余热发电实现冬季安全高效运行的措施

韩广祥

(冀东水泥丰润有限责任公司，河北 唐山 064000)



余热发电实现冬季安全高效运行的措施

韩广祥

(冀东水泥丰润有限责任公司，河北 唐山 064000)

冀东水泥余热发电系统冬季设备运行实际情况，对设备进行不断改造，同时制定详尽的防冻措施，保证了窑和发电系统安全、稳定、高效运行。

余热发电；改造；制定；防冻措施

0 引 言

冀东水泥北方各公司为保证冬季余热机组的安全稳定运行，深切认识到冬季余热发电运行的重要性，针对余热发电设备特点，认真进行了余热发电系统改造及冬季防冻办法及相关管理预案，很好的保障了余热发电机组安全、高效稳定运转。

1 实施循环风改造项目

北方进入冬季后随着气温的降低,窑头锅炉频繁因汽温降低而退出运行，余热发电机组实际性能只达到设计的70%,循环风改造工程主要是将窑头引风机排出的烟气重新利用，作为篦冷机最后一室的冷却风，篦冷机鼓风机入口风温提高约25℃，AQC锅炉解列停机次数明显减少，达到了预期的效果,对风机出力及篦冷机运行没有影响,，吨熟料发电量有大幅度的提高。

2 对熟料系统篦冷机V1、V2、V3风机及窑尾高温风机进行了改造

风机改造后，窑头锅炉入口风量增加近58×103 Nm3/h，窑尾锅炉入口风量增加43×103 Nm3/h，平均台时增加2 188 KWh/h。根据以上数据可推算负荷具体增长情况：

窑头锅炉风量增加58×103 Nm3/h 、窑尾锅炉风量增加43×103 Nm3/h

熟料废气余热Vol%：

窑头 窑尾

N277.6% 58.3%

O220.4% 4.3%

H2O 2.0% 7.0%

CO230.4%

由于烟气是在定压下换热，利用容积定压热容计算热量：

PH：

Q=Vo(v|×306-v|×192)=43×103 Nm3/h×[(58.3%×1.314+4.3%×1.358+7.0%×1.544+30.4%×1.865)×306-(58.3%×1.29+4.3%×1.33+7.0%×1.518+30.4%×1.784)×192]=7 694 309.318 kJ

AQC：

Q=Vo(v|×360-v|×84)=58×103 Nm3/h×[(77.6%×1.316+20.4%×1.368+2.0%×1.554)×360-(77.6%×1.299+20.4%×1.311+2.0%×1.501)×84]=21 418 748.54 kJ

因余热锅炉只存在固体散热损失Q2和排烟热损失Q5，故锅炉热效率为70%～80%，折算发电系统设计额定工况热耗为15 705.88 kJ/kWh，故增加发电量：

(7 694 309.318 kJ+21 418 748.54 kJ)×0.75/15 705.88 kJ/kWh=1 390.23 kW/h

全天增加发电量：1 390.23 kW×24 h=33 365.52 kWh

同时也可用蒸发量证明：汽轮机设计汽耗量为5.3 kg/KWh，可计算：

PH：7694 309.318 kJ×0.75/15 705.88 kJ/kWh=367.4249 kWh,

367.424 9 kWh×5.3 kg/kWh/1 000=1.9 T

AQC:21 418 748.54 kJ×0.75/15 705.88 kJ/kWh=1 022.805 56 kWh

1 022.805 56 kWh×5.3 kg/Wh/1 000=5.4 T

3 停机时合理调度辅助设备的启停，有效降低厂用电及循环水用量

在停窑过程中，由于窑减料极易造成PH主汽超温，停机前在满足全厂供电负荷前提下，根据窑况及时调整PH运行工况，通过控制PH出力，将停机主汽温度控制在310°左右，进而控制停机后汽缸、排气缸温度，此项措施缩短停机后循环水泵、盘车、油泵运行时间15 h，有效降低了厂用电，再加上超发电量全年厂用电率较预算下降1.78%，节省厂用电423.5万kWh。通过对浓缩倍率加强监测，在保证凝汽器铜管不结垢前提下探索浓缩倍率控制在3.0～3.5来调节溢流量、冬季两个双曲线冷却塔挂苫布在保持最佳真空前提下减少循环水对流蒸发损失等措施及超发电量使水耗较预算降低了1.5 kg/kW时。

4 加强烟道保温工作

对窑尾C1出口至煤磨、原料磨管道保温进行改造加厚，降低烟温损失，将烟温损失降至合理范围以内，现在已经使C1出口至锅炉进口烟气温度几乎不变；另外我们利用停窑机会，在炉墙侧壁及受热面之间增加挡风板，使受热面和侧壁符合50 mm的使用间隙，加长锅炉下部导流板，减少烟气短路，使废气热能得到充分利用，并对节流孔圈进行了位置调换；对于窑尾烟道旁路阀泄漏问题，我们在窑检修期间已调整处理到位。从而提高锅炉的出力。

5 机炉操作员积极与窑操作员沟通协调

及时合理调整运行参数，进一步优化生产工艺，在正常情况下，PH炉旁路挡板100%关闭，窑喂料量在360～380 t/h时，PH炉风温在290°左右，风量在250 000 m3左右。在保证煤磨、原料磨用风的情况下，PH炉旁路挡板100%关闭，AQC炉取风温度在380°左右，风量在270 000 m3左右；从而将窑和发电系统整体的效益得到了极大提升。

6 余热发电冬季运行的防冻

冀东水泥余热发电系统特点是操作简便、自动化程度高，锅炉系统热效率高，吨熟料发电量较其他系统大，上述主要特点很大程度上决定于其窑尾锅炉为卧式锅炉，卧式锅炉特点是热效率高传热好，受热面由于上下悬挂布置很少积灰。但是由于其采用强制循环技术而不是自然循环技术，存在着锅炉不能通过底部排水将水放干。

一旦确定为长时间停窑时，余热发电操作人员接到窑操作员停窑通知后，开始停机操作，具体顺序为：AQC炉、窑尾锅炉、汽轮机。AQC锅炉本体带压放水：当AQC锅炉汽包压力降至0.3 MPa时带压放水，开启蒸发管束联箱排污、汽包事故放水、定排、空气门、打开所有在线仪表及汽包水位计的排污阀进行带压放水。在给水管道、省煤器放水后，将就地压力表拆除，压力变送器连接法兰解开，开启AQC炉入、出口烟道阀，维持入口温度在200～250°，对锅炉内部存水进行烘干。

窑尾锅炉停炉时先开启旁路阀，关闭锅炉入口阀，锅炉进行降压操作，停炉后人工控制汽包压力30分钟内，窑尾余热锅炉汽包压力降至0.3 MPa并进行带压放水操作，同时打开窑尾锅炉进出口阀，关旁路阀，利用余热烘干炉内存水,带压放水时，关闭窑尾锅炉汽包上水总阀及旁路，停止强制循环泵，打开所有排污阀、放水阀、空气阀进行放水，并打开泵体及暖泵阀、管道放水阀；就地压力表拆除，压力变送器连接法兰解开，入口烟道阀保持一定开度，维持入口温度在200～250°，进行炉水烘干。

汽轮发电机停机后，关闭窑尾锅炉汽包上水总阀、调节阀、旁路阀，停止给水泵、凝结水泵运行，开启给水管路、省煤器至闪蒸器管路、省煤器至窑尾锅炉给水管路所有放水及排空阀门，进行放水；在PH、AQC汽包压力、水位消失后，打开汽包给水总阀、气动阀及前后手动阀，防止水平段管道存水冰冻。

循环水系统不停，工业水泵根据需要制定运行时间，并保持需冷却设备大流量运行，如停机天数过长，待设备不需要冷却用水时，可进行冷却塔放水及工业水系统及冷却设备冷源侧放水(尤其室外现场强制循环泵、各采样冷却器等)。

7 结束语

冀东水泥余热发电系统冬季设备运行实际情况，对设备进行不断改造，同时制定详尽的防冻措施，保证了窑和发电系统安全、稳定、高效运行。

In Winter the Measures to Achieve the Safe and Efficient Operation of Waste Heat Power Generation

HAN Guang-xiang

(Fengrun Jidong Cement Co., Ltd. Tangshan 064000 Hebei Province,China)

The actual situation of winter equipment running Jidong Cement waste heat power generation system, the ongoing transformation of the equipment, at the same time, the formulation of antifreezing measures detailed, ensure the kiln and the power system safe, stable and efficient operation.

Waste heat power generation; Transformation; Formulation; Antifreeze measures

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.03.009

2014-12-10

2015-02-10

韩广祥(1974-)，男，高级工程师，河北丰润人，河北工业大学热能工程专业，冀东水泥丰润有限责任公司值班经理。

TM611.31

B

1009-3230(2015)03-0039-03