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        一種顯著提升水泥回轉(zhuǎn)窯余熱發(fā)電量的技術(shù)措施

        2021-03-01 06:24:10莘守業(yè)呼志剛

        王 亮,莘守業(yè),呼志剛

        (清水河縣蒙西水泥有限公司,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020)

        1 項目背景及投資改造必要性

        受市場環(huán)境的影響,水泥企業(yè)間競爭不斷惡化,生產(chǎn)成本優(yōu)勢已然成為企業(yè)綜合實力的制勝法寶,集團(tuán)公司提出堅持“以高新技術(shù)和適用技術(shù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”的思路,在資金允許的情況下引進(jìn)吸收社會上成熟的、適用的技術(shù)成果對現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行分步改造,逐步提高生產(chǎn)線的自動化、智能化水平,提升勞動生產(chǎn)率和單位時間的生產(chǎn)效能。緊緊圍繞降本增效、節(jié)能降耗開展技術(shù)創(chuàng)新,因此,開展技術(shù)改造創(chuàng)新,補(bǔ)齊公司運(yùn)營中存在的技術(shù)短板,不斷降本增效,提升公司綜合競爭優(yōu)勢。

        2 項目改造前存在的主要問題:

        清水河縣蒙西水泥有限公司擁有1條5 000t/d熟料生產(chǎn)線,2011年2月份投產(chǎn),配套第三代南京聯(lián)勘篦冷機(jī)及9MW余熱發(fā)電單壓熱力系統(tǒng),余熱發(fā)電AQC爐型號為QC225/390-21.8-1.18/375,2012年5月份投入運(yùn)行,投運(yùn)以來,經(jīng)過幾年的生產(chǎn)運(yùn)行實踐發(fā)現(xiàn)煤磨取風(fēng)及AQC爐取風(fēng)系統(tǒng)存在以下問題:煤磨用風(fēng)和AQC爐取風(fēng)都是從篦冷機(jī)中溫段取熱風(fēng),余熱發(fā)電系統(tǒng)與煤磨取風(fēng)系統(tǒng)存在爭風(fēng)現(xiàn)象,導(dǎo)致熱風(fēng)損耗,余熱利用率降低,由于入AQC爐煙風(fēng)溫度低,導(dǎo)致AQC爐蒸汽量維持在15t/h~25t/h且波動較大,嚴(yán)重制約余熱發(fā)電量的提升,其間將取風(fēng)口位置做了部分調(diào)整,效果不太明顯,目前,通過工藝調(diào)整AQC爐蒸汽流量僅能維持在20t/h以上,3~4月份噸熟料發(fā)電量分別為22.57kW·h和25.60kW·h,本公司熟料結(jié)粒較好,窯頭AQC爐底部拉鏈機(jī)基本無熟料粉,窯頭AQC爐入口溫度維持到290℃~360℃左右且波動較大,余熱發(fā)電量維持在6 500kW·h~7 000kW·h范圍內(nèi),噸熟料發(fā)電量維持在27kW·h~30kW·h之間。為了從根本上扭轉(zhuǎn)余熱發(fā)電量偏低的局面,該公司經(jīng)過多方論證分析,并安排外出調(diào)研烏蘭察布中聯(lián)水泥、巴彥淖爾中聯(lián)水泥、通遼中聯(lián)水泥技改的效果,同時,積極對接相關(guān)建材設(shè)計院人員,通過現(xiàn)有篦冷機(jī)配風(fēng)情況分析并理論計算,決定于2020年5月份檢修時對余熱發(fā)電取風(fēng)口進(jìn)行改造處理。在篦冷機(jī)一床上部增加一根¢1 500mm熱風(fēng)管道并入主取風(fēng)管道,提高入AQC鍋爐溫度,提高噸熟料發(fā)電量,該項目在外委單位的大力支持下,項目于2020年5月30日開始動工,2020年6月16日具備使用條件,回轉(zhuǎn)窯于2020年6月21日點(diǎn)火升溫并對該管道進(jìn)行了烘烤,2020年6月24日開始投入使用。

        3 技改條件

        3.1 工藝運(yùn)行狀況

        通過對篦冷機(jī)整體工藝配風(fēng)及煤磨用風(fēng)理論計算,目前,富裕風(fēng)量在70 000m3/h,故討論后決定增加¢1 500mm管道,對于煤磨用風(fēng)不會影響。

        3.2 供電及DCS控制點(diǎn)

        需從窯頭電力室引控制電纜、熱電偶、負(fù)壓控制電纜等,距離電力室50m。

        3.3 場地

        技改和新增設(shè)備需要場地通過現(xiàn)場核實尺寸完全可以滿足,并邀請公司土建工程師對窯頭平臺承重進(jìn)行了論證分析,需對窯頭平臺根據(jù)載荷變動情況予以加固,滿足技改要求。

        4 改造方案

        本次技改采取的措施:原取風(fēng)口位置不變,在一段篦床靠近窯頭方向1.6m位置開口,并進(jìn)行窯頭平臺開孔加固,增加一根¢1 500mm熱風(fēng)管道,配置金屬波紋膨脹節(jié)及熱風(fēng)閥,風(fēng)管內(nèi)部澆注150mm厚度的莫來石澆注料,達(dá)到增加通風(fēng)面積及充分利用高溫風(fēng)的效果(見圖1)。

        圖1 技改前畫面

        技改目標(biāo):在機(jī)組其他工況不變的情況下,若AQC溫度能夠穩(wěn)定在420℃左右,每小時機(jī)組預(yù)計可增加發(fā)電量:0.9×3%×2=540kW·h;每年機(jī)組按5 700運(yùn)行小時計算,可增加發(fā)電量0.054萬kW·h×5 700=307.8萬kW·h,若每度電按0.38元上網(wǎng)電價計算,預(yù)計每年可增加經(jīng)濟(jì)收入為:307.8萬kW·h×0.38=116.96萬元。

        電氣及自動化配套設(shè)計電器、熱工儀表等控制系統(tǒng)接入原有DCS控制系統(tǒng),對熱風(fēng)閥開度及溫度、壓力進(jìn)行中控集中控制,大大提高了自動化水平,滿足使用。

        表1 耐火材料施工

        表2 同行業(yè)技改前后參數(shù)對比

        圖2 技改后畫面

        5 結(jié)束語

        改造后,通過統(tǒng)計5月7日~29日平均小時發(fā)電量為7 217kW·h,技改后統(tǒng)計6月25日~28日平均小時發(fā)電量為8 025kW·h,較技改前提高800kW·h;窯頭AOC爐入口溫度上升明顯,平均達(dá)到400℃左右,高時達(dá)到450℃,小時發(fā)電量穩(wěn)定在8 000kW·h左右,日發(fā)電量穩(wěn)定在190 000kW·h左右,噸熟料提高了3kW·h。在窯系統(tǒng)操作中穩(wěn)定的零壓區(qū)是保證二三次風(fēng)量穩(wěn)定的關(guān)鍵,取風(fēng)點(diǎn)的位置變化在實際運(yùn)行中并沒有對頭煤的燃燒、窯系統(tǒng)的熱力分布產(chǎn)生明顯變化和影響,相反使得二次風(fēng)溫更加穩(wěn)定,入AQC鍋爐溫度波動范圍也很小,對于余熱發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造了良好的條件,在機(jī)組其他工況不變的情況下,每小時機(jī)組預(yù)計可增加發(fā)電量:0.9×4.5%×2=810kW·h;按照錯峰停窯11月15日計算,剩余運(yùn)行時間為3 240h,可增加發(fā)電量0.081萬kW·h×3 240=262.44萬kW·h,若每度電按0.38元上網(wǎng)電價計算,本年度可增加經(jīng)濟(jì)收入為:262.44萬kW·h×0.38=99.73萬元,技改投資費(fèi)用一個半月即可收回(附技改前后的中控室參數(shù)對比)。

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