现将相关措施介绍,供参考。
关键词:水泥余热;发电量;优化;改造措施引言在国家节能减排政策的引导下,国内大型水泥企业均已配套建设余热发电工程,并且获得了很好的经济效益和社会环境收益。
如何提高水泥窑余热发电的价值中联水泥翟金明现代水泥技术装备和水泥窑余热发电已经遍布祖国各地,余热发电的基础是水泥窑提供的余热,在工艺和装备已经定型的情况下,它的运行效果与窑操的水平密不可分,如何在中控室获取理想的操作效果,直接关系到余热发电的运行情况和经济效益。
一、关于热力系统的优化“余热发电”与“火力发电”相比,相同点都是发电。
就发电系统来讲,余热发电没有太多的新东西,而且装备也要小得多,不会有太多的问题。
所不同的是,一个是“余热”、一个是“火力”,主要区别在热力系统的不同上。
进一步讲就是热源的不同,“余热”这个热源与“火力”相比,品质要低得多,利用起来要复杂得多,这才是搞好余热发电的关键所在。
目前的水泥窑纯低温余热发电,热力系统采用较多的是:“双压系统”和“窑尾蒸汽到窑头进一步加热” 的设计,应该说比以前优化了许多,也取得了明显的效果,但还有进一步优化的空间。
主要是窑头余热的进一步细分,把短缺的优质余热分离出来,用于锅炉的关键部位,比如:1,在篦冷机篦上的二三段之间加隔墙,防止三段低温废气串入对二段中温废气的贫化;2,将余热发电在篦冷机上的取风口一分为二,实现高温废气与中温废气的分开使用,进一步提高锅炉的蒸发能力;3,在篦冷机的低温区增加一个取风口,作为煤磨用风的主风源,原有中温区的取风口仅作调节温度使用,把原来用于煤磨烘干的中温风让给发电;4,利用窑头排放的废气(还有100多C)作为篦冷机一二段的冷却风源,抬高余热发电的取风温度,也减少了废气排放;5,进一步增加篦冷机一二段的料层厚度(必要时须对篦下风机进行提压改造),加强熟料中热量的集中释放,提高余热发电取风温度;6,如有必要,可以在三次风管内、或窑头罩内增设蒸发器;或直接取少量的三次风或二次风用于锅炉的蒸发段;或采用有利于综合利用的补燃措施。
二、如何培养一个优秀操作员优秀的操作员应该能够利用所拥有的全部操作和管理资源,按照应有的程序与方法,根据现场实际作出判断和选择,从而实现最佳操作和管理。
提高水泥窑纯低温余热发电能力的措施目前我国新型干法水泥窑纯低温余热发电几种热力循环系统、循环参数、废气取热方式的特点及存在主要问题的分析、比较,结合可利用的水泥窑余热实际情况,提出了提高型水泥窑纯低温余热发电的热力循环系统、循环参数及废气取热方式。
在我国水泥工业工艺及装备技术得以迅速发展、百数十条日产数千吨级大型干法水泥熟料生产线陆续投产的情况下,本文对纯低温余热发电技术的工程设计、装备开发及推广、应用、发展、提高将有一定的参考作用。
1刖言近年来,随着我国水泥工业工艺及装备技术得以迅速发展,百数十条数千吨级新型干法水泥熟料生产线(简称水泥窑)的陆续投产,为水泥窑纯低温余热发电技术及装备的推广应用创造了市场条件。
在这个背景条件下,目前国内具有水泥窑余热发电工程设计、技术开发能力的数家单位,以利用日本KHI技术及设备建设的安徽宁国水泥厂、广西柳州水泥厂纯低温余热电站为蓝本,推出了几种水泥窑纯低温余热发电的热力循环系统并已在上海万安企业1400t/d预分解窑、江西万年2000t/d预分解窑上实际应用。
考虑目前国内陆续投产的大型水泥窑技术及装备的变化并结合国内火力发电设备设计制造现状,对水泥工业纯低温余热发电应采用的热力循环系统、循环参数及废气取热方式进行深入的研究分析从而进一步提高我国纯低温余热发电技术及装备水平、充分合理利用余热尽而提高余热发电能力是非常必要的。
2、目前我国纯低温余热发电技术采用的几种热力循环系统、循环参数及废气取热方式的特点及存在的主要问题目前水泥窑纯低温余热发电技术中热力循环系统的构成、循环参数及熟料冷却机、窑尾预热器废气取热方式有如下三种:其一:不补汽式纯低温余热发电热力循环系统、循环参数及废气取热方式,见图1。
其二:复合闪蒸补汽式纯低温余热发电热力循环系统、循环参数及废气取热方式,见图其三:多压补汽式纯低温余热发电热力循环系统、循环参数及废气取热方式,见图3。
图1:不补汽式纯低温余热发电热力循环系统、循环参数及废气取热方式图2 :复合闪蒸补汽式纯低温余热发电热力循环系统、循环参数及废气取热方式图3 :多压补汽式纯低温余热发电热力循环系统及废气取热方式2.1上述热力循环系统、循环参数及废气取热方式的主要特点:(1) 仅在水泥窑窑头熟料冷却机中部设一个抽取冷却机废气的抽废气口,根据水泥窑规模的不同,抽取的废气温度在250〜400 C范围内。
提高纯低温余热发电量的措施提高纯低温余热发电量的措施主要包括以下几个方面:
1.热力循环技术。
通过采用热力循环技术,将低温余热从低温热源中提取出来,进而将其转化为高温热源。
这样就能够提高低温余热的利用效率,从而增加了发电的能力。
2.使用高效换热设备。
高效的换热设备可以显著提高低温余热的传热系数,进而提高余热的利用率。
这样就能够将低温余热转化为可用能源,从而增加发电的能力。
3.利用纳米材料降低热损失。
通过使用纳米材料来降低热量的散失,从而提高低温余热的利用效率。
纳米材料的热传导率比常规材料高得多,可以有效地提高热能的转化效率。
4.使用废热回收系统。
废热回收系统可以将产生的热量再次利用,从而提高能源的利用效率。
废热回收系统一般都设置在冷却系统之前,以尽可能多地回收废热。
5.热电联产技术。
热电联产技术可以充分利用余热,实现能源的高效利用。
热电联产系统一般由发电机组、热交换器、锅炉、蒸汽轮机等组成。
这些设备可以将余热转化为热能和电能,从而提高能源的利用效率。
综上所述,提高纯低温余热发电量的措施主要包括提高低温余热的利用效率、使用高效换热设备、利用纳米材料降低热损失、使用废
热回收系统和热电联产技术等。
这些措施可以有效地提高能源的利用效率,实现低温余热的高效利用。
水泥企业提高余热发电量措施以水泥企业提高余热发电量的措施为题,本文将从技术和管理两个方面进行阐述,旨在探讨如何最大限度地利用水泥生产过程中产生的余热,提高发电量,实现资源的有效利用。
一、技术措施1. 余热回收系统的优化:水泥生产过程中产生的余热主要集中在窑炉和冷却系统中,通过优化余热回收系统,可有效提高余热的回收利用效率。
例如,在窑炉排气系统中增设余热锅炉,将高温废气转化为饱和蒸汽,用于发电或其他用途。
同时,改进冷却系统的结构和工艺,减少冷却废气的排放,提高余热的回收率。
2. 热交换技术的应用:通过热交换器将窑炉废气中的余热传递给进料物料,实现热能的再利用。
例如,可以将回转窑炉废气中的余热用于煤粉烘干、预热新鲜进料物料等,从而降低能耗,提高余热利用效果。
3. ORC发电技术的引入:有机朗肯循环(ORC)发电技术是一种适用于低温余热发电的技术,其原理是通过热能将有机工质加热蒸发,驱动涡轮机发电。
该技术可以有效利用水泥生产过程中较低温度的余热,提高发电效率。
4. 废热余热联合发电:将水泥生产过程中产生的废热与余热进行联合发电,提高发电效率。
例如,可以利用水泥熟料的冷却废热和窑炉排气中的余热,采用废热余热联合循环发电技术,实现发电量的最大化。
二、管理措施1. 强化节能意识:水泥企业应加强员工的节能意识培养和教育,提高能源利用效率。
通过制定节能目标和评奖制度,激励员工积极参与节能工作,减少能源浪费。
2. 完善管理机制:建立健全的能源管理体系,制定科学合理的能源管理制度和操作规程,明确责任分工,加强能源监测和数据分析,及时发现并解决能源消耗过高的问题,提高能源利用效率。
3. 技术改造和设备更新:水泥企业应关注新能源技术的发展,积极引进和应用先进的节能设备和技术,提高水泥生产过程中余热的回收利用率。
通过技术改造和设备更新,降低能耗,提高发电效率。
4. 合理规划能源布局:水泥企业在设计新厂区或进行扩建时,应合理规划能源布局,考虑余热回收设施的建设和布局。
水泥余热发电进展方向及其提高途径(郑重声明,本文转自中国水泥备件网,严禁商用)一、水泥余热发电的进展方向1 作为余热电站,不能够增加生产线消耗来提多发电量。
增加煤耗(热耗)+增加发电效益可否提高水泥工厂综合效益,那个话题值得考虑。
很多设计单位、业主都有如此的方式,确实是增加水泥熟料生产线的热耗,综合效益就能够取得提高,或增加了热耗,没有达到发电的效率,就增加煤耗的匹配;依照咱们的调查和了解,依据南京工业大学做过的相关实验,增加水泥熟料生产线的热耗即增加煤耗与增加发电量的比值是:多发一度电,需增加1.4kg的煤左右。
这种靠增加热耗来进行发电,制造余热来发电,无益于整个发电系统、余热发电的科学进展。
若是说某个地址煤价很廉价,电价很高,且电力又很缺少,以上方法在短时间来讲能够取得必然的利用,但从长期进展来讲这种做法是不可取的。
在余热发电上,咱们应利用一次热源,不能制造热源再进行发电。
2 不阻碍生产线的正常生产。
3 运行的稳固性,通过提高机组运转率,提高机组年发电量。
二、提高余热发电的途径此刻很多生产企业已经上马或正打算上余热发电项目,如何提高余热发电的能力,余热发电的途径有哪些也成为业内关注的核心问题之一。
咱们对余热必需充分利用,可是前提是在不增加水泥熟料生产的热耗、不制造余热来发电的情形下。
提高余热发电的途径(一)1采纳我院专利窑头锅炉,较少烟风管道、外置式沉降室散热(每吨熟料发电可增加2kWh)。
咱们的窑头锅炉采纳沉降室与锅炉一体化,减少沉降室的散热。
以去年咱们在浙江的某个项目为例,一条2500t/d的水泥熟料生产线,起初的小时发电量是3000 kWh左右,改换了咱们的专利窑头锅炉后,发电量3400kWh以上。
汽轮机,窑头、循环水系统都不用变更,确实是单纯的改换窑头锅炉,发电量提高了百分之十几。
2 增强窑尾预热器的保温,提高进入SP锅炉温度。
很多设计院为了设计的好看,在预热器的表面并无进行保温,或保温的成效很差,在这种情形下应该增强预热器的保温,余热资源是必然的,不能白白浪费。
生产技术Technology屈松记1 ,齐俊华2(1.登封嵩基集团水泥公司,登封 452476;2.河南省建材工业协会,郑州 450008)我国水泥产能的超常发展,导致水泥企业经济效益下滑,吨水泥利润低微、甚至为负数,主业不赚钱;而纯低温余热电站已成为水泥企业新的经济增长点,成为“救命”、致富之宝。
一个5 000t/d生产线的余热电站,一年可为企业带来2 000~3 000万元的经济利益。
因此,建设好余热电站、管理好余热电站已成为企业的中心工作。
1 余热电站热力系统方案选择提高水泥纯低温余热发电站的发电能力首先要做好余热电站热力系统的方案选择。
余热电站的核心是热力循环系统,当前较为成功、成熟的热力循环方式主要有单压系统、闪蒸系统、双压系统等三种基本模式,以及由此而衍生的复合系统。
1.1 单压系统单压系统是目前较普遍采用的热力系统。
在该系统中,窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉生产相同或相近参数的主蒸汽,混合后进入汽轮机,主蒸汽在汽轮机内作功、在冷凝器凝结成水,经窑头锅炉加热后到热力除氧器除氧,由给水泵送入窑头余热锅炉加热,窑头余热锅炉生产的热水再为窑头余热锅炉蒸汽段和窑尾余热锅炉供水,从而形成一个完整的热力循环。
单压系统的主要特点是汽轮机只设置一个高压蒸汽进汽口。
1.2 闪蒸补汽系统闪蒸系统应用热力学上的闪蒸原理,根据废气余热品质的不同而生产一定压力的主蒸汽和热水,主蒸汽进入汽轮机高压进汽口;热水则在闪蒸容器里产生出低压的饱和蒸汽,然后补入补汽式汽轮机专门设计的低压进汽口;主蒸汽及低压饱和蒸汽在汽轮机内一起作功,拖动发电机发电,低压蒸汽发生器内的饱和水进入除氧器与冷凝水一起经除氧后再由给水泵供给锅炉。
1.3 双压补汽系统双压系统是根据废气余热品位的不同,分别生产较高压力和较低压力的两路蒸汽。
余热锅炉生产较高压力的蒸汽后,烟气温度降低,依据低温烟气的品位,再生产低压蒸汽。
较高压力的蒸汽作为主蒸汽进入汽轮机主进汽口;较低压力的蒸汽进入汽轮机的低压进汽口,一起推动汽轮机作功、发电;作功后的乏汽在冷凝器凝结成水后、经凝结水泵加压到除氧器除氧,再进入热力循环。
上述三种技术没有本质的区别,共同的特点:都是利用在窑头熟料冷却机中部增设抽废气口或直接利用冷却机尾部废气出口的400℃以下废气及窑尾预热器排出的300℃~350℃的废气余热;最重要的特点是采用0.69MPa~1.27MPa-280℃~340℃低压低温主蒸汽。
区别仅在于:窑头熟料冷却机在生产0.69MPa~1.27MPa-280℃~340℃低压低温蒸汽的同时或同时再生产0.1MPa~0.5MPa-饱和~160℃低压低温蒸汽、或同时再生产85℃~200℃的热水;汽轮机采用补汽式或不补汽式汽轮机;复合闪蒸补汽式适用于汽轮机房与冷却机距离较远的情况,而双压补汽式适用于汽轮机房与冷却机距离较近的情况。
上述三个方案各有优缺点。
技术上:单压方案简单,运转可靠,但余热开发、利用不完全;闪蒸和双压系统具有能源梯级开发利用优势,比单压系统技术更为先进,较单压系统多发电在8%~10%左右。
一个5 000t/d生产线的余热电站,吨熟料如超发电1kWh,全年可为企业带来80~100万元的利润,故双压方案等更为合理,发展较快。
1.4 双压热力系统这是目前较为常用的方案,该方案充分利用余热资源,设置两台不同参数余热锅炉,采用补汽凝汽式汽轮机,提高汽轮机内效率,提高吨熟料发电量。
工艺流程介绍如下。
(1)在窑头设置双压余热锅炉,承担公共加热和生成低压蒸汽,同时生成部分高压蒸汽;采用立式自然循环,膜式受热面,带有两个汽包;烟气管路自上而下通过锅炉,先后经过锅炉内部的高压过热器、高压蒸发器、低压过热器、低压蒸发器和公共加热器;窑头余热锅炉前设置自然沉降除灰装置,锅炉传热管为螺旋翅片管。
(2)在窑尾设置生成高压蒸汽的窑尾余热锅炉,采中图分类号:TQ172.625.9 文献标识码:B 文章编号:1671-8321(2015)06-0097-04生产技术Technology用立式自然循环,膜式受热面,带有一个汽包;窑尾锅炉的传热管为蛇形管,烟气在换热管外流动,自上而下通过锅炉,同时设置机械振打除尘装置。
高温烟气直接引入窑尾余热锅炉,利用窑尾余热锅炉吸收其热量后,降为225℃左右的烟气进入原料磨烘干原料,经除尘器除尘后,通过烟囱排放。
(3)两台余热锅炉所生成的高压主蒸汽经混均器混合后,通过主管道进入补汽凝汽式汽轮机,低压蒸汽经补汽管道进入汽轮机;汽轮机尾部乏汽进入冷凝器,凝结水通过凝结水泵和管道进入真空除氧器,在除氧器内经除氧后的水通过锅炉给水泵进入锅炉。
窑尾预热器产生的废气经改造后的管路引入窑尾余热锅炉,换热后的废气经管路进入原料磨,再经收尘器从烟囱排出;篦冷机中部冷却熟料产生的约400℃的废气经抽气管道进入窑头余热锅炉,换热后约95℃的烟气进入除尘器,通过烟囱排入大气。
采用双压锅炉,可充分利用热力资源,提高热效率,降低排气温度。
2 提高余热电站发电量的方法与途径余热电站发电量多少首先取决于热力方案的选择是否先进、合理;而窑系统的正确、稳定运行是稳定和提高余热发电量的基础,是否能够为余热电站提供量大而温度较高的废气,是提高余热发电量的有效途径和保障,其中出窑熟料温度和窑尾废气量是较为关键的因素。
2.1 提高出窑熟料的温度余热电站,顾名思义,是利用余热进行发电。
发电量的高低、多少,取决于废气温度的高低、废气量的多少,取决于废气总热量的多少。
废气温度的高低对发电量有着较大的影响:窑头废气温度不是固定的,随着出窑熟料温度的高低而变化,一般烧成带靠前时,出窑熟料温度可达1 300℃;而烧成带居于窑中时,熟料属“冷料”出窑,温度已降至1 200℃,熟料温度前后相差达100℃,则篦冷机抽取的中风风温应有50℃的温差。
几十万立方米的热气体存在50℃的高温温差(相当于2 130×104kJ/h热量),对余热发电的影响可想而知。
一般凡是烧成带靠前的水泥生产线,余热发电量较居后者的发电量相差约在5kWh 左右。
为此,努力提高窑操水平,把烧成带移至窑头是提高发电量的重要举措。
2.2 增大窑尾废气排量窑尾废气是一个含有大量热焓的气体,废气量大,则热量多,发电量就大。
废气量不足是众多电站发电量不高的直接原因,造成窑尾废气量不高的原因与窑头冷却风量不足有关。
原因有三个:第一是篦冷机冷却风量不足,其表现是出篦冷机熟料过热;其次是料层过厚,风压低,通风不畅;三是篦板篦缝狭窄,影响通风。
上述三种原因,影响冷却效果,影响废气排量,也是众多企业成品熟料冷却不好、温度过高、发电量不高的原因。
窑头废气量少,窑尾高温风机无风可拉,出力不足,90万立方米的高温风机只能开到70万立方米,窑尾废气排量减少约20%。
要增加窑尾废气风量,首先要加大篦冷机冷却风压、风量,加大三次风通过量,是提高窑尾废气风量的重要措施;其次是三次风管制作、操作不当,造成窑尾风量不足:(其一是三次风管管径面积设计小于烟室面积,阻力过大,致三次风通过量不足,全国至少应有25%以上的水泥企业因设计缺陷存在这种状况;其二是三次风阀开度不够,影响三次风通过。
)有这种情况的水泥企业,本来三次风就不足,还要限制三次风阀的开度,仅开到30%~50%,不但影响发电量,同时因三次风不足、或温度不高,还会造成分解率不高、或燃煤的浪费。
因此,要在原有基础上用“三元流动法”(见作者2013年《中国水泥》笫10期《提高风机运行效能的方法和措施》),在不更换电机的情况下更换风机叶轮,把全部冷却风机的风压、风量提高20%,把出篦冷机熟料的温度由200℃降至100℃以下,是提高熟料质量、向熟料温度要发电量的重要措施;对凡是三次风管直径设计偏小的应列入大修计划,拆除更换。
2.3 窑头废气作为冷却用风循环使用熟料在篦床上的冷却分为高中低温三个区段:其高温区主要实现对出窑熟料的骤冷,并提高入窑和入炉的二、三次风温;中温区为热回收区;低温区实现对熟料的进一步冷却、降低出篦冷机熟料的温度。
篦冷机高、中、低温三个区段的进风量分别约占总风量的31%、50%和19%左右;换热后出篦冷机的风量分配为:入窑二次风15%左右(标况、风温1 050℃左右)、入分解炉三次风22%左右(标况、风温950℃左右),其余作为余风排放。
在无纯低温余热发电项目时余风风温约200℃;实施纯低温余热发电项目后,余风风量中65%左右的中低温风(500℃和300℃左右)通过窑头余热锅炉(AQC炉)加于利用,排放的废气风温为100℃左右。
将100℃左右的低温废气代替常温风做为冷却风,引入篦冷机中温区冷却熟料,可使中温余风风温提高50℃,这并不影响篦冷机对出窑熟料的骤冷;也不会影响出窑熟料温度,经熟料易磨性对比试验,也不影响对出窑熟料的骤冷要求。
使用循环风代替常温风后,因风温较低(100℃左右),仍可使用原有中段冷却风机。
循环风应经窑头收尘后再引回,在此情况下需加强窑头收尘的防漏风措施,以免降低循环风温度。
风机进风由常温常压改为循环风后,需克服循环风引风管的阻力,提高中温风机压力,若中温室风机全压无富裕量时,采用“三元流动法”,提高风机风压、风量足矣。
2.4 提高篦冷机的操作水平篦冷机在操作上有两种方法:即厚料层操作或薄料层操作。
厚料层操作是在满足冷却效果的情况下,降低篦冷机篦床速度,增加篦床料层厚度,致熟料温度偏高,但风温不高,故发电量下降;薄料层操作是加快篦速,降低料层厚度,提高进AQC锅炉风温及进出口压差,熟料冷却效果较好,风温高,发电量高。
但窑工况的一些变化易对AQC炉的风温风量产生一定影响,发电稳定性不如前者。
篦床速度决定料层厚度,料层厚度决定废气风温,废气风温影响发电量。
因此,掌握篦床速度是关键,在具体操作上,对三段篦床速度应科学掌握,区别对待,不求一致:即适当降低一段篦床速度,提高冷却风压,提高淬冷效果,提高二、三风的风温,有利窑炉操作;适当加快二段篦床速度,提高风温,有利发电;稳定三段篦床料层厚度,保持篦速总体平稳,不快推快放,以免造成一、二、三段的料层断接,有效提高二、三段篦床的废气风温,改善和提高进窑头余热锅炉的余风温度,提高发电量。
2.5 在窑尾二级预热器旋风筒内设置过热器为进一步提高余热发电系统运行的稳定性,浙江兴宝龙、新都、河南登封嵩基等多个余热发电项目在窑尾C2级预热器旋风筒内设置过热器的工业试验均取得成功。
C2级旋风筒设置SSH余热过热器,其结构、外形尺寸与窑系统二级预热器旋风筒的内筒一致,以过热管束为主组成,代替C2级预热器旋风筒的内筒。
其使用功能是双重的:既是过热器、又起到旋风筒内筒的作用。
选择在C2级预热器旋风筒内设置过热器的主要原因是考虑过热温度的需要(C2废气温度500℃~550℃)。