摘要:
山東山水集團創(chuàng)新水泥公司建有1條2500t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，為充分利用水泥窯生產(chǎn)過程中排出的廢氣余熱，節(jié)約能源、降低成本，我們委托大連易世達于2006年為其配套建設(shè)了一座裝機4.5MW的余熱電站。電站設(shè)計平均發(fā)電功率4250kW，于2007年6月并網(wǎng)運行。電站投入運行后，通過我們加強機組運行管理，發(fā)電功率的逐年提高。現(xiàn)就我們在余熱發(fā)電系統(tǒng)運行管理經(jīng)驗總結(jié)如下，供與會的專家參考：
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1.運行管理應(yīng)遵循的基本原則
1.1水泥窯工藝為基礎(chǔ)
水泥窯配套余熱發(fā)電，熱能通過余熱鍋爐取自水泥窯燒成余熱。因此，窯系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、長期穩(wěn)定運行是水泥窯余熱發(fā)電的基礎(chǔ)。為此，要求窯工藝從原、燃料進廠檢驗，生料配料，燒成控制，設(shè)備維修等工序加強提高，以適應(yīng)發(fā)電系統(tǒng)的操作要求。如果燒成工藝不能穩(wěn)定，設(shè)備運轉(zhuǎn)率較低，則會造成發(fā)電機組并網(wǎng)解列頻繁，嚴重影響發(fā)電效率和機組安全運行。
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1.2余熱發(fā)電技術(shù)是保障
水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)包含了水泥窯燒成控制技術(shù)、熱力循環(huán)原理、鍋爐熱力技術(shù)、汽機做功原理、自動控制技術(shù)、勵磁發(fā)電技術(shù)、水處理技術(shù)等多學(xué)科理論。每一位余熱發(fā)電管理者都應(yīng)當(dāng)認真學(xué)習(xí)和實踐這些理論基礎(chǔ)，并靈活應(yīng)用到機組發(fā)電過程中，以保障機組安全、穩(wěn)定、高效運行。
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1.3提高余熱利用率是關(guān)鍵
在窯系統(tǒng)與發(fā)電系統(tǒng)正常運行的情況下,機組的發(fā)電效率,取決于旋窯及機組操作人員的操作調(diào)整,在保證窯工藝穩(wěn)定的前提下,盡可能多的把余熱熱能輸送到機組熱力系統(tǒng)之中,以提高SP爐、AQC爐、ASH過熱器的入口煙氣溫度、流量為基本原則,來提高機組效率。但從發(fā)展的觀點來看，余熱熱能的取熱方式，是提高余熱利用率的重要環(huán)節(jié)。因此，余熱取熱方式的科學(xué)合理是大幅提高余熱發(fā)電效率的關(guān)鍵所在。
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2.窯系統(tǒng)與發(fā)電系統(tǒng)管理體制的建立
水泥窯余熱發(fā)電，從窯系統(tǒng)到發(fā)電系統(tǒng)均以廢氣為介質(zhì)進行熱能的傳遞，其廢氣參數(shù)的品質(zhì)對余熱發(fā)電能力起著決定性的作用，而廢氣品質(zhì)是由窯中控操作調(diào)整的。在窯系統(tǒng)不正常的情況下，中控操作以穩(wěn)定水泥窯工藝為主，此時對廢氣參數(shù)的調(diào)整相對頻繁，廢氣參數(shù)波動大，廢氣品質(zhì)較差，發(fā)電量不穩(wěn)定且很低；而當(dāng)窯系統(tǒng)處于正常穩(wěn)定的情況下，此時廢氣參數(shù)相對穩(wěn)定，廢氣品質(zhì)較好，發(fā)電量穩(wěn)定且很高。因此提高電站發(fā)電能力，水泥窯是基礎(chǔ)，相互配合是關(guān)鍵。
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為密切窯系統(tǒng)與發(fā)電系統(tǒng)關(guān)系，達到相互配合，我們將發(fā)電系統(tǒng)與窯系統(tǒng)做為統(tǒng)一的整體來管理。具體做法是：
(1)是在管理制度上，制定了提高發(fā)電能力協(xié)作配合管理辦法及將罰辦法，實行層層目標(biāo)管理責(zé)任制，將發(fā)電指標(biāo)分解到每個人，不僅發(fā)電系統(tǒng)有指標(biāo)，水泥窯系統(tǒng)也有指標(biāo)。由于措施得利，較好地調(diào)動了廣大職工生產(chǎn)積極性，消除了兩系統(tǒng)的相互影響，促進兩系統(tǒng)的高效平穩(wěn)，保證了發(fā)電量的穩(wěn)定。
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(2)是在機構(gòu)設(shè)置上，山水創(chuàng)新公司把窯中控與發(fā)電中控合并為一個部室，統(tǒng)一管理，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，從根本上鏟除相互推委，相互扯皮現(xiàn)象，從而理順了關(guān)系，明確了責(zé)任，明確了目標(biāo)，促進了水泥窯與發(fā)電系統(tǒng)健康發(fā)展。
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3.運行參數(shù)的控制
3.1創(chuàng)新公司窯工藝對發(fā)電功率有影響的幾個重要參數(shù)
a.高溫風(fēng)機轉(zhuǎn)速：870～890r/min；
b.過剩風(fēng)機轉(zhuǎn)速：570～590r/min；
c.篦冷機篦速：一篦床：厚料層操作；
????????????????? 二篦床：薄料層操作；
d.一篦床前冷卻風(fēng)機轉(zhuǎn)速：2800～3000r/min；
e.窯產(chǎn)量：2800～3000t/d；
f.C1出口溫度：320～340℃；
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3.2創(chuàng)新公司4.5MW機組發(fā)電工藝參數(shù)的控制要求
a.汽輪機真空度：－0.091～－0.094MPa
夏季控制：－0.091～－0.092MPa
冬季控制：－0.093～－0.094MPa
在汽輪機供汽參數(shù)一定的情況下，真空度提高0.001MPa，汽輪機可增加60kW的有功輸出。
影響汽輪機真空的主要因素有：循環(huán)冷卻水量和水溫以及冷凝器換熱管熱阻。一般由循環(huán)冷卻水量少和水溫高帶來的影響相對較小，也比較容易解決。一般冬季水溫低，冷凝器換熱充分，真空較高；一般夏季水溫高，冷凝器換熱不好，真空較低。因此夏季應(yīng)適當(dāng)增加冷卻水量，以提高冷凝器換熱能力，提高真空度。但是由冷凝器換熱管熱阻增高帶來的影響比較大，也比較難處理。
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冷凝器換熱管熱阻增高主要是凝汽器冷凝管積塵、積藻、結(jié)垢所致。解決辦法通常是采取過慮和在循環(huán)水中填加穩(wěn)定劑的辦法，但是該辦法只能緩解不能根除，隨著時間的延續(xù)，在冷凝管束內(nèi)壁上仍然積存了大量的粘性污物，且越來越厚，由于粘性污物的熱傳導(dǎo)性較差，因此冷凝器換熱管的熱阻越來越高，冷凝器換熱越來越差，真空越來越低。為解決凝汽器冷凝管積塵、積藻、結(jié)垢問題我們采取了酸洗加膠球清洗處理措施。考慮膠球清洗運行成本低，操作簡單，不需停機，效果較明顯，因此我們主要采用膠球清洗方式清垢。采用膠球清洗措施后，污物得到清除，熱阻降低，因此汽輪機真空度由清洗前的－0.086MPa提高至清洗后的－0.094MPa，發(fā)電能力由清洗前的4000kW提高至清洗后的4350kW，提高350kW，效果十分明顯。
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b.主蒸汽參數(shù)的控制管理
主蒸汽參數(shù)的運行范圍：
壓力：1.5～2.3MPa，正常情況下力爭控制在上限2.0～2.3MPa；
過熱度：320～400℃，正常情況下力爭控制在上限360～400℃；
蒸汽流量：16～24t/h。
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在主蒸汽參數(shù)的控制管理上，以穩(wěn)定和提高過熱度為主，以穩(wěn)定和提高壓力為輔。因為在一定的主蒸汽壓力情況下，提高主蒸汽溫度可以提高蒸汽的熱焓值，降低汽耗率，提高發(fā)電能力。因此，在運行過程中應(yīng)盡可能提高主蒸汽溫度控制值。
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至于主蒸汽壓力控制，考慮到在一定的主蒸汽溫度情況下，提高主蒸汽壓力，鍋爐的換熱效率將下降。因此主蒸汽壓力控制應(yīng)通過方案優(yōu)化進行確定。
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4.主要采取的措施
為提高提高發(fā)電能力，我們重點采取了以下幾項技術(shù)和管理措施：
(1)是變更了振打裝置的傳動比，提高了SP鍋爐的振打頻率；
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(2)是每天定期開啟膠球清洗裝置對冷凝器管束的污垢進行清洗，提高換熱效率；
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????? (3)是生料成分中加入3%粉煤灰，提高SP鍋爐入口煙氣溫度；
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(4)是通過改造提高了篦冷機中溫取風(fēng)口的取面面積；
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(5)是在高、中溫?zé)煹郎显鲈O(shè)了聯(lián)通管道，方便了高溫風(fēng)和中溫風(fēng)的調(diào)整，從而提高和穩(wěn)定了AQC鍋爐進口溫度；
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(6)是用耐磨陶瓷涂料代替原澆筑料，減小了澆注料厚度，增大了高溫?zé)煹赖挠行L(fēng)面積；
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(7)是針對ASH過熱器經(jīng)常積灰問題，安裝了蒸汽吹灰器，定期對過熱器管束進行清理，保證了過熱器的通暢和正常換熱；
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(8)是鍋爐化學(xué)水處理采用了反滲透制水工藝，從而減小了鍋爐排污造成的熱能損失。
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5.取得的技術(shù)和經(jīng)濟效果
通過采取以上技術(shù)及管理措施后，取得了明顯效果。通過統(tǒng)計：2007年下半年平均發(fā)電功率為4056kW；2008年平均發(fā)電功率為4368kW，提高了312kW；2009年上半年平均發(fā)電功率為4610kW，相對2008年又提高了242kW；相對2007下半年提高了554kW。如按年運轉(zhuǎn)7200h計算，年可增加發(fā)電量399萬kWh；如每kW電價按0.5元計，年可節(jié)省電費支出近200萬元，經(jīng)濟效益十分可觀。