大連易世達新能源發(fā)展股份有限公司是一家以技術(shù)為先導，集技術(shù)研發(fā)、工程設(shè)計、設(shè)備成套、工程施工、運營管理于一身的工程公司，主要從事工業(yè)余熱、地熱、太陽能、風能、潮汐能、沼氣能、垃圾能等新能源開發(fā)利用，目前所做的主要工作是新型干法水泥窯純低溫余熱發(fā)電工程設(shè)計、技術(shù)服務(wù)、設(shè)備成套、工程總承包、投資運營管理等。公司自2005年12月成立以來，發(fā)展到今天已歷經(jīng)了3年半時間。據(jù)不完全統(tǒng)計我公司采用大連易世達第二代余熱發(fā)電技術(shù)已為92條水泥窯配套建設(shè)了75座純低溫余熱電站，電站總裝機容量達到了609.8MW，相當于減建了一座60萬kW火力發(fā)電廠，截止目前建設(shè)的余熱電站中已有24座并網(wǎng)發(fā)電，約占設(shè)計電站總數(shù)的1/3，其余電站仍在設(shè)計和施工之中。從投入運行的24座余熱電站運行情況來看，噸熟料發(fā)電量達到了38－46kWh/t-cl，平均為42kWh/t-cl，電站隨窯運轉(zhuǎn)率達到了97％以上，自用電率為6.2％，各項指標均達到了設(shè)計要求。但是電站從開始并網(wǎng)到達標二者之間跨躍卻經(jīng)歷了一段從不穩(wěn)定到穩(wěn)定，從低水平發(fā)電到高水平發(fā)電，從粗放運行到精細化運行的曲折過程。本人參加了部分電站的調(diào)試工作并對并網(wǎng)運行電站進行了回訪，在調(diào)試和回訪的基礎(chǔ)上，經(jīng)總結(jié)、歸納提出如下15個電站及水泥窯生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生的問題及解決方法，供與會專家和電站管理者在工作中參考。
問題1.關(guān)于合理加減負荷
汽機的加減負荷一般是通過增大或減小油動機行程來完成，對水泥窯余熱發(fā)電一般不存在根據(jù)電網(wǎng)負荷自動調(diào)整油動機行程的問題，汽機加減負荷一般是根據(jù)鍋爐產(chǎn)汽情況由操作員來調(diào)整。但電站運行初期，操作員經(jīng)驗不足，普遍存在加減負荷操作不合理的問題，即加減負荷操作過快、過大、過勤。負荷調(diào)整不合理，對汽機效率和壽命影響很大。當調(diào)整過大、過快時，電站處于準閃蒸發(fā)電，發(fā)電量迅速升高，但持續(xù)時間不長，發(fā)電量開始降低，隨即又進行減負荷操作，如此往復(fù)，電站發(fā)電波動非常大，因此加減負荷操作是發(fā)電穩(wěn)定的關(guān)鍵。
正確合理的加減負荷操作是根據(jù)余熱條件控制給水量，根據(jù)給水量控制出汽量，根據(jù)出汽量確定油動機行程大小。并努力做到蒸汽溫度、壓力保持不變。為做到這一點，需操作員與水泥中控密切配合，根據(jù)窯頭窯尾余熱條件及其的變化趨勢，及時調(diào)整水量，調(diào)整油動機行程，合理控制出汽量，從而保證了水位穩(wěn)定，蒸汽參數(shù)穩(wěn)定，發(fā)電量的均衡穩(wěn)定。
問題2.關(guān)于汽機真空
水泥企業(yè)配套余熱發(fā)電是近幾年的事情，相當一部分單位對汽機真空問題認識不足，往往是真空偏低。
電站設(shè)計要求汽機真空為0.007MPa(表壓-0.093MPa)，排汽溫度為38.7℃，實際汽機真空普遍偏低于此值，如：山東濟南某電站2007年并網(wǎng)，2008年汽機真空仍為真空為0.01MPa(表壓-0.090MPa)，排汽溫度為45～46℃；又如山東濰坊某電站2007年并網(wǎng)，2008年4月汽機真空仍為真空為0.012MPa(表壓-0.088MPa)，排汽溫度高達49℃；又如山東淄博某電站2007年并網(wǎng)，2008年4月汽機真空仍為真空為0.009MPa(表壓-0.091MPa)，排汽溫度43.7℃；再如湖北黃石某廠汽機真空仍為真空為0.01MPa(表壓-0.090MPa)，排汽溫度為45.8℃；與電站設(shè)計指標真空平均偏低0.003MPa，排汽溫度平均升高7.1℃。
根據(jù)理論計算真空每降低0.001MPa，排汽溫度上升2.4℃，排汽焓增高12.495kJ/kg。對2500t/d水泥窯余熱電站，若進入汽輪機中壓蒸汽為22099kg/h，低壓蒸汽為5256kg/h,中壓進汽焓3176.5kJ/kg，低壓進汽焓2772.9kJ/kg，汽機效率以0.78計，經(jīng)計算由此引起發(fā)電量下降84.8kW，降低1.7%。若按真空每降低0.003MPa計，發(fā)電量下降229.0kW，降低4.9%。對5000t/d水泥窯余熱電站，若進入汽輪機中壓蒸汽為40323kg/h，低壓蒸汽為12565kg/h,中壓進汽焓3176.5kJ/kg，低壓進汽焓2772.9kJ/kg，汽機效率以0.78計，經(jīng)計算由此引起發(fā)電量下降171.3kW，降低1.7%。若按真空每降低0.003MPa計，發(fā)電量下降462.7kW，降低4.8%。
汽機真空降低一般與汽輪發(fā)電機密閉性、射水抽汽器特性、凝汽器銅管脹口完好性，冷卻水溫和冷卻水量以及凝汽器銅管表面熱阻有關(guān)，當檢查排除汽輪發(fā)電機密閉性、射水抽汽器性能因素后，重點通過加強操作維護來提高汽機真空。如某廠為降低自用電率，只開一臺循環(huán)水泵，循環(huán)水量不足導致汽機真空降低，排汽溫度升高。還有某廠原水雜質(zhì)多，過濾不嚴格導致銅管表面結(jié)垢，熱阻增大，真空降低，排汽溫度升高。還有某廠循環(huán)水加藥不嚴格導致銅管表面粘掛微生物導致熱阻增大，真空降低，排汽溫度升高。
我們回訪中發(fā)現(xiàn)這一問題很嚴重，講明原因，危害及處理辦法后。這些電站很重視，均采取了行之有效的解決辦法。如山東濟南某廠對冷凝器進行酸洗后，每天再用膠球清洗裝置做一次清洗，現(xiàn)汽機真空已由過去的0.01MPa(表壓-0.090MPa) 達到0.006MPa(表壓-0.094MPa)，提高0.004MPa；排汽溫度由45.8℃降為38℃，下降了7.8℃；發(fā)電量提高450kW左右，由于效果顯著許多廠前去學習參觀，目前山東平陰某廠、安丘某廠等均采用了酸洗和膠球清洗裝置，均收到了預(yù)期效果。
問題3.關(guān)于SP爐低壓調(diào)溫蒸汽段
自從水泥窯配套余熱鍋爐后，余熱的合理使用問題應(yīng)當是一個首要問題，如何做到合理使用水泥窯余熱呢？我們的指導思想是：一個根據(jù)和一個堅持。一個根據(jù)是：根據(jù)梯級利用原理，即根據(jù)水泥窯余熱分布，做到高能高用，低能低用，即將450～550℃高溫余熱用于生產(chǎn)過熱蒸汽，將210～400℃中溫余熱用于生產(chǎn)飽和蒸汽，將160～220℃低溫余熱用于生產(chǎn)低壓蒸汽和原料烘干，將價值很低的150℃以下的低品位余熱用于循環(huán)風。一個堅持是：堅持“能”盡其材，“量”盡其用。按照這一原理我們利用窯頭冷卻機前部500℃高溫余熱，設(shè)計了獨立過熱器，利用窯頭電收塵排出的100℃低溫余熱，設(shè)計了篦冷機循環(huán)風系統(tǒng)，利用窯尾烘干溫度在170～220℃變化的實際，設(shè)計了SP爐低壓調(diào)溫蒸汽段，通過調(diào)節(jié)SP爐低壓調(diào)溫蒸汽段的低壓蒸汽產(chǎn)量使出SP爐廢氣溫度從170～220℃變化，以滿足不同烘干要求。
但是一些剛并網(wǎng)發(fā)電單位甚至有些運行已很長時間的單位，如：最近并網(wǎng)的湖北某電站，浙江紹興某電站，對這一指導思想仍未完全理解。表現(xiàn)比較突出的就是SP低壓調(diào)溫蒸汽段使用問題。這些單位只利用了它的產(chǎn)汽功能，而忽略了它的調(diào)節(jié)功能。當原料溫度降低、水分增大，需要較高的烘干溫度時，不是通過調(diào)節(jié)SP低壓調(diào)溫蒸汽段的低壓蒸汽產(chǎn)量的方式來解決，而是通過開啟旁通閥門的方式來完成。
采取后一方式調(diào)節(jié)是嚴重損失發(fā)電量的，而采用前一方式調(diào)節(jié)其電量損失較少。通過計算，采用前一方式調(diào)節(jié)其電量損失：對2500t/d水泥窯余熱電站為0～320kW，平均為160kW；對5000t/d水泥窯余熱電站為0～650kW，平均為325kW；而用后一方式調(diào)節(jié)其電量損失：對2500t/d水泥窯余熱電站為0～880kW，平均為440kW；對5000t/d水泥窯余熱電站為0～1990kW，平均為995kW；與前一方式相比，電量損失：對2500t/d水泥窯余熱電站平均增加280kW；對5000t/d水泥窯余熱電站平均增加670kW；目前以第一代余發(fā)電技術(shù)設(shè)計的水泥窯余熱電站，因無調(diào)溫低壓蒸汽段，只能采取后一方式調(diào)節(jié)烘干廢氣溫度。因此余熱的利用不夠合理，浪費仍比較嚴重。
通過我們回訪和現(xiàn)場講解，逐步糾正了一些單位的錯誤操作，發(fā)電量明顯得到提高，如湖北某電站，糾正前平均發(fā)電量為8500kW，糾正后為平均發(fā)電量為9300kW，平均提高800kW；再如浙江紹興某1000t/d水泥窯電站，糾正前平均發(fā)電量為2200kW，糾正后為平均發(fā)電量為2400kW，平均提高200kW；事實上，SP爐低壓調(diào)溫蒸汽段除具有以上調(diào)溫功能外，還具有調(diào)濕功能。如窯尾采用電收塵器，SP爐投運后收塵效果會受到影響，為了不影響收塵效果，將SP爐生產(chǎn)的低壓蒸汽用于廢氣增濕(相應(yīng)的減少發(fā)電量)，這樣可解決余熱電站對窯尾收塵效果的負面影響問題。
目前一些單位沒有使用好SP爐低壓調(diào)溫蒸汽段另一主要原因是培訓工作還沒有完全到位，操作員對余熱的質(zhì)和量的概念沒有完全理解，對SP爐低壓調(diào)溫段設(shè)置的作用和目的還不清，對SP爐低壓調(diào)溫蒸汽段的操作要領(lǐng)還沒有掌握。因此要加強對電站操作管理人員技術(shù)培訓。
問題4.篦冷機操作與管理
篦冷機作為熟料燒成過程中重要機組，擔負著熟料冷卻和熱量回收任務(wù)。
1370℃不同粒徑的高溫熟料從喂料端進入冷卻機并平鋪在篦床上，在篦板推力的作用下向出料端移動，在移動過程中篦下冷卻空氣源源不斷地通過篦板穿過料層，與熱物料進行熱交換，熱交換結(jié)果是熟料被冷卻，空氣被加熱。熟料的冷卻可近似地看作為一維不穩(wěn)態(tài)冷卻過程，過程中冷卻時間基本一定，冷卻風量基本一定，因不同時段的傳熱溫差不同，傳熱速度也不一樣，開始階段非常快，以后迅速減慢，前1/3時間段幾乎完成了全部換熱量的60～70%。由于出窯熟料的溫度、液相量、顆粒級配、比熱、產(chǎn)量、布料均勻性時常變化，而傳熱又對熟料溫度、液相量、顆粒級配、比熱、料量、布料等非常敏感，因此前期傳熱特點是快速而多變。
由于影響因素多，操作參數(shù)相關(guān)性差，因此熟料冷卻只能模糊控制。這種控制對熟料燒成影響不大。但對窯頭余熱鍋爐影響卻十分大，表現(xiàn)比較明顯的是，窯工藝狀況雖未發(fā)生異常，但進ASH和AQC爐的卻做出了較大的反應(yīng)。為減弱上述影響，可通過以下操作解決。
1.密切關(guān)注二次風溫、三次風溫及其它們的溫差。一般出窯熟料物性參數(shù)變化對二次風溫影響不大，但對三次風溫影響較大。此時可通過觀察三次風溫和三次風溫與二次風溫差值變化來判定窯況的改變，并及時采取應(yīng)對措施。一般當三次風溫升高或三次風溫與二次風溫差值變小時，可減慢篦速，或減小鼓風風壓，或減慢篦速和減小鼓風風壓同時進行。反之，當三次風溫降低或三次風溫與二次風溫差值變大時，可加快篦速，或增加鼓風風壓，或加快篦速和增加鼓風風壓同時進行。
2.密切關(guān)注各風室鼓風機的風門開度、轉(zhuǎn)速及電流。目前操作員只注意鼓風機的風門開度和轉(zhuǎn)速，卻忽視了鼓風機的電流。因為當出窯熟料物性參數(shù)發(fā)生變動后，各風室通風阻力將會發(fā)生微弱的變化，進而引起鼓風量變化，因此風機電流或風機功率將有所變化。當電流或功率有減小趨勢時，應(yīng)有意識的開大風門或增大轉(zhuǎn)速，并將電流或功率控制在更高的參數(shù)值上。反之，當電流或功率有增高趨勢時，應(yīng)有意識的減小風門或降低轉(zhuǎn)速，并將電流或功率控制在更低的參數(shù)值上。
上述操作應(yīng)與三次風溫或三次風溫與二次風溫差值變化相兼顧，操作中盡量采用調(diào)風量的辦法，最好不要調(diào)篦速，調(diào)篦速會導致更多因素變化，使篦冷機更難控制。篦速控制要與下料量和窯速保持一致。
3.加強篦板使用與維護，做到同室同期，嚴禁同室新老混用，尤其是高溫室和中溫室。我們知道不同齡期的篦板，孔隙率不同，新篦板孔小，老篦板孔大，同用一個室會導致上風不均勻，熟料冷卻不好，廢氣溫度降低，熱效率下降。
4.加強配料，加強均化，加強熱工檢測，定期對計量設(shè)備進行標定，穩(wěn)定窯的熱工制度。
5.定期開門檢查篦冷機內(nèi)熟料結(jié)粒情況，布料情況，紅河情況等。
6.兩個余風風門的開啟，破碎上部的余風煙囪常開，篦冷機的余風根據(jù)排氣溫度來開戶啟。
問題5.關(guān)于過熱器積灰（結(jié)皮）堵塞
在并網(wǎng)運行的電站中了解到，由于過熱器工作溫度的關(guān)系（設(shè)計在500～550℃，有些電站實際高達600～700℃），因此不同程度地存在著過熱器堵塞問題（06年及07年先期投產(chǎn)的余熱電站中有個別電站余熱過熱器存在積灰堵灰問題，由于發(fā)現(xiàn)堵灰問題后修改了過熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，因此近年投產(chǎn)的電站已不存在這個問題）。
過熱器堵塞主要發(fā)生在進口2～4排換熱管的翅片的間隙中，密實、堅固，不易清除。過熱器堵塞影響過熱器通風，影響蒸汽過熱度，影響發(fā)電量，情況嚴重時還危及電站安全運行。
從形成過熱器堵塞物質(zhì)來看：一種是黃料粉，另一種是熟料粉。前者是因窯串料，大量生料粉串入冷卻機并在冷卻機鼓風作用下分散懸浮進入過熱器，導致過熱器堵塞。這種情況下形成的堵塞，速度快，分布均勻，阻力大，但質(zhì)地比較松軟，比較容易清除。后一種情況形成的堵塞是逐漸形成的，與溫度有直接關(guān)系，溫度低時形成速度比較慢，溫度高時形成速度比較快，堵塞物質(zhì)是水泥熟料，其與換熱管和換熱管的翅片結(jié)合緊密、堅固，很難清除。
前一種情況形成的堵塞比較容易理解，主要與高溫度和大粉塵濃度有關(guān)。后一種情況形成的堵塞比較復(fù)雜，從形成過程和現(xiàn)象分析，后一種堵塞與熟料成分和操作溫度有關(guān)。高溫熟料含有液相粘性物質(zhì)和揮發(fā)性物質(zhì)，這些物質(zhì)遇溫度較低的換熱管和換熱管的翅片后并在其上冷凝結(jié)晶，粘掛，從而形成堅固堵塞物質(zhì)。
過熱器堵塞一旦形成，很難徹底清除，因此過熱器堵塞本著預(yù)防為主，定期清理為輔，主輔兼?zhèn)涞霓k法加以控制。措施主要有：
⑴嚴格控制過熱器進口煙氣溫度
蒸汽過熱不僅需要較高的煙氣溫度，還要有一定煙氣數(shù)量。由于冷卻機內(nèi)高溫風數(shù)量有限，當少量提取時，溫度高，流量??；當大量提取時，溫度低，流量大；因此可通過調(diào)整高溫風流量的辦法來調(diào)整過熱器溫度。具體操作時以高溫Ⅰ為主，以高溫Ⅱ作為補充，適當增大過熱器通風量，以確保進入過熱器的煙氣溫度不至太高，又不影響蒸汽過熱。為便于操作，過熱器進口煙氣溫度控制在500℃，最高不應(yīng)超過550℃。
⑵將進口幾排翅片管改成光管
由于光管的附著力差，不易結(jié)皮積灰，它的換熱可使煙氣降溫，便利進入翅片管煙氣溫度降至500℃以下。因此可大大減輕過熱器堵塞問題。
⑶在進口適當位置裝設(shè)吹掃裝置
目前普遍采用的過熱器堵塞清掃裝置主要有：超聲波除灰器，乙炔爆燃吹灰器，蒸汽吹灰器等。從使用情況看均有一定的效果，超聲波除灰器價格較貴，乙炔爆燃吹灰成本較高，比較好的是蒸汽吹灰。建議在過熱器進口裝設(shè)蒸汽吹灰裝置。
⑷定期更換備用管束
由于每次停機時間短，不能對過熱器進行徹底清理，因此在大修時，用備用管束替換工作管束，然后對換下的工作管束進行下線清理。清理干凈后，留作備用管束備用。
⑸加強與水泥中控配合，發(fā)現(xiàn)水泥窯串料及時關(guān)閉過熱器進口閥門，同時打開放汽閥門。
問題6.關(guān)于生料磨操作調(diào)整
生料制備一般都采用烘干兼粉磨工藝，按主機設(shè)備不同分為管磨生料制備系統(tǒng)和立磨生料制備系統(tǒng)。
該系統(tǒng)可使最大入磨水分5%的配合物料，經(jīng)烘干后達到出磨水分0.5%。所需熱源由窯尾C1筒提供，廢氣溫度通過預(yù)增濕調(diào)整到入磨要求溫度。一般管磨烘干用風較少，但要求烘干溫度較高，一般為250～280℃，控制出磨廢氣溫度80℃；而立磨烘干用風較多，但要求烘干溫度較低，一般為210～250℃，控制出磨廢氣溫度90℃。
考慮原料入磨系統(tǒng)均使用了三道鎖風裝置，漏風較少；再有實際入磨物料水分不高，一般在2.0～3.5%之間，因此實際入磨溫度：管磨為190～230℃；立磨為180～220℃。出磨溫度：管磨為80℃；立磨為90℃。所需烘干用出C1出口廢氣需階段增濕降溫后再入磨。當由SP余熱鍋爐降溫取代階段增濕降溫后，由于前者含水量極少，后者含水量較高。因此同樣溫度條件下的廢氣，前者干燥能力較強，后者較差。換句話說，對同樣烘干能力廢氣，前者廢氣溫度較低，后者溫度較高。根據(jù)我們的經(jīng)驗，出SP余熱鍋爐溫度調(diào)整為：
管磨為170～210℃；????
立磨為160～200℃。
出磨控制溫度調(diào)整為：
管磨為70℃；
立磨為80℃。
問題7.關(guān)于煤磨熱風管道改造與操作調(diào)整
煤磨烘干熱源一般取自篦冷機中部靠前位置，提取溫度一般為300～400℃，而煤磨烘干用廢氣溫度一般為200～250℃，因此熱風在入磨前需配入大量冷風。這樣將造成大量高品位余熱資源浪費，為減少浪費，增加收益，一般采取高低溫風搭配的辦法加以解決。高溫風仍從原取風口提取，低溫風從原余風排出管道抽取。兩股熱風匯合后入磨，兩股熱風調(diào)整由中控員通過遙控設(shè)在兩股熱風管道上的電動蝶閥來完成。
控制參數(shù)：
高溫風：300～400℃???? 高溫閥：55～28%
低溫風：120℃??? ??????低溫閥：45～72%
入磨風：200～250℃?????????
出磨風：70℃?????????
問題8.關(guān)于耐火澆注料的使用維護
在冷卻機經(jīng)過熱器到AQC鍋爐及冷卻機到AQC鍋爐的聯(lián)接管道及沉降室中使用耐火澆注料。耐火澆注料的使用與維護水泥廠都很有經(jīng)驗，主要把握三點：
1.選料合理：即根據(jù)使用部位的技術(shù)要求進行選料，對冷卻機經(jīng)過熱器到AQC鍋爐及冷卻機到AQC鍋爐的聯(lián)接管道及沉降室，由于溫度不高，廢氣中化學成分穩(wěn)定，含塵濃度不高，因此選用GT-13N普通耐堿澆注料即可。
2.施工規(guī)范：
⑴把釘按圖紙要求加工，焊接要牢固，間隔尺寸符合圖紙要求，表面涂瀝青，瀝青厚度均勻。
⑵硅酸鈣板粘貼做到灰漿飽滿，灰縫均勻，不超過2mm，硅酸鈣表面要刷防水漆。
⑶模板支護要符合要求。
⑷澆注料必須在攪拌機中攪拌，先干混，后加水，水灰比控制在6～8%，同一鍋料要求30分鐘內(nèi)用完。
⑸澆注時要用振搗棒振搗密實。
⑹按圖紙要求預(yù)留膨脹縫，膨脹縫應(yīng)留設(shè)在錨固件間隔的中間位置。
3.嚴格的燒烤養(yǎng)護制度：
根據(jù)設(shè)計要求繪制的升溫曲線，對澆注料進行燒烤養(yǎng)護。燒烤中防止升溫過快發(fā)生爆裂，確保水分正常排出。
問題9.關(guān)于旁路閥漏風
SP旁路閥門的漏風對發(fā)電量影響很大，旁路閥門每漏風1%，發(fā)電量下降0.6%，因此必須嚴格控制，設(shè)計要求旁路閥漏風率為2%，最大不應(yīng)超過3%，當漏風率超過3%時，可能閥板變形或閥軸活動，當經(jīng)過詳細檢測、檢查之后，應(yīng)采取措施修復(fù)。
問題10.關(guān)于余風分離和甩風
水泥窯配套余熱電站后，冷卻機后部形成的占冷卻機30～40%、溫度約90～150℃左右廢氣必須及時分離，并經(jīng)冷卻機余風管道排掉，否則將嚴重影響系統(tǒng)發(fā)電效率。對2500t/d水泥窯，若低溫廢氣分離不凈，排氣溫度每上升1℃發(fā)電量下降5.8kW。對5000t/d水泥窯，若低溫廢氣分離不凈，排氣溫度每上升1℃發(fā)電量下降11kW。對2500t/d水泥窯，當高溫廢氣無法分離隨即排出，每多排出200～250℃熱風10000Nm3/h，發(fā)電量將下降102kW；對5000t/d水泥窯，當高溫廢氣無法分離隨即排出，每多排出200～250℃熱風10000Nm3/h，發(fā)電量將下降131kW。事實上，由于無法分離多排出的熱風不只10000Nm3/h。如5月18日對黃石某電站標定：余風溫度為180℃，余風風量為130000 Nm3/h，相當于多排200～250℃熱風67000Nm3/h，由此導致發(fā)電功率下降為897kW。
導致余風溫度偏高，風量偏大的主要原因是冷卻機內(nèi)的高溫氣層運動，個別廠還有206閥、207閥失靈等原因，解決措施可通過在冷卻機加設(shè)擋風板，以及對206閥、207閥進行修復(fù)來完成。
問題11.關(guān)于篦冷機使用循環(huán)風后的操作調(diào)整
篦冷機使用循環(huán)風后，由于鼓風溫度提高了50～70℃，同等條件下，風機特性發(fā)生改變，鼓風量將會減少。為獲取同樣的冷卻效果，就必須增大冷卻風量（質(zhì)量流量）；為使循環(huán)風順利通過篦床冷卻熟料，就必須增大體積流量。因此要求在操作上適當提高風機轉(zhuǎn)速或風門開度，適當增大篦下鼓風壓力控制或鼓風機軸功率控制。
下表1是山東安丘某廠篦冷機使用循環(huán)風前后，篦下風機控制參數(shù)和調(diào)節(jié)參數(shù)的變化情況。
表1：使用循環(huán)風前后各風機控制、調(diào)節(jié)參數(shù)變化情況表???
|
階 段 |
參數(shù)內(nèi)容 |
單位 |
二段篦床下鼓風機 |
三段篦床下鼓風機 | |||||
|
57.18 |
57.19 |
57.20 |
57.21 |
57.22 |
57.23 |
57.24 | |||
|
無 循 環(huán) 風 |
進風溫度 |
℃ |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
|
篦下控制壓力 |
Pa |
6600 |
5500 |
6200 |
5500 |
4500 |
3500 |
3300 | |
|
篦速 |
r/m |
470 |
606 | ||||||
|
風門開度 |
% |
67 |
66 |
66 |
66 |
67 |
66 |
66 | |
|
風機電流 |
A |
96 |
153 |
69 |
169 |
168 |
87 |
113 | |
|
有 循 環(huán) 風 |
進風溫度 |
℃ |
70～90 |
70～90 |
70～90 |
70～90 |
70～90 |
20 |
20 |
|
篦下控制壓力 |
Pa |
6900 |
6000 |
6500 |
5800 |
5800 |
4000 |
3700 | |
|
篦速 |
r/m |
470 |
606 | ||||||
|
風門開度 |
% |
77 |
75 |
77 |
75 |
75 |
75 |
76 | |
|
風機電流 |
A |
105 |
168 |
81 |
190 |
185 |
105 |
127 | |
表中看出：使用循環(huán)風后篦速未改變，但各室鼓風壓力提高300～500Pa，提高5～10%，風門開度增大10%，鼓風電流提高約10%。
問題12.關(guān)于主蒸汽溫度偏低處理
第二代水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)使水泥窯余熱資源得到了有效的開發(fā)利用，設(shè)置了獨立過熱器，主蒸汽溫度較第一代技術(shù)得到了明顯提高和穩(wěn)定，一般情況下不會出現(xiàn)主蒸汽溫度偏低問題。但在窯生產(chǎn)不正常、過熱器堵塞、高溫煙道閥門故障等特殊情況下仍會出現(xiàn)主蒸汽溫度偏低或波動問題。如山東某電站因過熱器經(jīng)常堵塞，清理前主蒸汽溫度不足300℃，清理后溫度迅速升高到380℃，之后，又因過熱器慢慢堵塞逐漸降低到300℃；又如四川某電站，單爐運行時過熱度正常，但當窯頭、窯尾二爐同時運行時主蒸汽溫度降低且變化不大，檢查發(fā)現(xiàn)是高溫Ⅰ閥門故障所致。
主蒸汽溫度偏低會導致汽機效率和壽命下降，嚴重時將引起汽機設(shè)備故障。因此必須格外重視，發(fā)現(xiàn)主蒸汽溫度降低，應(yīng)及時采取措施進行處理。
如屬過熱器堵塞引起主蒸汽溫度降低，問題處理詳見“問題5.關(guān)于過熱器積灰（結(jié)皮）堵塞”。
如屬高溫Ⅰ閥門故障引起主蒸汽溫度降低，應(yīng)及時處理，如屬閥軸彎曲或卡死故障應(yīng)采取停機處理措施。
如屬水泥窯生產(chǎn)不正常引起主蒸汽溫度降低，問題輕者采取開大高溫Ⅱ閥門，關(guān)小高溫Ⅰ閥門來處理，問題比較嚴重時可采取開大高溫Ⅱ閥門，關(guān)小高溫Ⅰ閥門的同時增大余風閥門開度，適當開大中溫閥門開度的作法加以解決。
如主蒸汽溫度過低，在采取以上措施仍無法解決時，應(yīng)立即退爐停機，待問題處理后再起爐。
問題13.關(guān)于高溫風機調(diào)整
許多人都曾思考，系統(tǒng)串入SP鍋爐后高溫風機能力夠不夠的問題，現(xiàn)在可以明確回答，系統(tǒng)串入SP鍋爐后，高溫風機能力不僅夠，而且還會有富裕，為什么呢？這可用風機的軸功率計算公式進行說明。因為
N1=HS1Q1/(1000ηS1)………………………………………………（1）
式中：N1—串前風機軸功率，m3/s；
HS1—串前風機進口靜壓，Pa；
Q1—串前風機進口風量，m3/s；
ηS1—串前風機進口風量，m3/s；
N2=HS2Q2/(1000ηS2) ……………………………………………（2）
式中：N2—串后風機軸功率，m3/s；
HS2—串后風機進口靜壓，Pa；
ηS2—串后風機進口風量，m3/s；
Q2—串后風機進口風量，m3/s；可用下式計算
Q2=(273+t2)/(273+t1)(P0-HS1)/(P0-HS2)Q1………………………（3）
式中：t2—串后進風機煙氣溫度，℃；
t1—串前進風機煙氣溫度，℃；
P0—當?shù)卮髿鈮毫?，Pa；
一般串入SP鍋爐后風機進口靜壓將增加1000Pa左右，即由串前的6000 Pa左右增至7000 Pa左右；又因為串入SP鍋爐后煙氣溫度由300℃左右降至170～210℃，平均降至190℃，考慮3%SP鍋爐漏風并設(shè)ηS1=ηS2后，進入風機的風量變?yōu)椋?/P>
Q2=(273+t2)/(273+t1)(P0-HS1)/(P0-HS2)Q1=0.8411Q1
（1）/（2）得：
N2/N1=(HS2/HS1)(Q2/Q1)=(7000/6000)(0.8411Q1/Q1)=0.9813
N2/N1＜1,說明風機負荷減小。
根據(jù)以上計算分析，串入SP鍋爐后，風機調(diào)整應(yīng)以C1筒負壓為基準，負壓保持與串入前一致即可。如果串前感到窯系統(tǒng)通風不足，風機調(diào)整可以以串前負荷為基準，調(diào)整后相應(yīng)窯的產(chǎn)量會有所提高。
問題14.如何防止窯頭排風機能力不足
窯頭串入余熱鍋爐后，進入窯頭排風機的風量具有與ID風機相同的情況，即溫度降低、風量減少，不同的是窯頭串入余熱鍋爐后，系統(tǒng)阻力變化相對較大，詳見下表2。
表2：窯頭串入余熱鍋爐前后系統(tǒng)阻力變化情況????
|
序號 |
項目 |
單位 |
串入AQC前 |
串入AQC后 |
|
1 |
冷卻機過剩廢氣量 |
Nm3/h |
300000 |
300000 |
|
2 |
風機入口標況廢氣量 |
Nm3/h |
330000 |
343200 |
|
3 |
風機入口工況廢氣量 |
m3/h |
675124 |
478116 |
|
4 |
風機入口廢氣溫度 |
℃ |
280 |
100 |
|
5 |
風機入口靜壓 |
Pa |
-1000 |
-1950 |
|
6 |
進氣密度 |
kg/m3 |
0.6320 |
0.9281 |
|
序號 |
項目 |
單位 |
串入AQC前 |
串入AQC后 |
|
7 |
電收塵器阻力 |
Pa |
250 |
250 |
|
8 |
煙風管道阻力 |
Pa |
250 |
400 |
|
9 |
AQC余熱鍋爐阻力 |
Pa |
? |
500 |
|
10 |
沉降室阻力 |
Pa |
? |
300 |
|
11 |
AQC爐系統(tǒng)煙風管道阻力 |
Pa |
? |
400 |
|
12 |
冷卻機內(nèi)負壓 |
Pa |
-100 |
-100 |
|
13 |
風機閘門阻力 |
Pa |
300 |
0 |
由于系統(tǒng)阻力變化相對較大，風機負荷變化也相當大，以5000t/d水泥窯為例，風機負荷計算如下：
⑴窯頭串入余熱鍋爐前風機輸入功率的計算
N1=HS1Q1/(1000ηS1)=1000×675124/3600/1000/0.77=243.5kW
⑵窯頭串入余熱鍋爐后風機輸入功率的計算
N2=HS2Q2/(1000ηS2)=1950×478116/3600/1000/0.77=336.3kW
⑶負荷相對變化
M＝(N2－N1)/N1=(336.3－243.5)/243.5=38.1%
因負荷變化較大，對于選配較小的風機，串入余熱鍋爐后有可能導致風機主軸機械強度不足，或風機電機能力不足，因此應(yīng)對風機主軸和電機進行校核。
⑷風機額定風壓的修訂
窯頭風機理論上按額定風量1.3儲備、風壓按1450Pa選配。但許多單位窯頭風機配置較高，如四川峨勝廠窯頭風機4500Pa（袋收塵阻力＜1700Pa）；又如蒙西廠窯頭風機2995Pa（電收塵阻力＜250Pa）；再如華新武穴廠窯頭風機2000Pa（電收塵阻力＜250Pa）；以窯頭風機風壓為1450Pa為例，當串入余熱鍋爐后，風機的額定風壓修訂如：
P2/P1=(ρ2/ρ1)( n2/n1)2…………………………………………（6）
式中：P2—串后風機額定全壓，Pa；
P1—串前風機額定全壓，Pa，P1=1450Pa；
ρ2—串后進氣密度，kg/m3，ρ2=0.9281kg/m3；
ρ1—串前進氣密度，kg/m3，ρ1=0.6320kg/m3；
n2—串后風機轉(zhuǎn)數(shù)，r/m；
n1—串前風機轉(zhuǎn)數(shù)，r/m；
當n2=n2時取得最大值；
將表1等數(shù)據(jù)代入后：
P2 = P1ρ2/ρ1=1450×0.9281/0.6320=2129Pa
扣除150Pa動壓后，P2靜壓=1979Pa＞1950Pa，因此，只要串入余熱鍋爐后系統(tǒng)阻力滿足設(shè)計要求，一般窯頭風機能力可以滿足要求。但當窯頭鍋爐布置太遠，管徑選取過小，彎頭設(shè)計不合理時，按1450Pa選配的窯頭風機就會感到抽力不足，此時就要對場地、管道、彎頭等進行設(shè)計優(yōu)化，如仍不能滿足設(shè)計要求，應(yīng)考慮更換窯頭風機風葉、更換風機電機等。而對于窯頭風機選配較大的水泥窯，串入余熱鍋爐后則不會出現(xiàn)窯頭排風機能力不足問題。
問題15.關(guān)于減少余熱浪費
現(xiàn)場回訪看到，許多企業(yè)的節(jié)能意識還不能完全到位，存在大量的余熱浪費問題。如某廠原料磨三道鎖風器失靈的問題；某廠原料磨熱風管道不保溫的問題；某廠原料磨冷風閥常開的問題；某廠煤磨喂料系統(tǒng)不鎖風的問題；某廠煤磨冷風閥常開的問題；某廠熟料帶走熱偏高問題；某廠C1本體及原有管道無保溫或保溫不符合要求問題等。由于上述問題普遍存在，余熱浪費的問題也就普遍存在，不同的是有的單位很嚴重，有的單位不太嚴重，但不管嚴重還是不嚴重，只要有浪費損失，勢必要犧牲另一部分余熱來加以彌補，最終將導致余熱發(fā)電量降低。以5000t/d水泥窯為例，經(jīng)初步計算三道鎖風器每增加1%漏風，電量損失38kW；原料磨熱風管道每增降溫1℃，電量損失為19kW；原料磨冷風閥每增加1%漏風，電量損失38kW；煤磨喂料系統(tǒng)每增加1%漏風，電量損失3.5kW；煤磨冷風閥漏風每增加1%，電量損失3kW；熟料帶走熱每提高10%，電量損失124.6kW；C1本體及原有管道保溫不規(guī)范或不保溫每降低1℃，電量損失40kW。
防止余熱浪費的措施都很簡單，基本是保溫問題和防止漏風問題，難點是點多、面廣、量大，一時難以全面解決，但是只要我們重視節(jié)能，推廣節(jié)能，鼓勵節(jié)能，在節(jié)能上打殲滅戰(zhàn)和持久戰(zhàn)，余熱浪費將逐漸減少，最終將完全消除，屆時余熱發(fā)電量將會得到進一步提高。
結(jié)語
我國新型干法水泥生產(chǎn)工藝技術(shù)從70年代末開始，經(jīng)歷了20余年的發(fā)展，目前其技術(shù)與裝備已很成熟，基本達到了點火下料之日，就是達標之時的水平?，F(xiàn)在我國水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)方興未艾，尤其是第二代余發(fā)電技術(shù)與裝備處于日臻成熟時期，相信通過本次（西南區(qū)）水泥窯低溫余熱發(fā)電技術(shù)高級研修班，對第二代水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)與裝備推廣普及，一些企業(yè)將從中受益：少走彎路，或不走彎路，及早駛?cè)氚l(fā)展快車道。研修班將為促進節(jié)能減排，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟起到一定的積極作用。
