我公司余热发电现状和整改措施

芜湖南方水泥有限公司

余热发电现状和整改措施

我公司有两台余热发电工程一台4.5MW汽轮发电机组由天津水泥设计院设计，该余热锅炉系统工艺采用纯低温余热发电技术（单压热力循环系统）另一台9MW汽轮发电机组由合肥水泥设计院设计，余热锅炉系统工艺采用纯低温余热发电技术（双压补汽热力循环系统）。

该系统在相同热耗的情况下吨熟料发电量较低，我公司两台机组投产以来在两条熟料生产线都正常的情况下，4.5MW瞬时发电量最高达90％额定功率，吨熟料达到31KW。9MW瞬时发电量最高达100％吨熟料达到34KW，（当时两台锅炉入口烟温符合设计正常要求）。以上说明整个余热发电系统正常达到了设计要求。但年均发电量较低4.5MW机组吨熟料只能达28 KW；9MW机组吨熟料只能达30 KW。系统还需在原有基础上进行优化整改，造成目前发电量偏低的主要原因是水泥窑系统热工工况不稳，废气温度达不到设计值，致使锅炉出力不足，从而导致发电量不高。我们不能追求发电量来降低窑系统回收热效率，发电量与水泥窑熟料煅烧系统提供的多余热量有关，现分部说明如下。

一、煤磨对余热发电系统的影响

水泥生产过程的正常波动对余热发电系统来说也是可以适用的，但较大的无规律性的波动对余热发电系统很不利，我们公司两条生产线煤磨需要从窑头篦冷机抽风用于烘干，煤磨的运转不会与窑系统运转完全同步，必然存在煤磨抽风时和不抽风时供余热发电系统的烟气量与烟气温度的变化。从理论分析来看，如果余热发电系统不与水泥生产系统争风争热时，要保持窑系统的平衡，对2500与5000t/d规模的余热发电系统供风会有16000~35000 Nm3/h的风量差

和15℃左右的温差。这种变化在窑系统实际操作中很难控制的恰到好处,必然存在余热发电系统与水泥窑系统争风争热的现象，为了保持窑系统的稳定余热发电系统势必造成发电量会大幅波动，所以为了保持水泥窑系统和发电系统的相对稳定，一般将煤磨用风取之窑尾余热锅炉出口，从源头上消除这种波动。而我公司煤磨用风取之窑头冷却机，针对我公司实际情况采取如下措施：由于发电取风点和煤磨取风点位置较近，实际操作中，便存在着煤磨与发电抢风现象，煤磨系统通风阻力明显小于发电系统通风阻力，也有利于煤磨抢风，操作上在保证原煤烘干的情况下，尽量减少煤磨用风，增加发电风量，根据我们公司对篦冷机回风利用技改成功。建议在以后的技改中，煤磨取风以篦冷机低温170℃左右余风为主，既可以满足煤磨风温、风量需求，又增加了发电风量，提高了发电量，有利于余热的充分利用。又因为目前煤磨用风直接从锅炉入口取之，系统争风现象更是严重，减少系统争风现象提高发电量。

建议：1、4500t/d生产线煤磨取风口连接篦冷机低温段管径需要加大，这样可以保证煤磨取风用风量，又能减少中部取风量对AQC锅炉温度有着提高。

2、控制原煤质量提高产量，减少煤磨运行时间。

二、窑系统的影响

窑系统一直保持高产运行，但熟料烧结不是很好，结料不均匀，大快料、细料较多，篦冷机料层波动大，换热效果较差，二、三次风温不稳定，也造成窑头废气温度波动，窑头AQC锅炉入口温度波动大，波动区间250～420℃之间，废气温度的波动又影响了风量的稳定，致使AQC锅炉出力不够。针对目前系统运行状况分析，熟料结料较差，主要受配料影响，入窑生料硅酸率和饱和比偏高，操作上要适当增加窑头喂煤量，提高烧成温度，加大系统排风，降低窑内还原气氛。在熟料结料较差的情况下，篦冷机不宜厚料层操作，熟料结料差，

透气性差，降低了冷却风的穿透力，影响了熟料和冷却风的热交换，因此。厚料层操作只有在结料较好的情况下进行。树立一体化操作思路，余热发电运行后，运行系统便又窑、原料、煤磨、发电组成，窑操作时要逐步树立窑、磨、发电一体化操作思路，窑操作时要考虑到发电，要尽量保证发电量，提高发电温度尤其是稳定窑头废气温度，发电操作时要考虑到窑，如在窑头出现正压时，要适当打开窑头旁路挡板，减小通风阻力，满足窑安全运行需要，磨操作时也是如此，不能专注操磨，要考虑发电和窑运行状况。

三、篦冷机操作与管理

篦冷机作为熟料烧成过程中重要机组，担负着熟料冷却和热量回收任务。

1300℃左右不同粒径的高温熟料从喂料端进入冷却机并平铺在篦床上，在篦板推力的作用下向出料端移动，在移动过程中篦下冷却空气源源不断地通过篦板穿过料层，与热物料进行热交换，热交换结果是熟料被冷却，空气被加热。熟料的冷却可近似地看作为一维不稳态冷却过程，过程中冷却时间基本一定，冷却风量基本一定，因不同时段的传热温差不同，传热速度也不一样，开始阶段非常快，以后迅速减慢，前1/3时间段几乎完成了全部换热量的60～70%。由于出窑熟料的温度、液相量、颗粒级配、比热、产量、布料均匀性时常变化，而传热又对熟料温度、液相量、颗粒级配、比热、料量、布料等非常敏感，因此前期传热特点是快速而多变。（根据数据分析，建议我们公司生产中入窑生料硅酸率和饱和比略高一些有利于提高发电量）。

由于影响因素多，操作参数相关性差，因此熟料冷却只能模糊控制。这种控制对熟料烧成影响不大。但对窑头余热锅炉影响却十分大，表现比较明显的是，窑工艺状况虽未发生异常，但进AQC炉的却做出了较大的反应。为减弱上述影响，可通过以下操作解决。

1.密切关注二次风温、三次风温及其它们的温差。一般出窑熟料物性参数变化对二次风温影响不大，但对三次风温影响较大。此时可通过观察三次风温和三次风温与二次风温差值变化来判定窑况的改变，并及时采取应对措施。一般当三次风温升高或三次风温与二次风温差值变小时，可减慢篦速，或减小鼓

风风压，或减慢篦速和减小鼓风风压同时进行。反之，当三次风温降低或三次风温与二次风温差值变大时，可加快篦速，或增加鼓风风压，或加快篦速和增加鼓风风压同时进行。

2.密切关注各风室鼓风机的风门开度、转速及电流。目前操作员只注意鼓风机的风门开度和转速，却忽视了鼓风机的电流。因为当出窑熟料物性参数发生变动后，各风室通风阻力将会发生微弱的变化，进而引起鼓风量变化，因此风机电流或风机功率将有所变化。当电流或功率有减小趋势时，应有意识的开大风门或增大转速，并将电流或功率控制在更高的参数值上。反之，当电流或功率有增高趋势时，应有意识的减小风门或降低转速，并将电流或功率控制在更低的参数值上。

上述操作应与三次风温或三次风温与二次风温差值变化相兼顾，操作中尽量采用调风量的办法，最好不要调篦速，调篦速会导致更多因素变化，使篦冷机更难控制。篦速控制要与下料量和窑速保持一致。

3.结合篦板使用特性合理调整冷却风压与风量，保持用风均匀防止出现短路现象的发生。平时多观察并分析篦使用情况，尤其是高温室和中温室。我们知道不同程度使用篦板磨损，孔隙率不同，同用一个室会导致上风不均匀，熟料冷却不好，废气温度降低，热效率下降。

4.加强配料，加强均化，加强热工检测，定期对计量设备进行标定，稳定窑的热工制度。

5.定期开门检查篦冷机内熟料结粒情况，布料情况，红河情况等。

四、关于减少余热浪费

目前保温问题和防止漏风问题，难点是很多、面广、量大，一时难以全面解决，有些要带到大修期间处理。但是只要我们重视节能，推广节能，鼓励节能，在节能上打歼灭战和持久战，余热浪费将逐渐减少，最终将完全消除，届时余热发电量将会得到进一步提高。

2014.1.12