如何提高水泥窑余热发电 效率
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水泥余热发电技改方案1. 引言随着工业化的快速发展,工业生产中产生的大量余热对环境造成了严重的影响。
水泥工业作为能源消耗大、热耗能高的行业,在生产过程中产生了大量的余热。
为了更好地利用水泥生产过程中产生的余热资源,减少能源消耗和环境污染,水泥余热发电技改方案应运而生。
2. 技改原理水泥余热发电技改方案通过能量回收系统将水泥生产过程中产生的高温高压热气转化为电能。
主要包括余热收集系统、余热转换系统和电力发电系统三个部分。
2.1 余热收集系统该系统主要通过余热锅炉将水泥生产过程中产生的高温高压热气进行收集和加热处理。
在余热收集系统中,需要考虑以下几个方面: - 确定余热产生点:对于水泥生产过程中产生的余热,需要确定在何处进行收集,通常是在水泥窑尾部和回转窑出口处。
- 确定余热收集设备:选择适宜的余热收集设备,如余热锅炉、余热换热器等,用于将余热转化为热能。
2.2 余热转换系统该系统主要将余热收集系统中获得的热能转化为机械能。
在余热转换系统中,需要考虑以下几个方面: - 热能转换设备:选择适宜的热能转换设备,如蒸汽轮机、热气轮机等,用于将热能转化为旋转机械能。
- 能量转换效率:考虑余热转换设备的能量转换效率,不同设备的能量转换效率各不相同,需要根据实际情况选择最合适的设备。
2.3 电力发电系统该系统主要将余热转换系统输出的机械能转化为电能。
在电力发电系统中,需要考虑以下几个方面: - 发电机组选型:根据需要发电的容量和电网接入条件选取合适的发电机组。
- 发电系统调控:保证发电系统的运行稳定性和安全性,包括电压调整、频率调整等。
3. 技改效益水泥余热发电技改方案的实施将带来多方面的技术和经济效益: - 节约能源:通过回收利用水泥生产过程中产生的余热,有效地减少了能源的浪费,提高了能源利用效率。
- 减少污染物排放:水泥生产过程中产生的热气含有大量的污染物,通过余热发电技改,部分污染物可以得以减少或净化,有利于改善环境质量。
水泥窑工艺操作对余热发电效率的影响1、水泥窑用风对余热发电的影响水泥熟料煅烧所用风分别为一次风、二次风和三次风,一次风来源于一次风机和煤粉输送用风,主要作用是将煤粉吹送入窑内,形成良好的火焰形状,一次风入窑前温度与环境温度相同;二、三次风均来源于篦冷机冷却熟料后的热风,温度约800℃~1250℃。
一、二、三次风的风量之和构成了窑系统及余热发电所需的风量,其配置受熟料烧成系统风、煤、料的影响。
三种风的风量配比变化,会影响进入窑头AQC和窑尾SP锅炉的风量,进而影响余热发电系统的发电负荷。
对水泥窑操作而言,一、二次风风量及一次风的内、外风比例,会影响火焰温度和形状,火焰形状又会影响到熟料粒径及结粒的均齐,进而影响篦冷机料床阻力及热能回收,并对整个热工系统产生影响。
另外,二、三次风风温与风量的变化,也必将影响窑头与分解炉的用煤比例。
如,三次风利用篦冷机热风多时,就会降低分解炉的用煤量;反之,二次风温高,就会节省窑前的用煤量。
窑头锅炉废气温度及风量随烧成系统燃烧条件、熟料结粒状况等的变化而变化。
熟料结粒均匀程度的变化,会引起窑头锅炉废气温度发生较大幅度的变化。
2、水泥窑与余热发电协同操作的要点及调整实例2.1 协同操作要点(1)合理控制熟料结粒状态,提高系统风温。
熟料结粒过大,会降低窑头余热发电锅炉废气温度,影响余热发电效率。
通过调整火焰温度和长度等,控制好熟料结粒状态,有利于提高余热风温。
(2)合理控制窑头风、煤配比,提高余热发电系统的风量。
风煤配合比过大,在用风量过大的工况下,窑头加大给煤量会提高燃烧温度。
用煤量不变时,窑头用风量过大会造成火焰形状变长,燃烧温度下降。
用风量不变时,给煤量过大会降低火焰温度。
在操作中,应密切关注系统过剩空气系数或烟气含氧量、CO含量,合理配置风、煤、料三者比例,在满足窑系统煅烧用风的情况下,尽可能多地将热风送入余热发电系统。
(3)合理控制二次风(入窑风)和三次风配合比,保证系统发电能力及安全运行。
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。
水泥企业提高余热发电效能的途径
潘磊
【期刊名称】《水泥》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】余热发电是现代水泥企业实现节能降耗的一个重要途径,但国内许多水泥余热发电实际运行功率远远低于设计值。
要在不提高熟料生产综合能耗的前提下进一步提高余热发电量,可以从挖掘水泥窑可利用的余热潜能和提升余热发电自身效率两个方面进行探索。
本文通过对上述两个方面的具体措施进行论述,希望能为水泥企业探索余热发电效能提高途径提供参考。
【总页数】3页(P79-81)
【作者】潘磊
【作者单位】唐山冀东水泥三友有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ172.625.9
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如何提高余热发电的效率发表时间:2019-01-03T15:35:58.427Z 来源:《基层建设》2018年第33期作者:王新宇[导读] 摘要:自2004年以来,纯低温余热发电技术迅速在水泥、玻璃和钢铁等行业得到推广,成为一个新的经济增长点,为企业带来了很好的节能减排效果和经济效益。
(华润水泥)广州市越堡水泥有限公司摘要:自2004年以来,纯低温余热发电技术迅速在水泥、玻璃和钢铁等行业得到推广,成为一个新的经济增长点,为企业带来了很好的节能减排效果和经济效益。
余热发电基本已成为水泥企业的标准配置,而且余热发电已成为企业的主要利润增长点之一,吨熟料发电量也逐渐被企业管理人员重点关注。
水泥窑余热发电普遍采用的热力循环系统的基本形式有:单压技术、闪蒸技术和双压技术三种。
不管采用哪种热力循环系统,都是希望充分利用生产过程中产生的废热最大限度地进行发电,提高发电效率,“自产自用”,减少生产外购电量。
关键词:余热发电;问题措施;节能改造引言我国是世界上最大的水泥生产和消费国,也是能源紧缺国家,充分利用水泥窑余热发电已经成为水泥工业发展的一个主流方向。
所谓纯低温余热发电,就是利用新型干法水泥窑窑头和窑尾废气余热进行发电的一项新技术,也是水泥企业降低电耗的有效途径。
纯低温余热发电的建设不仅有较好的经济投资回报,更能够带来良好的社会效益。
在国际上,水泥余热发电已不是新技术,但是对于中国的水泥工业来说,刚起步不久的余热发电技术仍然处于不断发展的阶段。
因此除了国家政策的不断扶持外,还需要我们这些中国水泥人对水泥余热发电技术不断的探究、专研,努力使中国制造的水泥余热发电技术将达到国际领先水平。
一、中国发展水泥窑余热发电技术的目的水泥余热发电即直接对水泥窑在熟料煅烧过程中窑头窑尾排放的余热废气进行回收,通过余热锅炉产生蒸汽带动汽轮发电机发电,能有效地实现降低能耗、保护环境。
水泥生产,一方面消耗大量的热能(每吨水泥熟料消耗燃料折标准煤为100~115kg),另一方面还同时消耗大量的电能(每吨水泥约消耗90~115kwh)。
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。
综述水泥窑余热发电工程设计优化措施摘要:随着水泥窑余热发电的广泛推广和应用,不同工程项目投产后的实际效果也有所不同。
本文作者结合多年的工程实践经验,从工程设计角度,提出以水泥窑余热利用最充分、余热发电系统效率最大和余热发电厂用电最低为设计优化原则,总结水泥窑余热发电工程设计的优化措施,供水泥窑余热发电工程设计借鉴。
关键词:余热发电;水泥窑;工程设计;优化措施水泥行业是耗能大户,同时也是浪费大户,即使最先进的干法工艺仍有约占系统能耗35%的低温余热被白白排放,有效利用余热意义重大。
水泥窑余热发电符合国家节能减排能政策,近年来,国内很多水泥厂纷纷配套建设了余热发电工程,随着水泥窑余热发电市场的迅速发展,余热发电技术也得到了快速提高。
从运行效果来看,有些取得了不错的发电效果,还有一些则发电量较低,没有达到预期目标。
造成此现象的原因是多方面的,有设计因素、安装因素和运行操作因素等,本文主要从设计角度探讨水泥窑余热发电工程的优化措施。
由于我国的水泥窑余热发电技术起步较晚,一些设计单位对我国的水泥窑余热特点认识不充分,大多依据小型火力发电站的设计要求与经验、引进的国外水泥窑余热发电技术进行水泥窑余热发电设计,并没有针对我国水泥窑余热特点进行优化设计。
本文作者根据多年余热发电工程设计和总承包经验,针对我国水泥窑余热特点,总结出以水泥窑余热利用最充分、余热发电系统效率最大和余热发电厂用电最低的设计优化原则,对水泥窑余热发电工程设计应采用的关键技术措施进行了分析和总结,供水泥窑余热发电工程设计同行借鉴。
1水泥窑余热发电优化设计原则(1)余热发电系统依附于水泥窑主线,余热发电任何情况下决不能影响主线生产。
(2)不能以增加热耗来提高发电量,因此通过增加水泥窑煤耗或抽取三次风提高烟气温度等方式用于提高余热发电量是不可取的。
(3)应遵循以热定电的原则,提供多少余热相应发多少电。
(4)在不影响主线生产前提下,尽可能把余热调送到余热电站系统用来发电。
提高窑外分解窑纯低温余热发电量几项技术措施的探索与实践浙江新都水泥有限公司钱建荣一、窑头低温废气余热的循环利用水泥窑实施纯低温余热发电项目后,在采用较先进的低温低压补汽系统情况下,窑尾余热锅炉(SP炉)的排烟温度可做到165℃左右,这部分废气中的余热大都用于原料(生料)磨作为烘干热源加于利用;窑头余热锅炉(AQC炉)在设置锅炉热水段后排烟温度可做到130℃左右,这部分废气与窑头篦冷机余风混合后的温度为110℃左右,一般经窑头收尘后排放。
如何利用窑头排放废气中的余热资源?理论上有使用低沸点工质换热后用于发电的方案,但其经济性和实用性尚需探讨;此外还有生产热水等方案。
我们采用了易世达能源工程公司的方案,将窑头废气经篦冷机风机引回中温段,通过循环利用其热焓提高AQC炉的产汽量,方案示意如附图1。
本方案的要点在于将110℃左右目前难于利用的低温废气通过与篦冷机内的中温(500℃左右)熟料换热升温后加于利用,实现低温废气余热资源焓—的转换。
本方案在工程实践中已解决的问题有以下几点:1、对熟料冷却尤其是出窑熟料骤冷要求的影响篦冷机在预分解窑系统中作为一项重要的热工设备,主要完成对出窑熟料(1300℃左右)的冷却和回收热能两项任务。
一般要求出篦冷机的熟料温度<65℃+环境温度;此外要求在篦冷机高温区段对出窑熟料实现骤冷,以阻止熟料矿物晶体的长大和其中阿利特矿物C2S由β型向γ型的转化。
分析出窑熟料在篦冷机中的运动和冷却过程,在推动型篦冷机(目前通常称第三/第四代)中,熟料在篦床上的冷却可划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、降低出篦冷机的熟料温度。
分析篦冷机的风量分配关系:冷却用风由各段风机分别鼓入,风温为20℃左右,高中低温三个区段的进风量分别占总风量的31%、50%和19%左右。
换热后出篦冷机的风量分配为;入窑二次风占15%左右(标况、风温1050℃左右);入分解炉三次风占22%左右(标况、风温950℃左右);其余作为余风排放。
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。
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。
水泥窑高温风机工作效率差的原因分析及解决措施摘要:高温风机的工作效率直接影响生产线产量与能源消耗的高低,对生产正常运行产生较多不利影响,例如:提产受阻、电耗高、煤耗高、窑头AQC炉进口温度报表、窑头罩出现正压造成环境污染、窑内火焰不完整、窑皮变化大等等问题。
下面对某公司高温风机出现的阶段性问题进行讲解,并叙述采取有效方式解决的措施,为其他水泥企业提供借鉴,避免出现类似情况。
关键词:水泥窑;高温风机;工作效率差;原因分析;解决措施;引言风机广泛应用于水泥生产线的各个系统中,其装机容量约占全厂生产线总装机容量的30%,同时风机在选型设计时装机容量通常都会留有一定的富余量。
因此,在水泥生产过程中,风机的运转效率不仅影响水泥正常生产过程,而且还会对产品单位电耗产生显著影响。
一、事故经过2019年8月10日回转窑系统经过长达20d的错峰生产期,在检修期间检查高温风机,发现高温风机叶片磨损较为严重。
高温风机叶片经过3d补焊后,对高温风机进行动平衡试验,检验其在焊接后高温风机运行的震动情况。
经过多次调整试验后,试验合格,高温风机进口挡板全关,转速提高至900r/min,风机震动数据负荷端1.32mm/s,非负荷端1.11mm/s。
由于高温风机为变频控制,同时风量在生产过程中存在提产的阻碍,所以在此次检修中,在高温风机做完动平衡以后,就将高温风机进口的挡板全部割除,双侧一共12个挡板,这样就会减少高温风机进口的阻力,增加系统风量。
在挡板割除后,高温风机内部还存在多个小孔洞,都是日常物料冲刷出来的,由于检修时间紧张的问题,没有将其进行补焊工作,直接对高温风机进行检修完毕开始工作。
待回转窑系统投料运行后,发现高温风机的作功效率明显降低,没有起到相应的风量增加效果,风机转速由原来的840r/min降低至800r/min,电机电流由原来的390A增加到416A,已经到达高温风机的额定电流,高温风机的进口压力由原来的7 300Pa降低至6 300Pa。
提高余热发电量的方案及措施在不影响水泥窑正常生产工艺、不增加电耗和热耗的前提下,如何提高水泥窑吨熟料发电量,一直是公司领导所关心的问题,同时也是电修车间及余热发电员工想要解决的问题。
影响水泥窑吨熟料发电量的因素和环节较多,通过加强对余热锅炉的维护保养,小改小革、提高余热锅炉的产气量是提高吨熟料发电量必要的前提条件。
车间将从以下三个方面开始进行治理和整改。
一、发电量偏低要先从车间内部查找原因,特别是像我厂己投入运行3年多的汽轮机及锅炉方面着手。
由于设备逐渐老化,一些设备存在漏油、漏气、振动增大等等现象,车间将设备作为日常管理重点,在做好日常设备监控及维护的同时,重点加强对设备的治理及技术改造,确保设备安全、稳定运行,充分发挥性能。
在设备管理上,电站部门将优化完善巡检制度,及时发现并维护损坏的窑尾炉振打装置,有针对性地对锅炉热风管道进行检查,防止管道内热量的无功损耗,对汽轮机加强保养,对漏油的地方进行处理,密切关注油温,冷却水温,振动的变化。
每周对设备进行专业点检,排查设备隐患;加强对备用设备的维护,定期切换备用设备,力求所有设备都能随时投入使用;利用停窑检修时机,对隐患设备进行维修,力求彻底消除隐患;坚持做好现场“滴、漏、跑、冒、”现象的治理,保证系统风量的稳定。
由于新装循环水供水泵直接在河道取水,水质变化大。
车间每天对循环水、补充水进行检测,针对性的控制好加药量及配比,对堵塞进水口的杂物进行清理,控制锅炉及冷凝器结垢,提高真空度,实现水的可循环利用,减少了水资源的浪费,降低生产成本。
在管理上,每月召开技术例会,对机组运行过程中中控操作员与现场巡检人员遇到的问题进行研讨,制定解决方案,落实整改,确保发电系统长期处于稳定运行状态。
二、发电量高低与窑产量、窑运转率也有一定关系,烧成车间正常运行,窑的可靠性系数高,窑的运转率100%,余热锅炉才能正常产汽,才能正常发电。
电修车间将加强总降的日常巡检,特别是现在天气转热,对总降及车间变压器、高压柜、变频器增加通风,加强散热,控制好功率因素达到0.98以上。
试论提高水泥窑余热发电量的优化措施摘要:近年来,水泥窑余热发电作为一种近代研发出来的发电方式,受到了许多节能环保专家和企业的推崇,在各种工程中都有着或大或小的运用。
为此,本文主要就提高水泥窑余热发电量的优化措施,作了具体的分析,以供广大同仁参考借鉴。
关键词:水泥窑;余热发电;优化措施引言:目前,从我国水泥窑余热发电的大体现况来看:和西方某些国家相比较我国水泥窑余热发电起步较晚,发展史较短。
虽然近年来由于我国对能源再利用的高度重视,水泥窑余热发电技术有了极大的进展。
然而,我们必须要认识到,目前我国的水泥窑余热发电技术在关键地方仍然没有突破,很多技术性依旧正处于攻克阶段。
1水泥窑余热发电优化设计原则1.1严格遵循热电原则。
在正式启动水泥窑余热发电系统时,我们必须对水泥窑余热发电系统中的各个参数进行计算,确保水泥窑产生的热量最终都运用到了水泥窑余热发电的换热装置中,不会出现多余的能源浪费,或者不切实际的热电转换率,水泥窑提供了多少热能,水泥窑余热发电装置就利用了多少的热能。
1.2余热发电系统必须足够稳定作为水泥窑中的附加系统,水泥窑的余热发电系统必须有足够高的稳定度。
一方面,确保水泥窑在时的偶发性超温不会影响到水泥窑余热发电系统的正常运转,即水泥窑余热发电系统的最高温度必须高于水泥窑在工作时的高温阈值。
另一方面,水泥窑余热发电系统在运转时,也不能对水泥窑的正常运行产生各方面的影响,以造成工程任务难以按时完成。
2水泥窑余热发电优化措施2.1充分利用水泥窑余热措施(1)双压技术首先,我们必须要理解双压技术的概念,双压技术,作为近代研发出的一种全新的热能搜集技术,它摒弃了传统热能搜集技术中所存在的能量压缩率低、工艺复杂、耗能高和二次污染重等方面的缺点拥有能量转运率效率高、污染小等方面的优势。
双压技术,顾名思义,即对高低温蒸汽进行分流处理,利用热能学的相应流体特征,对两种有差异的温度气体的流动,通过这种流体的自然流动加上外界极其所产生的压力,对热能气体进行两次压缩,最终达到迅速转运气体的技术。
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℃)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。
如何做一个好操作员,操作员进一步发展的方向是什么,操作员在企业中应该发挥什么作用?换句话讲,企业对操作员应该有什么要求,企业如何培养和用好操作员?个人要做一个好的操作员,就应该具有一定的“三员”能力,即是操作员、又是技术员、还是调度员;企业要培养一个好操作员,就要给他一定的“三员”权利、机会和动力。
因为操作员掌握的信息最全面、最直接、最及时,由他们直接的优化操作、进步技术、调度人员,从管理上讲,操作员岗位是最大效率岗位,所有上面的管理岗位和下面的支持岗位,都应该围绕操作员岗位运转。
企业领导要支持和鼓励操作员向“三员”努力,给他们一定的权利、帮他们树立威信、为他们创造机会,当过操作员、特别是一个好操作员,应该作为生产系统领导的基本任职条件,用不了几年这个企业就会出现人才济济的局面。
三、正确认识现有的余热发电水平我们来看看水泥熟料在生产过程中的热效率是多少,它浪费了多少能源,如果把这些浪费的能源全部转换成电,它又能够发多少电?水泥熟料是由钙质原料、硅质原料、铝质原料、铁质原料的混合物,经高温煅烧形成的以硅酸盐矿物为主的多相组成烧结体。
在高温热力学条件下,物料经过了扩散分解反应、固相反应、液相烧结等多个主控反应过程。
由于所用的原料不同、所得熟料的矿物组成有别,其理论热耗一般波动在1630-1800kj/kg范围内(约390-430kcal/kg),这与所采用的生产工艺没有关系。
而我们现在的生产工艺,熟料热耗能达到710kcal/kg熟料就已经是先进水平了。
也就是说:现在熟料烧成的热效率约为 54.93% — 60.56%;单位熟料浪费的热能约为 320 — 280kcal/kg熟料;这些热能折算成标煤约为 45710 — 40000 g标煤/t熟料;按国家规定的发电对标系数350g/kwh折算,可发电130.—114kwh/t熟料。
所以说,在水泥工艺没有把热耗降低到710kcal/t熟料以下之前,我们可以挖掘的潜力应在114kwh/t熟料以上,而我们现在采用的纯低温余热发电才仅仅挖掘了40kwh/t熟料左右。
即使熟料热耗能达到国际先进水平的700kcal/kg熟料,按以上推算,吨熟料浪费的余热仍可发电126—110 kwh/t熟料,还是要比40kwh/t熟料大得多。
所以,不能说我们今天的余热发电技术已经到顶了,纯低温余热发电不应该满足于现状、更不应该排斥其他非纯低温技术的采用。
我们的思路能不能再开阔一些,不能把剩余的70多kwh/t熟料的电能白白的浪费了。
比如说:①首先是纯低温余热发电技术的突破,把可利用的温度再降低一些;②能不能搞一些低品质发电,用于对供电质量要求不高的装置上。
比如一般的通风、照明、制冷、空调等;③能不能搞一点不纯低温,用少量的其他综合利用资源搞一点补燃。
比如有机垃圾、煤矸石等;④或者不发电,直接用汽轮机拖动设备;⑤或者用于烘干、预热等其他工艺。
四、窑操如何为余热发电创造条件实际上,对于余热发电窑的操作,是既复杂又简单。
说复杂,是因为操作员被局限在既有的水泥窑和余热发电的工艺和装备上,如果对存在的问题不进行技术进步和改造,他所能发挥的作用是有限的。
说简单,是因为余热发电要的无非是“供给锅炉足够稳定的温高量足的废气”,而满足这个条件的最佳措施,就是优化和稳定水泥窑的运行。
既然是水泥窑余热发电,余热发电就是以水泥窑废气余热为基础的发电,没有水泥窑的稳定运行就不可能有稳定的废气余热,稳定的余热发电也就无从谈起。
比如,喂料和喂煤的质和量的稳定与否,直接关系到能否“供给锅炉足够稳定的温高量足的废气”,它的波动必将导致锅炉温度的忽高忽低,严重时将导致发电系统时而排气运行、时而解列停运。
相反,如果熟料系统生产稳定,锅炉与汽轮机的运行负荷就会稳定得多,发电系统就能发更多的电。
操作员的职责是在尽量降低水泥窑系统余热的情况下,充分将水泥窑余热用于发电,当然不是让水泥窑给发电系统去创造余热,不能因为为了给多发电创造条件而牺牲了水泥窑的稳定运行。
否则,只能是为了多发电而牺牲了水泥窑、牺牲了水泥窑而导致了少发电,以多发电出发而以少发电告终。
比如,某生产线为了多发电,没有考虑自己原煤水分大、煤磨烘干能力不足的条件,盲目的将去煤磨的烘干用风改为发电用风,导致煤粉水分高达4% 以上,窑内火焰黑火头变长,破坏了窑的原有热工制度,入篦冷机的熟料温度降低,不但影响了熟料的产质量、降低了余热发电的发电量,还导致了熟料电耗、煤耗的增加。
诚然,如果煤耗没有因多发电而增加,就应该努力多发;如果煤耗在多发电的同时还在减少,不仅说明余热潜力挖得对,更要反省余热的来源及如何降低,但这不影响在降低余热以前,还是应该把这部分浪费的余热尽最大可能的利用起来。
除努力稳定水泥窑运行以外,操作员还可以考虑的措施有:1,在前述“热力系统的优化”6条措施改造前,通过操作优化也能部分完成;2,在前述“热力系统的优化”6条措施改造后,在操作上更有了优化空间和手段;3,及时跟踪和调整配料方案,控制合适的熟料结粒,优化发电供风;4,对余热发电来讲,更适合于高KH高SM配料方案,较高的烧成温度会产生较大的余热,这也正是窑外分解窑的优点所在。
事实已经证明,双高配料有利于熟料强度的提高,较高的熟料强度有利于节能降耗和综合利用;5,适当控制水泥窑冷却带长度,充分发挥篦冷机的作用,优化发电供风;6,调整篦冷机各室供风,在不影响水泥窑运行的情况下,优化发电供风;7,调整平衡篦冷机各段速度,优化各段料层厚度,优化发电风温;8,对于篦冷机的操作,还要在温度和热焓间作好平衡。
热焓取决于废气的温度和风量,而加大风量又会导致温度的降低,只有在满足蒸发温度的情况下,追求最大的热焓供给,才能多发电。
五、关于余热发电的考核问题这是大家争论已久的问题,因为余热发电与烧成煤耗有一定的影响,特别在对一条线的运行考核上,是以多发电为主还是以降煤耗为主,我认为关键要把握一个度,要根据具体情况具体分析、要互相兼顾,不应该因为重视这一方面而否定了另一方面。
放之四海而皆准的真理,对局部的具体情况往往不是最佳的方案。
1,按“熟料标煤耗发电量”考核“熟料标煤耗发电量”概念,用于某条线的前后对比,考核其是否取得进步,是一个不错的想法;但对于集团内不同生产线的对比,就显出了他的局限性,由于其工艺、装备、原燃材料不尽相同,决定了他们的煤耗不可能相同,当煤耗降不下来时更应该多发电、更有条件多发电,如果强制的控制发电量,只能是造成人为的浪费而已。
“熟料标煤耗发电量”的本意是:“防止为提高发电量多烧煤,在降低煤耗的基础上多发电”。
后半句是对的,但前半句值得商榷。
为什么要“防止为提高发电量多烧煤”呢?关键是多烧了多少煤、多发了多少电,国家规定的发电对标系数为350g/kwh,如果因为多烧了300g煤而多发了2kwh的电,又有什么不可以呢?事实上这种可能性是存在的。
余热发电比要淘汰的小火电还要小,它之所以受到国家的鼓励,并不是效率高,而是因为它能利用余热,这是实事求是的体现。
对于多烧一点煤如果多发的电投入大于产出、在大的环境中总煤耗是降低的,我们也应该实事求是。
2,按“余热利用率”考核某集团在运行考核上:对2005年以前建设的窑,考核指标为40kwh/t熟料;2005年以后建成的非四代篦冷机窑,考核指标为37kwh/t熟料;2005年以后建成的第四代篦冷机窑,考核指标为34kwh/t熟料。
根据技术装备水平的先进程度,考虑他们具有的潜力大小,分别设置不同的考核指标,就是概念性的统一考核一个余热利用率。
举一个极端的例子,设计为四级预热器的窑,可以发到44 ~ 46kwh/t熟料,而设计为五级预热器的窑最多也就能发40~42kwh/t熟料,不能按同一个“熟料标煤耗发电量”来考核。
但这么具体的考核指标的制定依据又是什么呢?3,按“熟料综合能耗”考核我们不应该把自己禁锢在“余热发电”这个小概念上,而必须把自己放在“综合能耗”这个大概念中。
就现有的水泥窑和纯低温余热发电技术水平,正常的余热利用应该在40kwh / t熟料左右,再增加发电量就可能导致煤耗的增加。
但企业发电煤耗增加时,国家总的发电煤耗却不一定增加,控制在一定范围内时还可能降低。
参照国家规定的350g/kwh的发电对标系数,作为集团化的管理考核,为引导各公司寻求最低的综合能耗,应“以40kwh / t为基数,每多发一度电奖励3 50g / t熟料的煤耗指标”,让各公司根据自己的实际情况追求最佳能效。
其结果是,在国家总的电煤不增加的情况下,企业也获得了效益最大化。
实际上,对某条水泥熟料生产线来讲,余热发电除了对煤耗有影响外,对熟料生产系统的电耗也有影响,余热发电的自耗电量也是一个指标,但不管是煤耗、电耗、余热发电、自耗电量,都是这条线的综合能耗问题。