余熱發電實現冬季安全高效運行的措施

韓廣祥

(冀東水泥豐潤有限責任公司，河北 唐山 064000)

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余熱發電實現冬季安全高效運行的措施

韓廣祥

(冀東水泥豐潤有限責任公司，河北 唐山 064000)

冀東水泥余熱發電系統冬季設備運行實際情況，對設備進行不斷改造，同時制定詳盡的防凍措施，保證了窯和發電系統安全、穩定、高效運行。

余熱發電；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組的安全穩定運行，深切認識到冬季余熱發電運行的重要性，針對余熱發電設備特點，認真進行了余熱發電系統改造及冬季防凍辦法及相關管理預案，很好的保障了余熱發電機組安全、高效穩定運轉。

1 實施循環風改造項目

北方進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行，余熱發電機組實際性能只達到設計的70%,循環風改造工程主要是將窯頭引風機排出的煙氣重新利用，作為篦冷機最后一室的冷卻風，篦冷機鼓風機入口風溫提高約25℃，AQC鍋爐解列停機次數明顯減少，達到了預期的效果,對風機出力及篦冷機運行沒有影響,，噸熟料發電量有大幅度的提高。

2 對熟料系統篦冷機V1、V2、V3風機及窯尾高溫風機進行了改造

風機改造后，窯頭鍋爐入口風量增加近58×103 Nm3/h，窯尾鍋爐入口風量增加43×103 Nm3/h，平均臺時增加2 188 KWh/h。根據以上數據可推算負荷具體增長情況：

窯頭鍋爐風量增加58×103 Nm3/h 、窯尾鍋爐風量增加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換熱，利用容積定壓熱容計算熱量：

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%，折算發電系統設計額定工況熱耗為15 705.88 kJ/kWh，故增加發電量：

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

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

同時也可用蒸發量證明：汽輪機設計汽耗量為5.3 kg/KWh，可計算：

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 停機時合理調度輔助設備的啟停，有效降低廠用電及循環水用量

在停窯過程中，由于窯減料極易造成PH主汽超溫，停機前在滿足全廠供電負荷前提下，根據窯況及時調整PH運行工況，通過控制PH出力，將停機主汽溫度控制在310°左右，進而控制停機后汽缸、排氣缸溫度，此項措施縮短停機后循環水泵、盤車、油泵運行時間15 h，有效降低了廠用電，再加上超發電量全年廠用電率較預算下降1.78%，節省廠用電423.5萬kWh。通過對濃縮倍率加強監測，在保證凝汽器銅管不結垢前提下探索濃縮倍率控制在3.0～3.5來調節溢流量、冬季兩個雙曲線冷卻塔掛苫布在保持最佳真空前提下減少循環水對流蒸發損失等措施及超發電量使水耗較預算降低了1.5 kg/kW時。

4 加強煙道保溫工作

對窯尾C1出口至煤磨、原料磨管道保溫進行改造加厚，降低煙溫損失，將煙溫損失降至合理范圍以內，現在已經使C1出口至鍋爐進口煙氣溫度幾乎不變；另外我們利用停窯機會，在爐墻側壁及受熱面之間增加擋風板，使受熱面和側壁符合50 mm的使用間隙，加長鍋爐下部導流板，減少煙氣短路，使廢氣熱能得到充分利用，并對節流孔圈進行了位置調換；對于窯尾煙道旁路閥泄漏問題，我們在窯檢修期間已調整處理到位。從而提高鍋爐的出力。

5 機爐操作員積極與窯操作員溝通協調

及時合理調整運行參數，進一步優化生產工藝，在正常情況下，PH爐旁路擋板100%關閉，窯喂料量在360～380 t/h時，PH爐風溫在290°左右，風量在250 000 m3左右。在保證煤磨、原料磨用風的情況下，PH爐旁路擋板100%關閉，AQC爐取風溫度在380°左右，風量在270 000 m3左右；從而將窯和發電系統整體的效益得到了極大提升。

6 余熱發電冬季運行的防凍

冀東水泥余熱發電系統特點是操作簡便、自動化程度高，鍋爐系統熱效率高，噸熟料發電量較其他系統大，上述主要特點很大程度上決定于其窯尾鍋爐為臥式鍋爐，臥式鍋爐特點是熱效率高傳熱好，受熱面由于上下懸掛布置很少積灰。但是由于其采用強制循環技術而不是自然循環技術，存在著鍋爐不能通過底部排水將水放干。

一旦確定為長時間停窯時，余熱發電操作人員接到窯操作員停窯通知后，開始停機操作，具體順序為：AQC爐、窯尾鍋爐、汽輪機。AQC鍋爐本體帶壓放水：當AQC鍋爐汽包壓力降至0.3 MPa時帶壓放水，開啟蒸發管束聯箱排污、汽包事故放水、定排、空氣門、打開所有在線儀表及汽包水位計的排污閥進行帶壓放水。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，開啟AQC爐入、出口煙道閥，維持入口溫度在200～250°，對鍋爐內部存水進行烘干。

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

汽輪發電機停機后，關閉窯尾鍋爐汽包上水總閥、調節閥、旁路閥，停止給水泵、凝結水泵運行，開啟給水管路、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，進行放水；在PH、AQC汽包壓力、水位消失后，打開汽包給水總閥、氣動閥及前后手動閥，防止水平段管道存水冰凍。

循環水系統不停，工業水泵根據需要制定運行時間，并保持需冷卻設備大流量運行，如停機天數過長，待設備不需要冷卻用水時，可進行冷卻塔放水及工業水系統及冷卻設備冷源側放水(尤其室外現場強制循環泵、各采樣冷卻器等)。

7 結束語

冀東水泥余熱發電系統冬季設備運行實際情況，對設備進行不斷改造，同時制定詳盡的防凍措施，保證了窯和發電系統安全、穩定、高效運行。

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，高級工程師，河北豐潤人，河北工業大學熱能工程專業，冀東水泥豐潤有限責任公司值班經理。

TM611.31

B

1009-3230(2015)03-0039-03