水泥窑余热电站投入运行后电站及水泥窑生产过程中容易产生的问题及解决方法

水泥窑余热电站及水泥窑投产后生产过程中存在的问题及解决办法大连一世达新能源发展有限公司董守廉大连一世达新能源发展有限公司是一家集技术研发、工程设计、成套设备、工程建设和运营管理于一体的科技主导型工程公司。主要从事工业余热、地热能、太阳能、风能、潮汐能、沼气能、垃圾能等新能源的开发利用。目前，其主要工作是新型干法水泥窑纯低温余热发电项目的设计、技术服务、成套设备、工程总承包、投资运营管理等。自2005年12月成立以来，公司经历了三年半的发展。据不完全统计，我公司采用大连一世达第二代余热发电技术，为92座水泥窑建成了75座纯低温余热发电站。电站总装机容量达到609.8兆瓦，相当于建设一座60万千瓦的热电厂。到目前为止，已有24座废热发电站同时建成，约占设计发电站总数的1/3。其余的仍在设计和建造中。从已投产的24座余热电站运行情况来看，每吨熟料发电量已达到38-46千瓦时/吨氯，平均为42千瓦时/吨氯。带窑电站运行率达到97%以上，电耗率为6.2%。各项指标均满足设计要求。然而，从并网之初到达标，电站经历了从不稳定到稳定、从低水平发电到高水平发电、从粗放运行到精细运行的曲折过程。我参加了一些发电厂的调试，并回访了并网发电厂。在试运行和回访的基础上，总结提出了电厂和水泥窑生产过程中存在的以下15个问题及其解决方法，供与会专家和电厂管理者参考。问题1。合理增减负荷的探讨汽轮机的负荷增减一般是通过增加或减少油马达的冲程来完成的。水泥窑余热发电一般不存在根据电网负荷自动调节油马达行程的问题。汽轮机的负荷增减一般由运行人员根据锅炉的蒸汽产量进行调整。然而，在电站运行之初，操作人员缺乏经验，不合理的加减负荷操作很常见，即加减负荷操作太快、太大、太频繁。不合理的负荷调整对汽轮机效率和使用寿命有很大影响。当调节过大或过快时，电站处于准闪发状态，发电量迅速增加，但持续时间不长，发电量开始下降，然后进行减负荷运行。因此，电站的发电波动非常大，因此减载运行是稳定发电的关键。正确合理的加、减负荷操作是根据余热状况控制供水，根据供水控制蒸汽输出，根据蒸汽输出确定油马达的行程大小。努力保持蒸汽温度和压力不变。为此，操作人员和水泥中控应密切配合，根据窑头和窑尾余热状况及其变化趋势，及时调整水量，调整油马达行程，合理控制蒸汽输出，从而保证水位稳定、蒸汽参数稳定、发电均衡稳定。问题2。关于汽轮机真空水泥企业形成一套完整的余热发电已是近几年的事情。相当多的机组对汽轮机的真空问题知之甚少，这往往是偏低的。电站设计要求汽轮机真空为0.007兆帕(表压-0.093兆帕)，排气温度为38.7。实际汽轮机真空通常低于该值。例如，山东济南的一个发电站根据理论计算，每降低0.001兆帕真空，排气温度增加2.4，排气焓增加12.495千焦/千克。对于2500t/d水泥窑余热电站，如果进入汽轮机的中压蒸汽为22099kg/h，低压蒸汽为5256kg/h，中压蒸汽入口焓为3176.5kJ/kg，低压蒸汽入口焓为2772.9kJ/kg，汽轮机效率按0.78计算，发电量分别减少84.8kW和1.7%。如果真空度降低0.003兆帕，发电量将分别降低229.0千瓦和4.9%。对于5000t/d水泥窑余热电站，如果进入汽轮机的中压蒸汽为40323kg/h，低压蒸汽为12565kg/h，中压蒸汽入口焓为3176.5kJ/kg，低压蒸汽入口焓为2772.9kJ/kg，汽轮机效率按0.78计算，计算结果表明发电量分别减少171.3kW和1.7%。如果真空度降低0.003兆帕，发电量将分别降低462.7千瓦和4.8%。汽轮机真空的降低通常与汽轮发电机的密封性、喷水器的特性、冷凝器铜管膨胀口的完整性、冷却水的温和冷却水量以及冷凝器铜管的表面热阻有关。在检查并排除汽轮发电机的紧密性和水喷射抽取器的性能因素后，应通过加强操作和维护来改善汽轮机真空。例如，为了降低工厂的耗电量，仅运行一个循环水泵，循环水的短缺导致涡轮机的真空降低，排气温度升高。工厂的原水中也有许多杂质，导致铜管表面结垢，热阻增加，真空度降低，过滤不良导致排气温度升高。此外，工厂循环水的不精确计量导致微生物附着在铜管表面，导致热阻增加、真空度降低和排气温度升高。在我们的回访中，我们发现这个问题非常严重。说明原因、危害和处理方法后。这些电站非常重视并采取了有效的解决方案。例如，山东省济南市的一家工厂在对冷凝器进行酸洗后，使用橡胶球清洁装置每天清洁一次。现在汽轮机真空从过去的0.01兆帕(表压-0.094兆帕)上升到0.006兆帕(表压-0.090兆帕)，增加了0.004兆帕；排气温度从45.8下降到38，下降了7.8；发电量增加了约450千瓦。由于效果显著，许多工厂都去参观学习了。目前，山东平阴的一家工厂和安丘的一家工厂都采用了酸洗和胶球清洗装置，都收到了预期的效果。问题3。关于SP炉低压调温蒸汽段由于水泥窑配有余热锅炉，合理利用余热应该是首要问题。如何合理利用水泥窑余热？我们的指导思想是：一个基础，一个坚持。一个依据是：根据梯级利用的原理，即根据水泥窑的余热分布，实现高能高用和低能低用，即利用450-550的高温余热产生过热蒸汽，利用210-400的中温余热产生饱和蒸汽，利用160-220的低温余热产生低压蒸汽和干燥原料，利用150以下的低品位余热一是坚持“物尽其用”和“量尽其用”的原则。根据这一原理，我们利用窑头冷却器前500的高温余热设计了独立的过热器，利用窑头电除尘器排放的100低温余热设计了篦冷机循环风系统。利用窑尾干燥温度从170变化到220的特点，设计了SP炉低压调温蒸汽段。通过调节SP炉低压调温蒸汽段的低压蒸汽输出，SP炉废气温度从170变化到220，以满足不同的干燥要求。然而，一些新连接的发电单元如果采用后一种方法，发电量将会严重损失，而如果采用前一种方法，发电量损失将会较小。经计算，采用前一种方法调整功率损耗：2500吨/日水泥窑余热电站为0 320千瓦，平均160千瓦；5000吨/日水泥窑余热电站0 650千瓦，平均325千瓦；但后一种方法用于调节功率损耗：2500吨/日水泥窑余热电站为0 880千瓦，平均440千瓦；5000吨/日水泥窑余热电站0 1990千瓦，平均995千瓦；与前一种方法相比，功率损耗：平均增加280千瓦；2500吨/日水泥窑余热电站；平均670千瓦；将新增5000吨/日水泥窑余热电站；目前，采用第一代余热发电技术设计的水泥窑余热电站，由于没有温度调节和低压蒸汽段，只能采用后一种方法来调节干燥废气的温度。因此，余热利用不合理，浪费仍然严重。通过回访和现场讲解，我们逐步纠正了一些机组的误操作，发电量有了明显提高。例如，在湖北某电站，校正前平均发电量为8500千瓦，校正后平均发电量为9300千瓦，平均增加800千瓦；另一个例子是浙江绍兴的1000吨/日水泥窑电站，在该电站，校正前的平均发电量为2200千瓦，校正后的平均发电量为2400千瓦，平均增加200千瓦；事实上，SP炉低压调温蒸汽段不仅具有上述调温功能，还具有调湿功能。如果在窑尾使用电收尘器，当SP炉投入运行后，收尘效果会受到影响。为了不影响除尘效果，利用SP炉产生的低压蒸汽对废气进行加湿(相应减少发电量)，可以解决余热电站对窑尾除尘效果的负面影响。目前，一些机组还没有很好地利用SP炉的低压调温蒸汽段。另一个主要原因是培训工作还没有完全完成，操作人员对余热的质量和数量的概念还没有完全理解，设置SP炉低压调温蒸汽段的作用和目的还不明确，SP炉低压调温蒸汽段的操作要领还没有掌握。因此，有必要加强对电站运行管理人员的技术培训。问题4。篦冷机的运行和管理篦冷机是熟料烧成过程中的重要设备，负责熟料冷却和热量回收。1370下不同粒度的高温熟料从进料端进入冷却器，平放在篦床上。在篦板推力的作用下，它移动到卸料端。在移动过程中，炉排下方的冷却空气不断通过炉排片与热物料进行热交换。作为热交换的结果，熟料被冷却，空气被加热。熟料冷却可近似视为一维非稳态冷却过程，其中冷却时间基本恒定，冷却风量基本恒定。由于不同时间段的传热温差不同，传热速度也不同。初始阶段非常快，然后很快就慢下来。前1/3时间周期几乎完成了总热交换的60 70%。由于窑内熟料的温度、液相量、粒度分布、比热、产量和分布均匀性经常变化，传热对熟料温度、液相量、粒度分布、比热、物料量和分布等非常敏感。早期的传热特点是快速多变的。由于影响因素多，操作参数相关性差，熟料冷却只能采用模糊控制。这种控制对熟料燃烧几乎没有影响。然而，它对窑头余热锅炉有很大的影响。显而易见，虽然在窑炉工艺中没有出现异常，但ASH和AQC锅炉已经做出了很大的反应。为了红色2.密切注意每个气室风机的风门开度、转速和电流。目前，操作人员只注意风门的开度和风机的转速，而忽略了风机的电流。因为当窑内熟料的物理参数发生变化时，各风室的通风阻力会发生微小的变化，这将导致鼓风量的变化，从而使风机电流或风机功率发生变化。当电流或功率趋于减小时，应自觉打开风门或提高转速，并将电流或功率控制在较高的参数值。相反，当电流或功率趋于增加时，应该有意识地降低阻尼器或降低转速，并且应该将电流或功率控制在较低的参数值。上述操作应结合三次风温度或三次风温度与二次风温度之差的变化，操作中应尽可能采用风量调节方法。最好不要调节炉排速度，这样会导致更多的因素变化，使炉排冷却器更难控制。炉排速度控制应与下料量和窑速一致。3.加强篦板的使用和维护，做到同室同周期。严禁在同一个房间内新旧混合，尤其是在高、中温室内。我们知道不同年代的篦板有不同的孔隙率，新篦板有小孔，旧篦板有大孔。使用同一个燃烧室会导致上部空气不均匀、熟料冷却不良、废气温度较低和热效率较低。4.定期加强配料、均化、热工测试、计量设备校准，稳定窑炉热工系统。5.定期开门检查篦冷机中熟料粒化、布料和红河情况。6.两个残风门的开启，破碎上部的残风烟囱常开，篦冷机的残风根据排气温度开启。问题5。过热器积灰(结皮)堵塞问题从并联运行的电厂来看，由于过热器工作温度(设计在500 550，有些电厂实际达到600 700)之间的关系，存在不同程度的过热器堵塞问题(2006年和2007年投入运行的余热电厂的部分余热过热器存在积灰堵塞问题， 在发现堵灰后，对过热器的结构设计进行了修改，因此近年来投入运行的电厂不再存在这一问题。过热器堵塞主要发生在进口处2 4排换热管翅片之间的缝隙处，该缝隙密实、牢固，不易清除。过热器堵塞影响过热器通风、蒸汽过热度和发电。在严重情况下，还会危及电站的安全运行。从过热器堵塞物的形成来看，一种是黄色粉末，另一种是熟料粉末。在前一种情况下，大量生料粉串联进入冷却器，在冷却器的吹送作用下分散悬浮在过热器中，导致过热器堵塞。这种情况下形成的堵塞速度快，分布均匀，阻力大，但质地较软，容易清除。在后一种情况下形成的堵塞是逐渐形成的，并且与温度有直接关系。温度低时，地层速度较慢，温度高时，地层速度较快。堵塞物为水泥熟料，与换热管和换热管的翅片结合紧密牢固，不易清除。前一种情况造成的堵塞更容易理解，主要与温度高、粉尘浓度大有关。后一种情况下形成的堵塞相对复杂。从形成过程和现象分析，后一种堵塞与熟料成分和操作温度有关。高温熟料含有液相粘性物质和挥发性物质，它们在较低温度下在换热管和换热管翅片上凝结结晶，并粘附形成固体堵塞物。一旦过热器堵塞形成，很难完全消除。因此，过热器堵塞应通过预防控制蒸汽过热不仅需要较高的烟气温度，还需要一定量的烟气。由于冷却器内高温空气量有限，当抽出少量时，温度高，流量小；大量提取时，温度低，流量大；因此，可以通过调节高温空气流量来调节过热器温度。在具体操作中，高温一是主要部分，高温二是补充部分。过热器的通风量应适当增加，以保证进入过热器的烟气温度不太高，不影响蒸汽过热。为便于操作，过热器入口烟气温度应控制在500，最高不超过550。(2)将进口排翅片管改为光管由于光滑管的附着力差，不易结皮和积灰。其热交换可降低烟气温度，使进入翅片管