浅析余热发电与熟料生产系统的协调操作

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新峰水泥2012年员工定级 技术类技术论文（总结）申报

论文题目： 浅析余热发电与熟料生产系统的协调操作

撰写人姓名： 李 勇

所在部门： 中控室

申报职级： 技术员二级

撰写时间： 2012 年 3 月 17 日

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摘 要

成都设计院在新峰水泥厂采用了CDI纯低温余热发电系统，建设总装机容量为2*10MW的综合利用余热自备发电厂，其遵循以热定电、节约能源和保护环境的原则，充分利用可回收余热量，综合考虑水泥熟料生产线的工艺流程、场地布置、供配电结构、供水设施等因素，最大限度地利用水泥生产线窑头、窑尾余热资源。

关键词：

余热发电锅炉 温度

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目 录

引言……………………………………………………………………………………1 1. 我厂余热发电实际运行情况

2. 余热发电与熟料生产系统相互影响关系 3. 余热发电与熟料生产系统的协调操作

参考文献

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引 言

近年来随着我国水泥工业预分解技术的发展，各地新型干法水泥生产线的建设数量增加很快，如1000～10000t/d生产线相继投产，虽然水泥熟料烧成热耗比过去落后生产工艺降低了许多，但这些生产线仍有350℃以下低温废气余热没有被很好利用。纯低温余热发电技术，既可大量回收低品位的余热用以发电或热电联供，又可减少水泥生产对环境的废热及粉尘的污染，已成为国内水泥工业节能降耗的有效途径

1. 我厂余热发电实际运行情况

新峰水泥自两条又成都院自主设计开发的5000T水泥生产线点火投产后，两台2*12MW也相继投入使用，但是实际的使用效果却差强人意。两台发电机运行一年还没有达到满负荷。三条线窑尾余热温度基本在300℃左右，而窑头温度1#线太高，2#、3#线温度偏低，且极其不稳定，同时系统保温措施，漏风，中控之间的配合、协调等综合因素导致发电量远远达不到设计发电量。 2. 余热发电与熟料生产系统相互影响关系 2.1. 窑工况的变化对余热发电系统的影响

回转窑的产量、入窑生料成分和含水量、燃料特性等因素影响着回转窑的工况，同时也影响着余热发电系统的运行。如生料水分影响着出预热器进SP炉的烟气温度。受窑头排风机负荷和系统阻力增加的影响，经过AQC炉的废气量减少，影响AQC炉的出力，降低了系统的发电能力。分解炉、预热器内结皮等使进入SP锅炉的废气量减少，废气温度降低，直接影响SP炉的出力。 2.2. 余热电站的投运对窑工况的影响

窑头余热锅炉的取风口在二段，靠近篦冷机的高温段，它直接影响入窑二次风温和三次风温，若篦冷机设置多个取风口，还使系统复杂，窑头负压控制困难。

AQC炉投运后，增加了系统的阻力，且系统漏风量也大，直接导致窑头排风量增加，电机负荷增加，耗电增加。严重时，还可能使窑头排风机满负荷或窑头罩负压达不到要求。若AQC炉煤磨的取风口都设置在篦冷机中温区时，AQC炉的投运，煤磨入口负压增加，煤磨用风温度降低，煤磨产量下降，耗电增加。AQC锅炉的投运，降低了入除尘器的温度，保护了窑头电除尘设备，使收尘效

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果改善，较低的排风温度也有利于窑头排风机的稳定运行，另外也降低了篦冷机的喷水量。

增设SP余热锅炉，增加了系统阻力，造成漏风量增加，高温风机电耗增加。增设SP余热锅炉，使入生料磨的烘干废气温度下降，煤磨增大阀门开度，提高通风量，加剧了磨损的同时烘干效果也打折。原料磨冬季自然温度低或夏季含水量大时，磨机产量略有下降，运行时问稍有增加，每吨生料多耗电约3～4kWh。SP锅炉降低了入生料磨废气的温度，减少了增湿塔喷水量，同时也减小了入除尘器的烟气量，降低了尾排风机的负荷，减少电耗。SP锅炉采用振打除灰时，回灰不稳定，使入窑生料成分波动较大 ，回转窑工况不稳定，孰料质量降低。如果回转窑操作员的经验不足，生产过程中还可能出现如下的现象：(1)回转窑产量低，煤耗电耗偏高;(2)生料磨产量低，出口温度低，电耗高。 3. 余热发电与熟料生产系统的协调操作 AQC锅炉部分

以煤磨用来自冷却离开冷却机熟料的热量。例如：加强篦床上的间隙及 热收入方面：出窑熟料温度有高低之分，若搞控该温度，将增加熟料出窑热量；提高熟料台时产量，增加单位时间的出窑熟料热量。

热支出方面内容较多。

（1）减少离开冷却机熟料的热量。例如：加强篦床上的间隙及篦下压力的控制，公平合理的进行冷风量的分配，避免冷风短路，提高风冷效果。

（2）降低二次、三次风温，让热给余热发电。我们未上余热发电的生产线，有三次风温 800℃左右的，也有 950℃以上的。前者就把热“让”到大气了。

（3） 合理处理余风。这里的余风指窑系统的二次、三次风、入AQC 锅炉与煤磨热风之外的风。例如：将冷却机和下游的熟料输送设备相接部位（包括破碎机）吸尘冷风旁路，不混入进 AQC 锅炉的热风中；对 AQC 锅炉旁路阀采用单叶式，提高加工精度，加强耐磨蚀性能，减少锅炉运行时旁路阀的漏风量。

（4） 寻找入 AQC 锅炉热风量与风温变化对发电量影响的关系式。因为从理论上讲如果这里提高热风量，将降低风温；风温高了，风量会下降。两者不同兼得。

（5） 在 AQC 锅炉旁路阀下方（紧挨着阀）开孔给煤磨提供毋须掺冷风

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的烘干用热风，让出高品位热风供锅炉用，避免“大材小用”。

（6） 煤磨低风温大风量方式维持运行，尽量多抽取低品位热风。 （7） 在冷却机热端抽取高品位热风专供 AQC 锅炉过热器使用。抽取点在窑头罩，则和熟料生产争热；在一段中后部抽取则属于“梯级使用”不同品位的热能，未和熟料生产争热。

（8） 减少散热， 加强壳体密封。 SP 锅炉部分

（1）加强系统保温。尤其是 C1 壳体温度及其下游，直至粉磨全系 统 。此将从熟料生产的子系统争得较多的高品位热量。余热发锅炉烟温。因此， 减少散热以维持烟气品位显得十分紧要。

（2）减少全系统的漏风。冷风的掺漏消耗了部分风机的抽力，使抽热风的能力被消弱，而进入冷风又使烟气品位下降。由于是高负压作业区，堵要求更为严格。

（3）在物料入磨管路和磨机壳体的连接处等部位采用低负压作业，减少冷风漏入量。

（4）磨机在低风温大风量状态运行，尽可能减少对锅炉的争热。 （5）加强循环风机、选粉机对低风温大风量操作的适应能力，提高 供磨热风在锅炉出口风量中的比例。

（6）维持通过锅炉的烟气量在高比例状态运行，减少旁路阀烟气通 过的比例。例如：减少锅炉出口管道的窑灰积存以保证通风截面积；提高旁路阀 的严密性。

（7）减少抽取热风的阻力，减少增湿塔烟气量，提高出锅炉烟气流向磨内 的比例。

以上方方面面证明余热发电介入后的新型干法生产线这一大系统中， 存在两个密不可分的子系统，分别为生产熟料与电力。上述的设想中，有的是在子系数的自身完善的同时也完善大系统； 有的则是牺牲子系统的局部小利益以换取大系统的全局大利益。 如果以上论述基本上是有道理的话， 则要对我们一直奉行的低温余热发电介入新型干法生产线基本原则进行反思。这个基本原则大体内容是“四不原则”：一，不影响熟料生产；二，不增加熟料生产的热耗和电耗；三，

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不改变熟料生产中原燃料烘干热源；四，不改变熟料生产工艺流程及设备。据要求，这个“四不原则” 要在研究、开发和应用低温余热发电技术的全过程中体现。应该承认：这个“四不原则”在我国发展低温余热发电的初级阶段有很大的现实意义。但是今天我们已经成功了走过了初级阶段；如果再继续奉行这一“四不原则”，十分有可能 阻碍我们这方面的技术进步。 况且，自该技术在我国首次投用至今， “四不原则” 在一定程度上陆陆续续被突破。这里，介绍一下总能系统的概念，也许对我们确定“基本原则”这一有关于大方向的问题有所裨益。总能系统是能源动力系统的一个概念。它的主要含义为：按照能量品位的 高低进行梯级利用，处理好功、热（冷）与工质内能等多种能量之间的配合关系与转换利用，不仅要着眼于提高单一设备或工艺的能源利用率，而且要全面兼顾动力、动态、控制、经济、环保等多因素、多目标，以获得全局的最佳总效率。

参考文献：

[1] 刘天振.余热发电对回转窑和磨机系统的影响.水泥[J]，2009,5.

[2] 张福滨.常规扩展余热发电系统和非常规余热发电系统介绍.水泥[J]，2007,9.

[3] 陈建国.5500t/d孰料新型干法生产线国产化纯低温余热发电机组运行分析.水泥技术[J]，2007，1.

[4] 赵进城.余热发电对窑和磨系统运行的影响.水泥[J]，2008,2.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/pjaf.html