蔡棟

山東魯碧建材有限公司 山東萊蕪 271100

在水泥熟料生產(chǎn)線余熱發(fā)電系統(tǒng)中使用空冷技術(shù)與水冷技術(shù)的主要區(qū)別在于，使用空冷島代替了循環(huán)冷卻塔系統(tǒng)，因?yàn)橛酂岚l(fā)電系統(tǒng)循環(huán)冷卻水量一般在1000t/h～2000t/h，循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水量在2%-3%之間，循環(huán)水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行電耗是發(fā)電系統(tǒng)主要自用電耗，因此在一些缺水地區(qū)，空冷技術(shù)成為水冷方式的替代選擇。但是采用空氣直接冷卻汽機(jī)乏汽的冷卻效率要低于水冷方式，因此采用空冷技術(shù)時(shí)，在其他配置不變的情況下，發(fā)電量會(huì)一定程度的降低，同時(shí)空冷島系統(tǒng)投資相對(duì)于循環(huán)冷卻系統(tǒng)要高出很多。因此，我廠采用水冷技術(shù)，兩臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用[1]。

1 發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行狀況

2010年12月，我公司建設(shè)投產(chǎn)了一條4800t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，并同步建設(shè)了與水泥生產(chǎn)線相配套的9MW純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為窯頭余熱鍋爐從窯頭篦冷機(jī)中部?jī)杉?jí)取風(fēng)，Ⅰ段風(fēng)量59000m3（標(biāo)）/h，溫度420℃，Ⅱ段風(fēng)量161000m3（標(biāo)）/h，溫度338℃；窯尾余熱鍋爐從窯尾預(yù)熱器C1風(fēng)管取風(fēng)，風(fēng)量360000m3（標(biāo)）/h，溫度310℃。窯頭余熱鍋爐分為四段，其中一段為公共主蒸汽段，蒸汽來(lái)自窯頭主蒸汽段及窯尾余熱鍋爐主蒸汽，合并后生產(chǎn)0.689MPa-367℃-40.5t/h的過(guò)熱蒸汽，二段為窯頭余熱鍋爐單獨(dú)蒸汽段，生產(chǎn)0.79MPa-420℃-25.7t/h的過(guò)熱蒸汽，三段為低壓蒸汽段，生產(chǎn)0.1MPa-180℃-1.5t/h的低壓飽和蒸汽。四段為窯尾余熱鍋爐生產(chǎn)0.66MPa-290℃-14.8t/h的過(guò)熱蒸汽。窯頭、窯尾余熱鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽共同進(jìn)入余熱鍋爐一段，作為汽輪機(jī)的主蒸汽。窯頭余熱鍋爐產(chǎn)生的二次蒸汽作為汽輪機(jī)的補(bǔ)汽，共同推動(dòng)汽輪機(jī)做功。做功后的乏汽通過(guò)冷凝器冷凝成水，凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)水泵進(jìn)入軸封加熱器，再經(jīng)給水泵為窯頭余熱鍋爐省煤器提供給水，形成完整的熱力循環(huán)[2]。

2 水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)經(jīng)濟(jì)性措施

2.1 余熱利用理解有誤，片面追求發(fā)電量

有的企業(yè)受余熱發(fā)電設(shè)計(jì)、設(shè)備制造單位的誤導(dǎo)，沒(méi)注意熟料的熱耗，片面追求單位熟料的發(fā)電量。我們知道余熱發(fā)電是將水泥熟料生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的、并且水泥熟料生產(chǎn)過(guò)程本身已不能再利用的余熱回收從而轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)，余熱發(fā)電的設(shè)置應(yīng)該遵循以下原則：不影響水泥熟料生產(chǎn)，不增加水泥熟料生產(chǎn)的熱耗和電耗；不改變水泥熟料生產(chǎn)用原、燃料烘干的熱源；不改變水泥熟料的生產(chǎn)工藝和設(shè)備。對(duì)水泥熟料生產(chǎn)來(lái)說(shuō)節(jié)能就是節(jié)約煤耗和電耗。而余熱發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)置則是廢熱的利用，是一種被動(dòng)的節(jié)能行為。因此，企業(yè)首先要考慮的是：能源消耗是否合理，即能耗是否降到合理水平。最后才是考慮把產(chǎn)生的余熱盡量利用。

2.2 蒸汽輸送過(guò)程損失大，發(fā)電量低

對(duì)于窯頭、窯尾余熱鍋爐到汽輪發(fā)電機(jī)房的距離遠(yuǎn)，蒸汽在輸送過(guò)程中損失較大，發(fā)電量偏低的熟料生產(chǎn)企業(yè)，通過(guò)選用優(yōu)質(zhì)的保溫材料，增加保溫層的厚度等，可以最大限度地減少蒸汽輸送過(guò)程中的熱量損失，提高發(fā)電量。利用大修時(shí)間將蒸汽輸送管道的保溫材料進(jìn)行了更換，用保溫性能更好的硅酸鋁纖維（導(dǎo)熱系數(shù)0.032W/m·K）氈替代原用的巖棉（導(dǎo)熱系數(shù) 0.045W/m·K）進(jìn)行保溫，并將保溫層的厚度由 30mm 增加到 50mm。

2.3 冷卻循環(huán)水泵的升級(jí)改造

我廠原設(shè)計(jì)三臺(tái)冷卻水泵，兩臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。當(dāng)冷卻水泵出口閥門(mén)全開(kāi)時(shí)，對(duì)應(yīng)的電機(jī)電流是226A。在保證冷卻效果跟水量基本一致的前提下，在大修期間做出技術(shù)改造，原來(lái)正常運(yùn)行的兩臺(tái)水泵（P1，P2）被一臺(tái)水泵P3代替，P3電流為370A。經(jīng)粗略計(jì)算，此改造項(xiàng)目每年可節(jié)省13萬(wàn)余元。

2.4 真空系統(tǒng)的改造

我廠原設(shè)計(jì)運(yùn)用射水泵來(lái)維持真空，但是為了維持一定的真空度，射水泵電流偏大，消耗的水量也較多，射水抽氣器也有故障。我們通過(guò)對(duì)比匹配，發(fā)現(xiàn)真空泵有自己的優(yōu)勢(shì)，耗電量減少近一半，水資源也節(jié)約了，運(yùn)行更加穩(wěn)定順利。于是我們利用大修機(jī)會(huì)，將真空泵加入真空系統(tǒng)中，真空泵投入運(yùn)行，射水泵留作備用。這樣不僅提高了經(jīng)濟(jì)性，安全順行也上了雙保險(xiǎn)[3]。

2.5 優(yōu)化操作

（1）加強(qiáng)與窯中控的協(xié)調(diào)，通過(guò)穩(wěn)定篦冷機(jī)料層、調(diào)整篦速、觀察熟料結(jié)粒，最大限度的釋放余熱。（2）關(guān)注煤粉溫度，盡量減少冷風(fēng)閥的開(kāi)啟，將中溫段當(dāng)冷風(fēng)閥使用。（3）縮短開(kāi)機(jī)時(shí)間。大窯投料前完成帶鍋爐、管道暖管、真空建立、沖轉(zhuǎn)等一系列準(zhǔn)備工作，大窯投料后盡快并網(wǎng)發(fā)電。（4）開(kāi)停機(jī)杜絕空轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)行，做到及時(shí)開(kāi)停。（5）在階梯電價(jià)的波谷或平均時(shí)間開(kāi)啟濾油機(jī)、排污等。

3 結(jié)語(yǔ)

由于余熱鍋爐運(yùn)行環(huán)境特殊，溫度、壓力以及腐蝕性介質(zhì)使其相應(yīng)部件具備或產(chǎn)生多種腐蝕的條件。除低溫腐蝕外，還有汽水腐蝕、溶解氧腐蝕、氫腐蝕、游離CO2腐蝕、沉積物垢下腐蝕、灰垢腐蝕、應(yīng)力腐蝕等。只有充分認(rèn)識(shí)產(chǎn)生這些腐蝕的原因，才能采取有效的預(yù)防措施、進(jìn)行綜合治理，使鍋爐免遭腐蝕破壞。提高效率、節(jié)約成本是制造型企業(yè)非常關(guān)注的問(wèn)題，而除了制定科學(xué)的人文管理模式，企業(yè)更多地是要依賴品質(zhì)優(yōu)、使用壽命長(zhǎng)的機(jī)械設(shè)備，以及領(lǐng)先的科學(xué)技術(shù)運(yùn)用作支撐。