??? 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(kāi)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(jì)作一介紹。
??? 4 運(yùn)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(chē)考核并轉(zhuǎn)入試生產(chǎn)。負(fù)荷試車(chē)考核期間的運(yùn)行數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，試生產(chǎn)其間的運(yùn)行數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jiǎn)單,易操作,運(yùn)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(jiǎn)單、快速，調(diào)節(jié)靈敏，對(duì)窯系統(tǒng)工況變化的適應(yīng)性較強(qiáng)，窯點(diǎn)火生產(chǎn)正常后就可啟動(dòng)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(kāi)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(jì)值后即可啟動(dòng)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(shí)調(diào)整負(fù)荷，實(shí)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(chē)考核運(yùn)行數(shù)據(jù)
??? 時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(guò)量為總煙氣量的30%。
??? 表3余熱發(fā)電系統(tǒng)試生產(chǎn)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)
??? 時(shí)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(kāi)窯，15∶00并網(wǎng)發(fā)電。
??? 2) 窯頭煙氣溫度小于350℃時(shí)，窯頭鍋爐旁路閥可全關(guān)，煙乞溫度大于350℃時(shí)，只能部分通過(guò)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(dòng)和窯尾高溫風(fēng)機(jī)電流的波動(dòng)。窯尾鍋爐啟停操作時(shí)，原則上只要保持窯尾一級(jí)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(huì)影響窯系統(tǒng)的穩(wěn)定。實(shí)現(xiàn)這一原則的重要手段是窯尾鍋爐進(jìn)口風(fēng)門(mén)、旁路風(fēng)門(mén)及窯尾高溫風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)三者的協(xié)調(diào)操作。前兩個(gè)風(fēng)門(mén)操作設(shè)在余熱發(fā)電中控室，高溫風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)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(jí)筒負(fù)壓及高溫風(fēng)機(jī)電流的變化，及時(shí)調(diào)節(jié)高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)門(mén)。高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)門(mén)的控制目標(biāo)是：在盡量維持一級(jí)筒出口負(fù)壓穩(wěn)定的同時(shí)，兼顧高溫風(fēng)機(jī)電流不超過(guò)額定值。
??? 窯頭鍋爐的啟停對(duì)工藝操作影響不大。但因窯頭余風(fēng)溫度波動(dòng)較大(180℃～500℃)，波動(dòng)周期短，導(dǎo)致窯頭鍋爐的旁路調(diào)節(jié)閥頻繁動(dòng)作。窯頭余風(fēng)溫度正常時(shí)（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(guò)高時(shí)，因汽化率太高、系統(tǒng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致窯頭汽包壓力過(guò)大。此外，由于窯尾的過(guò)熱能力不夠，當(dāng)窯頭產(chǎn)汽量太大時(shí),過(guò)熱蒸汽溫度下降,只能開(kāi)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(dòng)；
??? (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(guò)熱器換熱面積。
??? 目前的發(fā)電量（2300kW）為設(shè)計(jì)負(fù)荷的82％，系統(tǒng)年發(fā)電能力1623萬(wàn)kWh，扣去自耗電，年供電量為1428萬(wàn)kWh，噸熟料回收電力27.6 kWh,節(jié)能效果明顯。從目前運(yùn)行的情況看，只要有效地解決好上述問(wèn)題,該系統(tǒng)能達(dá)到設(shè)計(jì)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(guó)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(guó)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?gòu)U氣排放。根據(jù)日本川奇公司對(duì)寧國(guó)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(diǎn)混汽凝汽式汽輪機(jī)，以多級(jí)閃蒸技術(shù)充分利用廢氣余熱，同時(shí)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(lái)源：南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院
