??? 摘要:

??? 江西水泥廠#3窯低溫余熱發(fā)電工程于1999年4月底開始并網(wǎng)發(fā)電。本文就該廠低溫余熱發(fā)電工程的設(shè)計作一介紹。

??? 4 運行操作情況

??? 本工程于1998年4并網(wǎng)成功,1998年8月上旬完成負(fù)荷試車考核并轉(zhuǎn)入試生產(chǎn)。負(fù)荷試車考核期間的運行數(shù)據(jù)見表2，試生產(chǎn)其間的運行數(shù)據(jù)見表3。由于系統(tǒng)設(shè)計采用的溫度、壓力都較低，且主機(jī)設(shè)備成熟可靠,工藝流程簡單,易操作,運行較可靠,故很少發(fā)生故障停機(jī)現(xiàn)象。該余熱發(fā)電系統(tǒng)啟停簡單、快速，調(diào)節(jié)靈敏，對窯系統(tǒng)工況變化的適應(yīng)性較強(qiáng)，窯點火生產(chǎn)正常后就可啟動余熱發(fā)電系統(tǒng)。按鍋爐預(yù)定的升溫升壓曲線調(diào)節(jié)進(jìn)窯尾鍋爐煙氣量。當(dāng)主蒸汽溫度和壓力達(dá)到要求值后即開始暖管和汽輪機(jī)暖機(jī)、沖轉(zhuǎn)等。當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后即可并網(wǎng)，升負(fù)荷。當(dāng)篦冷機(jī)煙氣溫度達(dá)到設(shè)計值后即可啟動窯頭鍋爐，由窯頭汽包向窯尾鍋爐汽包送汽，使發(fā)電機(jī)組負(fù)荷提高。正常情況下，操作人員主要監(jiān)控汽包水位、冷凝器熱井水位，除非有超載的情況，一般不需要調(diào)節(jié)煙氣流量。汽輪機(jī)設(shè)有前壓調(diào)節(jié)裝置，能隨工況的變化及時調(diào)整負(fù)荷，實現(xiàn)多產(chǎn)汽多發(fā)電。

??? 表2 余熱發(fā)電系統(tǒng)負(fù)荷試車考核運行數(shù)據(jù)

??? 時間1999-08-06~07 21∶23

??? 窯尾鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 476出口溫度/℃293

??? 窯頭鍋爐 進(jìn)口溫度/℃223 出口溫度/℃90

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2787

??? 時間1999-08-06~07 22∶37

??? 窯尾鍋爐 進(jìn)口溫度/℃446 出口溫度/℃283

??? 窯頭鍋爐 進(jìn)口溫度/℃450 出口溫度/℃137

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2657

??? 時間1999-08-06~07 23∶21

??? 窯尾鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 458出口溫度/℃290

??? 窯頭鍋爐 進(jìn)口溫度/℃280 出口溫度/℃125

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2482

??? 時間1999-08-06~0700∶23

??? 窯尾鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 462 出口溫度/℃ 291

??? 窯頭鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 400 出口溫度/℃ 112

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW? 2544

??? 時間1999-08-06~07 01∶37

??? 窯尾鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 487 出口溫度/℃ 292

??? 窯頭鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 460 出口溫度/℃ 114

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW 2747

??? 時間1999-08-06~07 02∶12

??? 窯尾鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 492 出口溫度/℃ 307

??? 窯頭鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 500 出口溫度/℃ 101

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW 2859

??? 時間1999-08-06~07 21∶23

??? 窯尾鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 476 出口溫度/℃ 293

??? 窯頭鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 223 出口溫度/℃ 90

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW 2787

??? 時間1999-08-06~07 03∶45

??? 窯尾鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 478 出口溫度/℃ 292

??? 窯頭鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 600 出口溫度/℃ 98

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW 2670

??? 時間1999-08-06~07 04∶48

??? 窯尾鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 448 出口溫度/℃ 285

??? 窯頭鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 380 出口溫度/℃ 116

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW 2401

??? 時間1999-08-06~07 05∶33

??? 窯尾鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 437 出口溫度/℃ 280

??? 窯頭鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 500 出口溫度/℃ 110

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW 2883

??? 時間1999-08-06~07 06∶14

??? 窯尾鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 482 出口溫度/℃ 296

??? 窯頭鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 300 出口溫度/℃ 98

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW 2823

??? 時間1999-08-06~07 07∶26

??? 窯尾鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 459 出口溫度/℃ 291

??? 窯頭鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 360 出口溫度/℃ 89

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW 2385

??? 時間1999-08-06~07 08∶36

??? 窯尾鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 463 出口溫度/℃ 290

??? 窯頭鍋爐 進(jìn)口溫度/℃???? 出口溫度/℃ 100

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW 2625

??? 時間1999-08-06~07 09∶59

??? 窯尾鍋爐 進(jìn)口溫度/℃ 461 出口溫度/℃ 289

??? 窯頭鍋爐 進(jìn)口溫度/℃???? 出口溫度/℃ 107

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW 2496

??? 注：

??? 窯頭鍋爐的廢氣通過量為總煙氣量的30%。

??? 表3余熱發(fā)電系統(tǒng)試生產(chǎn)車運行數(shù)據(jù)

??? 時間

??? 2000-07-13~14

??? 17∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃423出口溫度/℃282

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃195出口溫度/℃152

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW1838

??? 18∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃481出口溫度/℃249

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃481出口溫度/℃149

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2345

??? 19∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃460出口溫度/℃248

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃460出口溫度/℃148

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2147

??? 20∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃311出口溫度/℃245

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃311出口溫度/℃145

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2237

??? 21∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃370出口溫度/℃258

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃370出口溫度/℃158

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2324

??? 22∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃368出口溫度/℃257

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃368出口溫度/℃157

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2228

??? 23∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃386出口溫度/℃225

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃386出口溫度/℃125

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2349

??? 00∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃422出口溫度/℃295

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃394出口溫度/℃147

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2147

??? 01∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃449出口溫度/℃300

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃508出口溫度/℃116

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2149

??? 02∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃423出口溫度/℃295

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃309出口溫度/℃160

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2126

??? 03∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃421出口溫度/℃294

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃327出口溫度/℃147

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW1946

??? 04∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃425出口溫度/℃272

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃145出口溫度/℃145

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2043

??? 05∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃422出口溫度/℃294

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃307出口溫度/℃161

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2042

??? 06∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃423出口溫度/℃293

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃330出口溫度/℃157

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2047??

??? 07∶00

??? 窯尾鍋爐進(jìn)口溫度/℃405出口溫度/℃288

??? 窯頭鍋爐進(jìn)口溫度/℃350出口溫度/℃165

??? 汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電功率/kW2045

??? 注：

??? 1) 回轉(zhuǎn)窯14∶00開窯，15∶00并網(wǎng)發(fā)電。

??? 2) 窯頭煙氣溫度小于350℃時，窯頭鍋爐旁路閥可全關(guān)，煙乞溫度大于350℃時，只能部分通過窯頭鍋爐。窯尾鍋爐的啟停和入爐煙氣量的調(diào)節(jié)涉及到窯系統(tǒng)工況的波動和窯尾高溫風(fēng)機(jī)電流的波動。窯尾鍋爐啟停操作時，原則上只要保持窯尾一級筒出口負(fù)壓、溫度不變，則鍋爐啟停和風(fēng)量調(diào)節(jié)就不會影響窯系統(tǒng)的穩(wěn)定。實現(xiàn)這一原則的重要手段是窯尾鍋爐進(jìn)口風(fēng)門、旁路風(fēng)門及窯尾高溫風(fēng)機(jī)風(fēng)門三者的協(xié)調(diào)操作。前兩個風(fēng)門操作設(shè)在余熱發(fā)電中控室，高溫風(fēng)機(jī)風(fēng)門操作設(shè)在窯系統(tǒng)控制室。發(fā)電中控室在啟停鍋爐和大幅度調(diào)節(jié)入爐煙氣量前須通知窯系統(tǒng)中控室，并且應(yīng)視窯尾高溫風(fēng)機(jī)電流變化情況緩慢操作，以便讓窯系統(tǒng)中控室適應(yīng)沿程管路工況變化引起的出一級筒負(fù)壓及高溫風(fēng)機(jī)電流的變化，及時調(diào)節(jié)高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)門。高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)門的控制目標(biāo)是：在盡量維持一級筒出口負(fù)壓穩(wěn)定的同時，兼顧高溫風(fēng)機(jī)電流不超過額定值。

??? 窯頭鍋爐的啟停對工藝操作影響不大。但因窯頭余風(fēng)溫度波動較大(180℃～500℃)，波動周期短，導(dǎo)致窯頭鍋爐的旁路調(diào)節(jié)閥頻繁動作。窯頭余風(fēng)溫度正常時（250℃～350℃），窯頭鍋爐能正常出力，發(fā)電量可達(dá)2300kW左右。當(dāng)窯頭溫度過高時，因汽化率太高、系統(tǒng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致窯頭汽包壓力過大。此外，由于窯尾的過熱能力不夠，當(dāng)窯頭產(chǎn)汽量太大時,過熱蒸汽溫度下降,只能開啟旁路調(diào)節(jié)閥，以減少入窯頭鍋爐的煙氣量,保證系統(tǒng)穩(wěn)定。為此，正在采取的措施有：

??? (1) 改善工藝操作，減少窯頭余風(fēng)的溫度波動；

??? (2) 改進(jìn)窯尾鍋爐汽包的汽水分離裝置，提高分離效率；

??? (3) 在可能的情況下增加窯尾鍋爐的過熱器換熱面積。

??? 目前的發(fā)電量（2300kW）為設(shè)計負(fù)荷的82％，系統(tǒng)年發(fā)電能力1623萬kWh，扣去自耗電，年供電量為1428萬kWh，噸熟料回收電力27.6 kWh,節(jié)能效果明顯。從目前運行的情況看，只要有效地解決好上述問題,該系統(tǒng)能達(dá)到設(shè)計發(fā)電量。

??? 5 低溫余熱發(fā)電的發(fā)展方向

??? 發(fā)展低溫余熱發(fā)電符合國家能源政策，減少溫室氣體排放有利于環(huán)境保護(hù)，應(yīng)當(dāng)在全國新型干法窯中大力推廣。其自身的技術(shù)進(jìn)步方向主要有：

??? (1) 進(jìn)行篦冷機(jī)廢氣循環(huán)改造,提高出篦冷機(jī)廢氣溫度,既可有效提高發(fā)電量,又可減少廢氣排放。根據(jù)日本川奇公司對寧國廠4000t/d窯系統(tǒng)推算,廢氣循環(huán)系統(tǒng)改造后,篦冷機(jī)排汽溫度由250℃提高到350℃，系統(tǒng)發(fā)電能力可由5000kW左右增加到6480kW,增幅約30%。

??? (2) 優(yōu)化熱力系統(tǒng)參數(shù)，特別是采用多點混汽凝汽式汽輪機(jī)，以多級閃蒸技術(shù)充分利用廢氣余熱，同時提高汽輪機(jī)內(nèi)效率，進(jìn)一步提高單位熟料發(fā)電量。以適應(yīng)新型干法窯廢氣排放溫度不斷降低的要求

??? 作者：孔學(xué)標(biāo) 潘炯 殷東良 胡觀利

??? 來源：南京水泥工業(yè)設(shè)計研究院