关于水泥余热发电与窑系统投料同步启动的技术

关于水泥余热发电与窑系统投料同步启动的技术
一、基本情况概述
水泥余热发电是利用蓖冷机和预热器C1出口的烟风，与余热锅炉换热，产生蒸汽，冲动汽轮发电机组发电，余热发电传统开机启动方式是等待窑系统投料产量达到额定产量，蓖冷机各段料层厚度达到要求，窑头AQC炉，ASH炉取风烟温达到设计要求后，主蒸汽温度达到额定后，才能冲转汽轮机，现以大连易事达设计系统作为代表，本文详细说明利用窑尾SP中压锅炉产生的过热蒸汽，冲转汽轮机，达到余热发电与窑系统投料同步启动的效果。

二、工艺流程对比
1.传统冲转开机方式
大连易事达设计系统为双压补气系统，一窑五炉，AQC中压、低压锅炉，SP中压、低压锅炉，ASH过热器炉，AQC中压锅炉与SP中压锅炉产生的蒸汽在中压分汽缸混合后进入ASH过热器，ASH过热器出口的蒸汽进入汽轮机。

主蒸汽额定参数是，370℃，2.29Mpa。

传统的开机冲转模式是，主蒸汽温度尽可能达到额定温度370℃，用ASH出口蒸汽冲转汽轮机即是额定参数冲转开机。

2.SP中压锅炉蒸汽同步冲转开机方式
当窑系统更换窑砖，预热器旋风筒浇注料施工，冷态开窑投料时，升温过程，加产过程往往非常缓慢，如果余热发电按传统冲转开机方式，需要等待蓖冷机风温达到要求，这个过程需要较长时间，消耗软水，疏水噪音影响环境。

用SP中压锅炉产生的过热蒸汽冲转汽轮机，并网带负荷，待窑系统投料达到额定，蓖冷机各取风温度达到要求后，再将SP中压锅炉并入中压分汽缸，投入ASH过热器。

用SP中压过热蒸汽冲转的特点：
(1)蒸汽升压升温过程中,利用低参数蒸汽进行暖管暖机,并随着蒸汽参数的升高逐步提高机组的转速,待发电机并网后逐步增加负荷。

(2)汽轮机暖管、暖机与锅炉升压、升温过程同时进行,与额定参数启动方式比较,可提前并网带负荷,但定速时缸温不高,需在低负荷下进行
暖机。

三、技改措施及新增设备
1. SP中压锅炉加装二排过热器管排，将SP中压蒸锅炉汽温度从240℃，提高到290～300℃。

2. 新增SP中压锅炉蒸汽管道到ASH过热器出口后的蒸汽管道，管道上加装电动调节阀，手动阀。

在DCS上组态做好新增电调阀给定反馈画面，实现在DCS上能开关操作。

3.在ASH过热器出口蒸汽管道最低处加装疏水阀，一二次阀门。

四、 SP炉同步冲转开机步骤
1.窑冷态投料前，烘窑升温过程中，同步启动SP炉，全开SP炉进出口烟风阀门，打开SP中压锅炉蒸汽管道沿途疏水阀，充分疏水暖管，待投料量达到额定产量50%，准备冲转汽轮机。

2.逐渐全开新增SP中压锅炉到主蒸汽管道电动调节阀，手动阀也应全开，全开后关闭SP中压锅炉蒸汽到中压分汽缸电动阀。

打开ASH 过热器一二次疏水阀进行反向暖管。

3.冲转过程中自动主汽门前蒸汽温度约270℃～285℃，滑参数暖机，保持机组润滑油油温在38～42℃，505冷态自动暖机模式冲转，低速暖机500RPM，25min, 中速暖机1100RPM，90min。

在机组升速过临界时需要注意，由于采用SP炉滑参数暖机，必须做到充分暖机后，才能升速。

如果机组未充分暖机，上下缸温，胀差，调节级温度未达到要求时，升速过临界时，机组各轴瓦振动非常高，极端情况可达120～150μm ，此时机组无法通过临界转速区，只能打闸重新冲转，对汽机转子金属结构非常不利，而且耽误并网时间。

当505冷态自动启动模式，中速暖机倒计时走完后，不进行手动干预，不过多的增加中速暖机时间，自动升速至3000RPM。

过临界时振动控制在70～80μm以内，做到每次冲转过临界转速区时一次性成功，机组转速升速到达3000RPM。

4.达到额定转速后，并网带负荷，随着窑系统投料产量逐渐增加，准备将SP中压锅炉并入中压分汽缸。

当，中压分汽缸，ASH过热器出口，SP中压锅炉，三者蒸汽温度差值在50℃以内，三者蒸汽压力差值
在0.2MPa内，即可进行并汽，并汽完成后，逐渐开大ASH炉风门，使得主蒸汽温度到达370℃，逐渐提升机组负荷，汽轮机投入补气系统，完成整个开机过程。

五、经济效益
采用SP中压锅炉与窑系统投料同步冲转开机方式，平均提前并网10小时，平均负荷按3000KW计算，增加发电量30000KWH，同时使生料磨可以提前开磨，保障窑系统投料正常进行。

在余热发电实际工作中，运行人员应不断学习新的技术，提高自身专业素养，适应新的工艺流程，优化操作方法，保证机组设备正常运转，同时创造出最大的价值，达到双赢的效果。

作者：刘寅
单位：华新水泥中部事业部盐井公司。