低温余热发电

低温余热发电（精选十篇）

低温余热发电 篇1

与大中型的火力发电不同, 低温余热发电技术是通过回收钢铁、水泥、石化等工业企业几乎每天都在持续不断地向大气环境中排放的温度低于300~400℃的中低温的废蒸汽、烟气所含的低品位的热量来发电, 它将企业在生产环节产生的低品位的或废弃的热能转化为高级能源———电能, 因此它是一项变废为宝的高效节能技术。这一技术的核心是在高效换热器和低温非标汽轮机方面的重大突破和进展, 可以成功地直接将低品位的余热转换成电能, 不仅建厂投资成本低, 而且经济效益显著, 为大型企业余热回收利用、节能降耗找到了一条行之有效的途径和方法。

这项节能技术能够充分利用钢铁企业生产环节 (如炼铁、炼钢、烧结、轧钢和冲渣) 产生的大量低值或废弃的热能进行发电, 给每个钢铁企业都带来巨大的经济效益和社会效益, 粗略估计一个年产钢铁500万吨的企业全部可利用发电的余热, 全年约可发电2亿千瓦时电能, 可为企业增收8000万元。纯低温余热发电技术是一项国家积极鼓励、大力推广的节能技术。

低温余热发电 篇2

一、前言

水泥生产过程需要消耗大量的能源和天然矿物，而这些资源是不可再生的，因此制约了水泥工业的可持续发展，降低水泥生产过程中原燃料的消耗是保证水泥工业可持续发展的最有效措施。水泥熟料煅烧过程需要较高的煅烧温度，消耗大量的天然矿石能源——煤炭，以目前先进的新型干法水泥窑为例，其单位熟料烧成热耗在2900～3300kJ/kg，但同时约占熟料烧成热耗30--40％的热量随废气从窑尾和窑头排入大气，而采用余热发电技术将这部分热量回收是一种非常有效的办法----

二、华效公司在低温余热发电方面的技术保障能力及业绩

公司简介

协作单位

公司技术力量及外聘技术顾问

相关工作业绩

三、水泥低温余热发电技术和装备：

设计思想

A冷却机中部开口，抽取较高温度的废气以提高发电能力。（由用户选择）

目前，•窑外分解窑所配套的篦式冷却机出口废气温度多在200℃左右，在这种温度下的热量品位较低，•很难进行动力回收，除非窑尾废气温度相当高的特殊情况，一般情况下要对冷却机进行相应的改造。由于从冷却机各段篦床上逸出的温度是不一样的，可以将这股废气人为地分为两部分，一部分是从冷却机中部逸出的，温度在300℃以上的中温废气，•利用这股废气进行余热动力回收是可行的；另一部分是从冷却机后部逸出的120 ℃左右的废气，这股废气基本上没有动力回收价值，而且与前一部分废气混合时降低了其热能的品位，使系统的可用能遭受很大的损失。因此，在冷却机原有废气出口前新开一抽气口，用以抽取冷却机中部逸出的气体进行余

热动力回收，原有抽气口抽取冷却机后部废气，两抽气口之间用挡墙相隔，压力的平衡用挡板实现。设置锅炉旁通烟道，以便锅炉停运时不影响水泥生产。锅炉出口废气与原抽气口的废气混合后进入电收尘，汇入水泥工艺流程。

B对预热器进行相应改造，由五级换热改为四级换热。

经过认真核算，可实施预热器的改造以提高发电能力，从而提高全厂整体的热利用效率（由用户选择）。

工艺流程

设备特点

PH炉形式的确定

PH炉有两种布置形式：一种为卧式，另一种为立式。

卧式炉主要优点有：不易积灰，清灰容易；定期除灰对水泥工艺控制影响小。

卧式炉主要缺点有：占地面积大；密封困难，漏风点较多，热效率相对立式炉较低。

立式锅炉主要优点：漏风点少、热效率较高、比较容易布置（可顺着窑尾风管布置）、占地面积较小。

立式锅炉主要缺点：在相同管束间距的情况下锅炉易积灰（特别是窑尾废气中的粉尘浓度较高）、耗钢量相对较大，定期除灰对水泥工艺控制影响较大。

锅炉的积灰主要与粉尘浓度和粉尘性质及受热面的布置水平有关，入炉废气中所含粉尘主要为生料粉，较为松散，通过机械振打可以达到清除积灰的目的。

通过以上比较和采取的措施，从尽量不影响水泥工艺系统的稳定运行出发，推荐PH炉采用卧式锅炉。

与单压、双压系统的比较

技术及装备的可靠性

四、对现有水泥生产设备的影响：

１、窑头电收尘：

对窑头电收尘的影响从以下几方面来分析：

⑴粉尘比电阻。电收尘的入口废气温度降低，对粉尘比电阻产生一定的影响。但仍处于电收尘器的运行允许范围内，对电收尘的收尘效率将产生一定的不利影响。

⑵入口粉尘浓度和粒径。冷却机废气在进入ＡＱＣ锅炉前要先经过预除尘器，一部分粉尘沉降下来，电收尘入口粉尘浓度大幅降低。若冷却机进行中部开口的改造，原抽气口处抽气量减少，局部气体流速降低，•对粉尘的携带能力大大降低，因此电收尘入口粉尘浓度也比不改造降低更多

⑶废气流量。通过电收尘的废气质量流量不变，由于废气温度的下降，使气体体积缩小，导致废气在电收尘器内流速减小，滞留时间延长，有利于收尘器的收尘效率。

因此，冷却机的改造和余热锅炉的投入将对窑头电收尘的收尘效果产生影响，如果调节得当，技术措施得力，可使收尘器出口粉尘浓度有一定的下降。

2、窑头排风机：

由于在冷却机前设置余热锅炉及相应进行冷却机的改造，废气全流程的阻力比原来增加约1.0kPa，•需要排风机提供更大的抽力。水泥厂的窑头排风机设计能力一般都有较大的余量，加上由于进入风机废气密度的增大，风机的输出风压而能够相应提高，一般来说可以适应改造后的工况，只需调整其工作点。如果风机能力不够，则需要根据情况更换风机或叶轮。

3、窑尾排风机：

由于在风机前加入一台ＰＨ锅炉，压力损失约增加1.0kPa，但由于进入风机废气密度的增大，提高了风机的输出压头，而且进入风机的废气含尘时量大大降低，故对窑尾风机影响不大，一般只需调整其工作点，不需更换风机。

4、原料磨烘干能力：

增设ＰＨ锅炉后，窑尾排风机入口风温降低，入原料磨的风温将有相同程度的下降，使原料磨的烘干能力受到不利影响，从而影响到原料磨的生产能力。只要保证PH炉的出口废气温度达到工艺要求，ＰＨ炉的投入对原料磨的生产能力影响不是很大，一般情况下可通过调整工艺参数来解决。在雨季入磨原料水分较高，影响到原料磨的生产能力时，则将原有的与ＰＨ锅炉并联的废气管道作为ＰＨ锅炉的旁通管道，综合考虑发电机出力和原料磨的生产，通过挡板的调节使部分废气通过旁通管道，减少ＰＨ锅炉的出力，以提高入磨风温，保证原料磨的生产。

5、其它：

由于废气温度的变化及漏风增加等因素，对煤磨、增湿塔、窑尾电收尘及风机等运行工况都有一定的影响，但影响较小，通过调整工艺参数即可解决。

综上所述，增设余热锅炉在技术上是没有问题的，除对冷却机

要做改造外，其它设备均只需做相应的工艺参数调整。从已建成的宁国水泥厂等厂家的运行情况来看，如果调整得当，对水泥生产能产生正面的影响。

五、经济评价：

六、合作模式

华效公司拥有雄厚的技术和资金实力，可根据用户的具体要求，提供不同的形式的服务。

1、项目总承包模式

用户与华效公司签订工程总承包合同，华效公司根据合同建设余热发电工程，用户按合同支付工程款，工程竣工通过验收后移交给用户。

2、合资建设模式

由用户、华效公司、电力公司及自然人设立余热发电公司，售电给电网或直接给用户，享受免税政策。

3、固定回报模式

低温余热发电 篇3

关键词：纯低温;余热发电双压系统;锅炉;安装;调试

中图分类号：TQ172.62    文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）26-0104-02

1  概  述

近年来，全球气温普遍升高，温室效应日益严重，引起了全世界各个国家的关注与重视。在此时代背景下，我国政府制定了一系列关于“节能减排”与“发展循环经济”的政策，对各行各业的生产提出了更高水平的要求。

随着科学技术的不断发展进步，纯低温余热发电双压系统逐渐完善，被广泛运用于各大企业。纯低温余热发电双压系统锅炉作为其中最为重要的组成部分，其安装与调试直接影响到整个系统的运行状态。

本文针对纯低温余热发电双压系统锅炉安装和调试进行一系列的研究分析，借此平台，与各位相关研究人员进行交流讨论。

2  简述余热发电项目双压系统

余热发电是指借助于一定的科学技术条件，将生产过程中没有被利用的热能转化为电能，其主要包括高温废气余热、冷却介质余热、废气废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等几大方面[1]。

余热发电中最重要的设施设备是余热锅炉，它可以将废气、废液等中的热或者可燃物质作为热源，进行发电。因此，余热发电技术不仅具有节约能源的功能，还可以对环境进行保护，具有非常重要的作用。

现阶段，我国的低温余热发电系统主要包括以下内容：

2.1  有机工质循环发电系统

其与传统的以水蒸气为循环工质的发电系统有所不同，主要采用包括R123、氯乙烷、异丁烷等在内的有机工质作为发电系统的循环工质，具有效率高、构成简单、维护成本低等一系列优点，受到了国内外企业的喜爱与重视。

2.2  外燃机热气机循环发电系统

其主要利用低温余热发电的废热回收装置，能够回收100～3 000 C之间的废热，达到20%的发电效率。此外，还具有体积小、寿命长、维护方便、噪音低等一系列优点，被广泛应用于各大企业。

2.3  超临界二氧化碳循环发电系统

其是以超临界二氧化碳液体为主要工质，以二氧化碳透平专用涡轮机为核心技术，是一种新型的余热发电技术。

水泥纯低温余热发电双压系统热力系统，如图1所示。

如图1余热发电项目双压系统主要是利用余热发电技术来进行工作，包括：

①窑头锅炉。其主要采用双压结构形式，将所有的换热片均放置于管箱中。其产生的烟气会依次经过窑头锅炉的高压过热器、高压蒸发器、省煤器、低压过热器、公共省煤器等装置装备，之后与水泥生产线的电除尘前侧的排风管相连。

②窑尾锅炉。其主要被放置于窑尾高温风机的上方，水泥生产线的预热器会产生烟气，依次经过窑尾锅炉的过热器、多级蒸发器、省煤器等设施设备。

3  纯低温余热发电双压系统锅炉安装过程中需注意   的问题

3.1  管箱密封装置

由于窑尾锅炉主要是负压运行，且其负压值高达6 000 Pa，因此，窑尾锅炉管箱的密封工作就显得尤为重要。其密封质量的高低直接影响了锅炉的漏风率，进而对锅炉的换热效果产生极大的影响，因此，必须引起锅炉管箱密封人员的高度重视。窑尾锅炉管箱的密封装置一般是利用内护板将上下、左右的管箱进行连接，使其形成闭合烟道。

通常情况下，窑尾锅炉管箱施工环境上下、左右的空间距离大致在0.6 m左右，这给相关施工人员的施工工作带来了极大地挑战。在对窑尾锅炉进行施工的过程中，施工人员应首先加固膨胀节及其上部连接板。然后，对预制件进行整体焊接工作。在此基础上，从窑尾锅炉管箱的两端同时向中间焊接。

在此过程中，窑尾锅炉管箱施工人员应相互配合，提高其焊接施工质量。

3.2  振打装置

振打装置作为窑尾锅炉的重要组成部分，其安装质量的高低直接影响了窑尾锅炉的除尘效果，进而对窑尾锅炉的换热质量以及换热效率产生重要的影响。

其主要包括[2]：

①振打装置安装的水平度。其主要是指减速器和振打操纵机构杆的安装状态。

②振打密封装置。其是决定窑尾锅炉安装工作质量的关键点，具有涉及面积大、要求高等特点。

③振打杆的安装。窑尾锅炉施工人员在对振打杆进行安装的过程中，应保证其处于水平状态。这样可以保证振打杆能够发挥其最大作用，确保振打效果。

4  纯低温余热发电双压系统锅炉调试过程中需注意   的问题

4.1  窑头锅炉整体水压试验

窑头锅炉一般为竖向布置的双锅筒锅炉，其整体水压试验主要包括：

①高压系统。窑头锅炉的高压系统主要包括高压锅筒、高压蒸汽器、高压省煤器等设施设备。其中，窑头锅炉中高压锅筒的工作压力为2.35 MPa，水压试验压力为2.93 MPa。

②公共省煤器，其压力为3.0  MPa，水压试验压力为3.75 MPa。

③低压系统。低压锅筒、低压过热器、低压省煤器等相关设施设备共同组成了窑头锅炉的低压系统。低压系统锅筒工作时的压力处于0.45 MPa，整体水压试验压力为0.68 MPa。

4.2  风管与锅炉系统的联动调试

纯低温余热发电工程可以通过对水泥生产线在生产过程中产生的余热进行最大程度的利用，是一项环保、节能的新型发电工程。低温余热发电工程中的锅炉作为余热发电工程的一部分，并不能脱离整个发电工程而独立存在，其机组负荷的大小在很大程度上依赖于水泥生产线的规模和废气余热情况。

因此，在低温余热发电工程实际运行过程中，相关工作人员可以通过采取诸如对热风管道中的电动调节阀进行调节、调整进煤量、窑头和窑尾风机等一系列方法，使水泥生产线与低温余热发电站处于最佳状态。

4.3  冲转汽轮机及调试

冲转汽轮机及调试主要包括以下几个步骤[3]：

①用窑尾锅炉的主蒸汽冲转汽轮机。工作人员通过对锅炉进风口的电动调节阀进行适当的调节，使窑尾锅炉能够处于运行状态。

在此基础上，将窑尾锅炉的主蒸汽送达汽轮机，对其进行冲转操作。当汽轮机的转速达到50%以上，且维持稳定状态时，可以进行窑头锅炉的主蒸汽并汽工作。

②窑头锅炉的主蒸汽并汽。其主要是指窑头锅炉的主蒸汽与窑尾锅炉的主蒸汽进行并汽的过程，特别需要注意的是[4]：当两者处于并汽操作的过程中，要保证其参数处于相同状态。

③窑头锅炉低压补汽。当汽轮发电机组与水泥生产线运行参数均处于稳定状态，且其持续时间不低于2 h。当其低压蒸汽压力与温度均达到一定的标准时，需要对其进行补汽操作，帮助汽轮机维持转速稳定。

5  结  语

由于纯低温余热发电双压系统自身所具有一系列优点，符合我国时代发展的潮流，已被广泛应用于我国各大企业中。纯低温余热发电双压系统锅炉作为其中最重要的组成部分，其安装和调试对于纯低温余热发电双压系统的安全、高效运行具有十分重要的作用，受到了相关研究人员的广泛关注与高度重视。

因此，相关人员在对纯低温余热发电双压系统锅炉进行安装的过程中，应特别注意管箱密封装置、振打装置的安装，保证其质量;同时，在对其进行调试的过程中需特别注意对窑头锅炉整体水压试验、风管与锅炉系统联动、冲转汽轮机等装置设施的调试。

参考文献：

[1] 卢来要.纯低温水泥余热发电系统调试[J].设备与结构，2013，（2）：24-26.

[2] 张爱民.纯低温余热发电锅炉的安装调试经验[J].四川水泥，2012，（2）：

91-93.

[3] 周烽.纯低温余热发电双压系统锅炉安装和调试应注意的问题[J].水   泥工程，2011，（1）：78-80.

低温余热发电在石化行业的应用 篇4

关键词：低温,余热发电,闪蒸,石化

石油化工行业中,换热器的投资占总设备投资的30%~40%,生产过程中换热器需要使用冷源和热源,必然会产生蒸汽或热水。在系统工艺设计中,自身产生的蒸汽或热水会在其它设备中使用,最终得到全厂的能量平衡[1]。但是在实际生产过程中,往往会有富余的蒸汽,或者一些高温热水需要使用循环冷却水去冷却而没有得到合理利用[2]。随着我国经济的高速发展,工业技术水平的不断提高,对能源的需求和利用效率提出了更高的要求,响应国家节能减排和循环经济的要求,低品位余热发电项目已经开始在石化行业得以应用[3]。

1 余热资源调查

北方某石化企业委托我们公司对厂区余热进行进行调查和利用。通过调查该石化企业的能源平衡表和工艺流程的热平衡图,我们发现该石化企业第二催化车间有两股热源没有充分利用,第一股热源是第二催化车间富余的低压饱和蒸汽,其额定压力约0.4 MPa,蒸汽流量约20 t/h。第二股是第二催化车间的一股热媒水,其额定温度为120 ℃,额定流量为520 t/h,热媒水需要在换热器中被循环冷却水冷却到60 ℃后返回装置中吸热循环使用,热媒水冷却过程不但使大量低温热能白白浪费掉,而且还消耗大量的循环水和消耗电能用于循环水泵。

2 技术方案

2.1 汽轮机数量的选择

利用上述两股参数不同的热源发电可以有多种方案,最简单的是使用两台不同进汽参数的汽轮机的方案。但这个方案的缺点十分明显,两台汽轮机将使汽机厂房面积几乎要增加一倍,其运行、维护的工作量将大大增加。并且所选用的汽轮机装机容量都比较小,均是非标机组,都需要专门设计制造,其设计制造工作量和成本会大幅增加,因此采用两台汽轮机的方案不在我们考虑之列。方案确定选用一台专门设计制造能够接受多股不同蒸汽参数的冷凝式汽轮机。

2.2 汽轮机参数的确定

确定选择一台可以利用多股不同蒸汽参数的冷凝式汽轮机后,发电机、送变电装置、控制系统、厂房设计等其它的系统和问题均可按照当前中、小型电站的规范和标准进行选用和设计。本发电方案的选择论证在一定程度上可以说就是对这台汽轮机的最佳设计参数和设计方案的选择。

最大发电量方案是低压饱和蒸汽作为主蒸汽进入汽轮机,热水按二级闪蒸方案产生两股低压蒸汽分别进入汽机[4]。按照计算,0.4 MPa饱和蒸汽为20 t/h,可发电功率为2300 kW,520 t/h温度为120 ℃热水按二级闪蒸扩容计算,可发电功率为2500 kW,总发电功率最大为4800 kW。但是此方案为理想状况,实际上很难实现,主要原因有三点:(1)汽机有两股补汽,汽轮机将有三级进汽,需要三级调节汽阀,机组运行和控制将过于复杂,安全性较低;(2)补汽的蒸汽压力难于恰好与汽机补汽口的设计压力匹配,造成汽轮机效率降低;(3)二级扩容后绝对压力仅0.03 MPa的低压二级闪蒸蒸汽产量为23 t/h,需要的蒸汽管直径约为0.9 m,加上保温厚度,管径超过1 m,汽机补汽口难于布置。

简化汽轮机补汽方案是热水采用一级闪蒸扩容[5],汽机叶片第三级蒸汽设计压力为0.07 MPa,对应温度为90 ℃,与最佳一级闪蒸温度接近,所以闪蒸补汽口设置在汽机第三级叶片,对应闪蒸温度为90 ℃,闪蒸蒸汽可发电功率为1770 kW,总发电功率为4070 kW。此方案虽然发电功率比理论最大发电功率减少15%,但是汽机相对简单,蒸汽管径减小,设备投资降低,是经济可靠的合理方案。

2.3 电站热力系统

工程建设规模1×4 MW补汽冷凝式汽轮发电机组,其性质是利用炼油过程中重油催化裂化换热装置的余热发电的自备电厂。为提高电厂运行的可靠性和灵活性,电厂的热力系统采用母管制,具体的热力系统流程如图1所示。

(1) 一次蒸汽系统

从第二催化车间来的0.4 MPa低压饱和蒸汽作为汽轮机的主汽,同时从第三催化车间的低压管网引入一路压力为1.0 MPa 温度为250~300 ℃的低压蒸汽,作为汽机主蒸汽的备用汽源,在主蒸汽不能供应或供汽量低于汽机的进汽要求时,通过减温减压后补充使用。

系统设置两台闪蒸罐,其进水管分别从由第二催化车间来的热水总管上引入,闪蒸蒸汽接至汽轮机作为补汽。

(2)热水系统

从第二催化车间热水管接出一根旁路总管引至电站的的两台闪蒸器闪蒸扩容,保留原有管路并增加阀门,在电站不运行的时候,不改变原系统热水流程。闪蒸扩容后的热水排到新设的热水箱,再经过热水泵接回厂区原有系统。

(3)凝结水系统

蒸汽经过汽轮机发电后变成乏汽,由凝汽器凝结后经热井引出,并送回厂区原有系统的储水箱,为保证在机组启动和低负荷期间凝结水泵的安全运行,凝结水泵出口设有最小流量再循环管路。

(4)凝汽器抽真空系统

凝汽器抽真空系统中设置了射水抽气器,用以抽取凝汽器内不凝结而分离出的气体,以维持凝汽器真空度。汽机轴封以及各阀杆的漏气也由射水抽气器抽走。凝汽器壳体上设有真空破坏阀,当机组事故时,用以迅速破坏真空,缩短转子惰走时间。

(5)冷却水系统

由于经过电站闪蒸器扩容后热水温度降低,原冷却热水的循环水使用量减少,所以整个系统需要增加的循环水量不多,电站和热水冷却器所系的总循环水量约为4000 t/h,增加量约为860 t/h。厂区尚有富余的冷却水量供电站使用,故余热电站不需单独建设冷却塔,而是直接从厂区的循环冷却水母管取用。

3 经济评价

3.1 电站经济指标基数数据

3.2 经济分析

(1)发电效益

按年运行7200 h、厂用电率5%以及厂用综合电价为0.395元/度计算,则每年效益为:

7200×4070×(1-0.05)×0.395=1100万元

(2)运行及维修费用

电站运行人员实行4组3班制,按每组3人编制共12名运行人员。每人年平均费用按5万元计,则运行人员费用为:12×5=60万元。

热媒水原来是使用循环水将其从120 ℃冷却到60 ℃,所需循环水量为:520×(120-60)/(38-28)=3140 t/h。而余热电站满负荷时电站系统和原换热系统需要总循环水量为4000 t/h,比原系统需多消耗860 t/h循环冷却水,按照2%损耗率计算,循环水消耗费用为:860×2%×7200×0.22=2.7万元。

电站每年日常维护保养以及检修维修费按总投资额的3%计算,年维修费用为:2815.24×3%=84.46万元。

运行及维修费用总和为:60+2.72+84.46=147.18万元。

(3)年发电纯收益为:

1100-147.18=952.82万元。

(4)投资回收期:

2815.24/952.82≈3年。

4 结 语

本余热电站利用炼油过程中重油催化裂化产生的低温余热(包括低压蒸汽和热水)用来发电,从而提高炼油过程的能源利用率。电站的设计是以热定电,针对石化行业的余热特点,以可靠、运行简单和高效为原则制定余热发电技术方案,着眼于充分和合理地利用低温余热,项目具有很好的投资回收效益,为石化厂的低温余热利用开辟一种新的技术模式。

参考文献

[1]王松汉.石油化工设计手册第2卷标准.规范[M].北京:化学工业出版社,2001:629-631.

[2]杨又年.炼油厂余热发电的方案选择与应用[J].炼油技术与工程,2006,36(7):54-58.

[3]郭文豪.加氢裂化装置反应流出物余热发电探讨[J].炼油设计,2002,32(7):60-62.

[4]安恩科,余晓艳.高温高含盐热水多级闪蒸发电系统研究[J].节能技术,2012,30(2):107-110.

余热发电技术要点 篇5

为在水泥厂建设运行方式灵活可靠的电力生产系统，并能很好地与水泥生产配合运行。其技术要点及与水泥工艺的结合具有以下特点：

① 窑头AQC余热锅炉采用两段受热面。保证电站运行安全，最大限度利用窑头熟料冷却机废气余热，充分考虑耐磨措施并提高热效率。AQC余热锅炉一段为蒸汽段，生产1.6 MPa－320℃的蒸汽，作为汽轮机主蒸汽；AQC余热锅炉二段为热水段，生产135℃的热水，为AQC余热锅炉蒸汽段及SP锅炉提供给水。② 窑尾SP余热锅炉采用一段受热面。统筹安排水泥生产线烘干用废气热量，充分考虑锅炉高负压运行条件，保证清灰措施并提高热效率。窑尾余热锅炉为蒸汽锅炉，当水泥窑尾废气温度波动时，相应的窑尾余热锅炉的产汽量也随之发生变化。窑尾余热锅炉生产的蒸汽与窑头余热锅炉蒸汽段生产的蒸汽一起进入汽轮发电机发电。

③ 为了保证电站一旦出现事故不影响水泥 窑生产，余热锅炉均设有旁通废气管道，一旦余热锅炉或电站发生事故时，可以将余热锅炉从水泥生产系统中解列，不影响水泥生产的正常运行。

④ 该系统在线运行的低温余热发电用凝汽式汽轮机调节系统，采用数字调速器、电液转换器、液压执行器组成，调速控制标准达到NEMA D级精度（最高）。通过调速器实现汽轮机进汽

压力的前压调节，达到进气压力不会因余热锅炉的压力波动，影响汽轮机的安全。同时，采用组合设计，整个供油系统集中在一个底盘上，大大缩短设计与安装时间，方便用户使用和管理。液压执行装置可在运行状态下对进气速关阀进行灵活性试验，确保机组安全运行。

烧结余热能高效发电问题分析 篇6

关键词：烧结；余热能回收；高效；发电

中图分类号：TM617 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）05-0169-02

钢铁工业作为国民经济发展的中坚力量，是实现我国工业化的重要产业。而建筑等多个领域对钢材需求量日渐增多趋势下，能源消耗与环境保护之间的矛盾随之暴露，钢铁工业面临着巨大的节能减排的挑战。钢铁生产过程中涉及到烧结工序，会产生大量热能，如何将充分利用这些热能实现发电目标成为该领域发展及改革的当务之急。

1 我国钢铁工业烧结工序能耗现状分析

2012年，我国烧结矿产量高达8亿t之多，同比上涨了5.63%，但是烧结工序能耗并未发生较大变化，始终是能耗的主要环节，也成为钢铁经济成本控制的关键点。对我国烧结工序能耗变化情况调查和研究可以看出，我国烧结工序能耗整体呈现下降趋势，但是仍然维持在55 kgce/t上下，相比较国际先进水平存在较大差距[1]。烧结过程中，其能耗构成主要为固体燃烧占80%，电力占14%，可见，加强对烧结工序节能的研究势在必行。

2 现阶段烧结余热高效发电存在的问题

影响烧结余热高效发电的主要原因表现在温度、设备等多个方面。

2.1 温度过低，难以满足发电需求

结合某钢铁企业余热发电实际情况来看，2013年9月至2014年1月锅炉温度变化十分明显，呈现先升后降趋势，其中11月份温度最高，为387.67 ℃，相对应的发电量也随之增加，而1月份的温度最低为322.36 ℃，其发电量仅为10.5 MW，较11月份下降7.5%。可见，温度变化是决定发电量的重要原因，温度越高，那么发电效率也越高。

2.2 烧结连续性较差，影响烧结效率

据相关资料显示，添加适量的溶剂能够改善燃料的透气性能，影响其烧结稳定性，碱度稳定性与烧结矿合格率具有趋同性，充分证明了烧结工艺与烧结效率之间存在密切联系。烧结产生的余热能受到诸多因素的影响，其中难免会遇到停机情况，加之近年来钢铁企业效益下滑等因素的影响，我国烧结机作业率持续走低。

烧结作业率低的直接表现为反复停开机，而每次开机，锅炉等设备都将承受一次热交变应力，长此以往，势必会缩短设备使用寿命。如若在此过程中，忽视对设备的保养和维护，还会出现不同程度的腐蚀问题。

2.3 设备回收系统密封性偏低，降低余热温度

当前，对于烧结环冷机台车的制造工艺水平并不高，促使设备下部仍然延续传统热橡胶条进行密封处理。而长时间运行后，密封胶条势必会出现不同程度的磨损和老化问题，且长期在蒸汽笼罩下，大量炽热的烧结材料会损坏密封条，导致循环系统中存在多处漏风点，在一定程度上降低了余热温度，进而影响到发电效率。影响烧结余热发电效率的因素较多，作为钢铁产业发展的薄弱环节，加强对该方面工作的研究显得尤为重要[2]。

3 提高烧结余热发电效率的有效途径

3.1 采取梯度方式利用余热，实施多炉带一机措施

就热工理论来看，一切不可逆过程均朝着降低能量品位的方向进行，热工转换效率与余热温度息息相关。因此结合该理论，钢铁企业应坚持合理原则，采取梯度方式充分利用余热。将烧结系统余热温度较高的部分用于发电，而随着温度的下降，当温度处于中间位置时，可以助燃空气电火炉等环节，温度过低时，可以用于对烧结材料的干燥处理等工作。通过将温度划分为多个等级，能够促使余热资源得到充分利用，且效率最佳。

钢铁企业内部有多台烧结设备，且设备之间的距离并不远。为了提高设备运行有效性，可以在两台设备之间设置一套汽轮机发电机组。在日常运行过程中，如若其中某台设备出现故障，可以利用另一台设备继续供热发电，增强发电稳定性，避免停机对余热能量产生的消极影响，通过这种方式，既能够有效避免甩炉问题，还能够充分利用热能[3]。当前，我国投运三套烧结余热发电系统中，包含两炉带一机模式，如马钢和鞍钢，取得了显著的经济效益，值得进一步推广。

3.2 增强热源稳定性，增强余热发电水平

要想真正提高烧结生产作业水平，稳定热源，需要最大限度上减少烧结停机次数，并加强对设备及操作等方面的调整和优化，控制烧结漏风率。具体来说，可以减少烧结系统与外界的压力差，适当将发电后产生的废气引入到烧结设备前的料层封闭到罩内，实现热风烧结，继而减少冷风与燃料之间的接触面积，提高热源整体稳定性。随着科学技术快速发展，机械设备制造工艺水平也随之提升，企业应积极引进采取先进工艺制造的设备，如全金属柔磁性密封等技术，从根源上避免漏风问题的产生。不但如此，还可以结合企业具体生产情况，适当调整补燃系统等，实现对燃料的充分燃烧等，提升热源品质及稳定性，以此来满足发电需求。

3.3 提高设备运行效率，增加发电量

在企业生产管理过程中，管理者要树立节能减排观念，重视烧结余热发电工作，通过合理控制出口烟温，优化设置炉内结构，在设备制造环节加强对密封性的把控，并选择合适的炉管形式及材质。为了避免设备长期运行对管材产生的腐蚀问题，可以对管材表面进行涂层处理，既能够延长管材使用寿命，还能够避免管材漏风等问题产生的消极影响，从而提高烧结余热发电有效性[4]。

随着钢铁产业节能减排改革的进一步发展，相关人员应加强对余热能相关影响因素的研究，如余热锅炉当量等，合理确定设备主蒸汽、再热蒸汽等压力参数，特别是突发状况下设备负荷变化后，设备要采取的运行方式等，提高设备运行经济性，实现企业经济效益最大化目标。

3.4 合理划分区域，推广区域联合发电

一般来说，如果企业燃烧排气设备较多，其热源较为分散时，可以按照工序区域等将独立的余热回收系统产生的蒸汽，借助各自的管网，向发电系统供汽，将热能集中到一个地区，增加系统循环热效率的同时，还能够避免发电设备重复建设增加的成本等。就普通钢铁企业来说，可以分为炼铁和炼钢两个区域，构建联合发电模式。就前者来说，可以分为焦炉烟气回收系统、荒煤气回收蒸汽等；后者主要包括转炉饱和蒸汽等装置。

4 结 语

根据上文所述，可持续发展观及科学发展观明确要求钢铁企业要坚持朝着节能环保方向发展。因此针对烧结余热发电方面存在的低效率问题，钢铁企业管理者要树立现代管理理念，加强对烧结余热能量利用的研究，立足于当前发电低效存在的问题，采取行之有效的措施，从设备、能源利用方式等多个角度入手，不断提高烧结余热能源的利用率，促使热能转换为电能，创造更多经济效益，从而促使钢铁产业在国民经济发展中的积极作用得到充分发挥。

参考文献：

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[3] 陈瑾瑜，马忠民.我国烧结余热发电现状及发展建议[J].冶金动力，2015，

（3）.

纯低温余热发电锅炉的安装调试经验 篇7

1 余热发电项目双压系统介绍

余热发电项目双压系统由窑头锅炉和窑尾锅炉组成。窑头锅炉是双压结构形式, 受热面采用管箱式结构 (所有的鳍形换热片集中放置于管箱当中) , 烟气取自水泥生产线的篦冷机中部, 自上而下依次冲刷窑头锅炉的高压过热器、高压蒸发器、省煤器、低压过热器、低压蒸发器、公共省煤器, 之后连接于水泥生产线的电除尘前侧的烟风管处。窑尾锅炉设置于窑尾高温风机上方, 烟气取自水泥生产线的预热器, 自上而下依次冲刷窑尾锅炉的过热器、多级蒸发器、省煤器。余热发电项目双压系统的热力系统见图1所示。

2 安装中要注意的问题

2.1 管箱密封装置及其施工安装

窑尾锅炉为负压运行, 其负压值高达6000Pa, 所以锅炉的密封特别重要。管箱的密封装置是上下或左右的管箱 (管片) 之间利用内护板进行连接, 从而使锅炉 (换热器) 形成了闭合烟道的一种装置。密封装置考虑了管箱受热后的膨胀问题, 中间加了一膨胀节。

管箱密封工作的施工环境狭小, 上下或左右的空间距离在600mm以内。具体施工时, 先把膨胀节及上部连接板预先加固, 一起焊接预制好;待上下内护板就位后, 将预制件一次性整体点焊完毕 (需先将膨胀节加固, 防止机械变形) ;之后, 从两个方向同时向中间焊接。这样, 既减少狭小环境的焊接量, 又尽可能的减少密封件的焊接变形。

密封装置的施工质量, 关系到锅炉的漏风率, 从而影响锅炉的换热效果。为了确保密封装置施工环节达到设计的锅炉漏风率要求, 各施工专业工种在密封时, 一定要密切配合;同时, 严把焊接质量关, 特别是转角部位的焊接质量。

2.2 振打装置安装

振打装置安装、调试的质量, 决定了窑尾锅炉的除灰效果, 进而影响窑尾锅炉的换热情况和热效率。而振打装置安装的水平度、振打密封装置及振打杆的安装质量直接关系到该装置功效的发挥。

2.2.1 振打装置安装的水平度

振打装置的水平度指的是减速器及振打操纵机构杆的安装状态, 只有达到安装水平要求, 振打机构才能达到设计的冲击力, 才能有效的将受热面上的积灰清除掉, 从而使受热面高效地工作。

2.2.2 振打密封装置

窑尾锅炉振打装置的密封有“面积比较大、工作精细”的特点, 也是安装工作质量控制的关键点。根据该类振打装置的密封特点, 应采取图2所示方式进行焊接、施工。

1.内部振打杆2.密封罩3.轴套4.密封垫5.柔性密封圈6.支撑板7.套筒8.支撑板9.传动杆

轴套3与密封罩2满焊, 它们之间是密封的;传动杆9需要左右不停运动, 是不能跟轴套3焊接的, 所以传动杆9与轴套3之间是有间隙的, 为了实现它们之间的密封, 我们考虑在轴套3和套筒7之间加一个柔性密封圈5 (柔性密封圈5的材料为硅橡胶) , 柔性密封圈既能很好地实现传动杆与轴的密封, 又能很好地起到减振作用。

2.2.3 振打杆的安装

振打杆预制时, 制作一模具, 对振打杆及推灰块进行固定, 防止振打杆的焊接变形。在安装振打杆时, 保证其水平, 且能顺利通过受热面蛇形管间隙, 从而使振打的力量得以全面、高效的传递, 确保振打装置的作用效果。

3 调试中要注意的问题

3.1 窑头锅炉整体水压试验

窑头锅炉为双锅筒锅炉, 竖向布置。其省煤器出水分两部分, 一部分供该锅炉高压部分使用, 一部分供窑尾锅炉使用 (见图1) 。因为上述特殊的结构, 窑头锅炉的整体水压试验应分为三个部分进行。

(1) 高压系统:包括高压锅筒、高压过热器、高压蒸发器、高压省煤器及其连接管路、加药、疏放水管道等。高压系统的锅筒工作压力为2.35MPa, 其整体水压试验压力为2.93MPa。

(2) 公共省煤器:该系统工作压力为3.0MPa, 其水压试验压力为3.75MPa。

(3) 低压系统:包括低压锅筒、低压过热器, 低压蒸发器、低压省煤器及其连接管路、加药、放空、疏放水管道等。低压系统锅筒工作压力为0.45MPa, 其整体水压试验压力为0.68MPa。

3.2 风管与锅炉系统的联动调试

因干法水泥生产线纯低温余热发电工程是一项合理利用水泥生产线余热的环保、节能工程, 该系统是在水泥生产线安全、平稳运行的前提下, 最大限度地利用余热。余热电站锅炉为非独立设备, 机组的负荷大小依赖于水泥生产线的规模和废气的余热情况。在实际生产过程中, 可以通过调整热风管道上的电动调节阀开启度, 以及调整生产线产量、进煤量和调整窑头和窑尾风机等方法, 并综合运用, 使水泥生产线与电站达到最佳配合。

3.3 冲转汽轮机及调试

由于窑尾锅炉产生的蒸汽温度和压力相对稳定, 故先用该锅炉的主蒸汽冲转汽轮机;另外, 对于低汽温低汽压、参数较高的窑头锅炉, 应将其主蒸汽与窑尾锅炉的主蒸汽并汽, 系统运行不易产生振动和扰动。

3.3.1 先用窑尾锅炉的主蒸汽冲转汽轮机

先调节锅炉进风口的电动调节阀, 运行窑尾锅炉;再将窑尾锅炉的主蒸汽送至汽轮机冲转, 待转速稳定且发电功率超过50%时, 再进行下一步操作。

3.3.2 窑头锅炉的主蒸汽并汽

将窑头锅炉的主蒸汽送至汽轮机房, 与窑尾锅炉的主蒸汽并汽。并汽时, 保证窑头锅炉主蒸汽的参数与窑尾锅炉的一致 (在并汽处装设两块量程和精度一致的压力表) 。

3.3.3 窑头锅炉低压补汽

待汽轮发电机组和水泥生产线的运行参数稳定2h后, 且低压蒸汽压力及温度大于汽轮机第四级后的参数时, 进行补汽, 使汽轮机转速稳定, 且发电功率达到额定功率。

3.3.4 整套机组额定功率调试

低温余热发电 篇8

关键词：水泥窑,余热发电,遗传算法,双压系统

1 引言

近年来, 随着工业的高速发展, 能源大量消耗, 许多能源已将近枯竭, 煤、石油等能源的价格普遍上涨;水泥生产过程中要耗费大量的煤电和矿石, 同时, 向大气中排放烟尘和CO2、SO2等气体, 对环境造成严重的污染, 这与国家的节能环保, 可持续发展观的政策背道而驰。我国作为水泥生产大国, 水泥在国民经济中占了很大比例, 水泥行业的兴衰将直接影响我国经济的发展。【1】低温余热技术就是一项将这些废热转化为电能的技术, 这项技术的使用将降低企业的生产成本, 提高市场竞争力, 很多企业在建生产线时也会建低温余热发电站。我国的纯低温余热发电研制起步较晚, 不论是技术还是设备, 生产线与世界先进水平还是存在着一定的差距。【2】

当前, 全国水泥行业利用预热器和冷却机的低温余热进行余热发电的技术, 正如火如荼地得到普遍应用和推广, 相关技术研究也在不断的涌现。文献[3]从理论技术上讲述了纯低温余热发电双压技术, 以实际工程的经验技术来进行分析, 得出双压系统的优越;文献[4]对双压系统AQC分段进气方案进行了讨论, 得出AQC炉采用分温度等级供汽能够在不增加水泥窑热耗的情况下, 提高余热发电效率, 获得较高的余热发电量。文献[5]采用遗传算法对卡林纳循环和常规郎肯循环的主要参数进行优化比较, 得出针对不同余热类型, 卡林纳循环和郎肯循环各有优势。

2 余热发电热力系统

目前在水泥行业纯低温余热发电技术领域中, 主要有以下3种热力系统:单压系统, 闪蒸系统, 双压系统。本文主要讨论的是双压系统。

双压锅炉双压系统, 简称双压系统。双压技术是根据水泥窑废气余热的品位的不同, 余热锅炉分别生产较高压力和较低压力的两路蒸汽。较高压力的蒸汽作为主蒸汽进入汽轮机主进汽口, 推动汽轮机转动做功发电。余热锅炉生产出较高压力的蒸汽后, 烟气温度降低, 余热品位下降, 那么根据低温烟气的品位, 再生产较低压力的低压进汽, 进入汽轮机的低压进汽口, 辅助主蒸汽一起推动汽轮机做功发电。根据水泥窑余热条件, 尤其是窑尾排烟温度的限制, 水泥窑低温余热发电双压系统主要有两种基本构成方式:其一, 是窑尾排烟温度高 (即后续物料烘干温度高) 的情况;其二, 是在第一种的系统基础上扩展的热力系统, 窑尾余热锅炉的排烟温度可以降得很低。双压系统如图1所示。

3 控制策略设计

(1) 设备的启停控制

设备的启停控制包括:SP炉、AQC炉设备联锁顺序启停, 主油泵的联锁, 给水泵和出口电动阀联锁, 各单机软手动启停控制等。对于联锁控制系统, 每个设备要之前一设备的启动成功未必要条件, 停止则反序进行。在系统运行过程中, 如某一设备由于过载、故障等停止运行, 则该设备之前 (按启动顺序) 的设备必须按启动的相反顺序停止。对于软手动启停控制, 各自动控制设备处于手动操作时, 点击设备按钮, 实现单个设备的启动与停止。

(2) 热水井及除氧器水位控制

保持热水井水位稳定是系统正常运行的要求, 可采用单回路控制。通过调节给水阀即可满足控制要求, 系统的控制原理如图2所示。

PID控制由现场控制器实现, PID调节的各参数可通过工程师站或操作站在线调整。除氧器水位控制类似热水井水位控制。

(3) 锅炉汽泡水位的专家PID控制

在余热发电现场, 余热锅炉的运转情况受水泥回转窖煅烧情况、热工制度所制约;给水系统及给水泵等多方面的干扰较大, 不同程度地导致汽包水位出现“虚假水位”的现象, 在不同负荷下还会出现时滞性和最小相位特性。采用单一结构和三冲量控制方法达不到满意的控制效果, 而熟练工程师和操作员却能根据经验很好地进行手动控制。根据专家系统原理和余热锅炉工艺特点和控制要求, 提出了基于专家系统的实时专家PID控制, 以专家的经验来实时调整PID控制器的参数, 控制框图如图3所示。

把专家系统和PID控制器相结合, 利用专家系统知识库输出修正值PID参数, 改变PID控制方式以达到最佳PID控制效果。根据对象特性和现场操作人员的经验设计规则, 并预先将规则下的调整方法及调整参数存储到专家控制器的规则库下。专家控制规则根据当前水位偏差e (k) 及其变化率的大小决定控制方式和是否需要修改PID参数。当遇到极端情况时, 如水位偏离偏差高限报警时, 由专家决策控制器决定把调节器切换为基于专家经验的规则控制。专家决策控制器改变PID控制器参数和控制方式的原则是使汽包水位在大偏差时尽快调到设定值, 大干扰引起大波动时尽可能维持在规定的范围内。

(4) 系统计算公式推导

蒸汽的流量大小

其中式中:V为SP炉中产生的过热蒸汽量, 单位kg/s;Vg为锅炉废气的流量大小, 单位kg/s;lg1为SP炉中过热器出口废气焓, 单位kJ/kg;lg2SP炉中排出废气焓, 单位kJ/kg;ls1为高压蒸汽比焓, 单位kJ/kg;ls2SP炉给水比焓, 单位kJ/kg。

主蒸汽机的输出功率为

式中:Vz为主蒸汽机进气流量, 单位kg/s;l1为主蒸汽机进气焓, 单位kJ/kg;l2为主蒸汽机实际排气焓, 单位kJ/kg。

排气干度

式中:a为排气干度;l3为饱和水焓, 单位kJ/kg;l4为饱和蒸汽焓, 单位kJ/kg。

闪蒸流量

式中:Vq2为闪蒸蒸汽量, 单位kg/s;Vq为进入闪蒸器水量, 单位kg/s;lq为进入闪蒸器水焓, 单位kJ/kg;lq1为饱和水焓, 单位kJ/kg;lq2为饱和蒸汽焓, 单位kJ/kg。

4 余热发电的参数优化

遗传算法特点是群体搜索策略和群넉体中个体之间的信息交换, 搜索不依赖于梯度信息, 能在ꠐ所넉搜过程中自动获取和积累有关搜索空间的知识, 并自适应점넉地控制搜索过程以求得最优解, 是一种求解优化问题的高刺넉效并行全局搜索方法, 具有较强的鲁棒性、自适应性和全局优化性爽, 넉适用于大型复杂的非线性问题的优化。넉

遗传算法的优化流程图如下넉

因余热利用循环中的参数较多, 젉忽넉略次要参数, 选取几个输出功率影响较大的参数, 以系统输넉出功率最大为目标进行优化。通过编制遗传算法程序, 对3넉个系统分别进行优化, 得到结果。ꠉ넉

从余热利用的角度出发, 余热发电系统넉的电功率越大, 则说明余热发电系统将废气中的余热更ꠌ多넉地转化成了有用功。在相同的给定余热条件下, 双压系统蠌的넉功率最大, 比单压系统功率大849.77kW, 比闪蒸系统大28넉0.81kW。所以双压系统具有最大发电量。另外, 从系统余热넉利用率得出, 双压系统比单压和闪蒸系统的余热利用率高出넉0.66%和0.42%。

对于单压, 双压, 闪蒸三种系统的栆主넉要参数研究得出系统主要参数对输出功率的影响规律, 如젇图넉5。

由图知, 不同系统在主蒸汽压力对输出功率的影响是不同的, 由于不同的系统受到了不同因素, 环境, 设备的影响, 导致余热转化为有用功的大小不一样。从系统的效率看, 双压系统能有效地利用余热, 在相同的余热条件下, 效率比单压, 闪蒸都要高, 体现了双压系统的优越性。

5 总结

利用水泥生产中产生的废气余热作为热源的纯低温余热发电, 整个热力系统不燃烧任何一次能源, 在回收大量造成环境热污染的废气余热的同时, 所建余热发电站不仅发电成本低, 经济效益好, 还可以缓解电力紧张的矛盾。同时废气通过余热锅炉降低了排放的温度, 含尘浓度也大大降低, 可有效地减轻水泥生产对环境的污染, 环保效果显著。因此, 这项兼具经济效益和社会效益的技术, 必将具有良好的推广价值和应用前景, 成为我国水泥工业实现可持续发展的一项重要举措。

针对目前水泥生产的现状及趋势, 该文主要针对新型干法水泥生产系统设计了低温余热双压发电系统, 并采用遗传算法对不同与人发电系统进行分析, 对发电效率和经济性综合考虑, 双压系统具有最大发电量, 提高了发电效率。

对于一项技术的实际研究应用, 不论余热发电技术怎么发展, 水泥窑的余热发电一定会有很广泛的市场需求。

参考文献

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低温余热发电 篇9

1 工艺调整思路

确立“以窑为中心”的操作思路，在稳定系统工况的前提下，提高余热发电量，降低能耗指标。

2 主要技改措施

(1)在1、2号窑篦冷机增加调温风管，以调温风管的风作为AQC锅炉主要热源，主取风点转移到原篦冷机余风取风口, 以此解决原有取风点靠近篦冷机高温区，AQC锅炉入口温度偏高又影响2、3次风温的问题(见图1)。

(2)万吨线检修中，实施篦冷机高温区挡风墙部分拆除，低温段增设挡风墙的技改方案，在不影响2、3次风温的情况下，提高AQC锅炉入口废气温度，同时更换了538风机转子，解决窑头排风能力不足问题，篦冷机冷却风量加大，热交换效率提高，既改善熟料冷却效果，AQC锅炉蒸发量也大幅上升。

(3)通过改变一、二期窑尾锅炉回灰分格轮转速，更换链条加大链板尺寸，调整振打频率等小改小革，保证回灰均匀性，解决了PHB、PHJ回灰拉链机能力不足的问题。

(4)对万吨线PH锅炉回灰入斜槽下料口进行改造，保证有一台原料磨开机，回灰能直接入库，减少回灰入窑对窑工况的影响。

3 主要调整方案

(1)一期余热发电系统，AQC锅炉减少原有高温区取风量，通过技改调温风管从冷却机低温区取风进行风温风量调节，一、二期煤磨均以AQC锅炉出口废气和篦冷机三段余风作为烘干热源，当原煤水份高，入磨温度不能满足生产需要时，用原有取风档板进行调节，从高温区补充热风，正常操作中，窑、磨、发电冷风挡板完全关闭。

(2)控制合适的窑头负压，保证回转窑的热量回收和窑头窑尾用风平衡，回转窑坚持薄料快烧，坚持偏厚控制篦冷机熟料层。

(3)一期AQC1锅炉出口到1#、2#电收尘入口，1#窑风管路径较2#窑长，两条窑风管并联布置，锅炉废气由1538和2538窑头排风机共同排出，正常运行时保证1538满负荷运行，排风量不足时增加2538排风量以满足窑头的用风需要。

(4)加强窑、磨、发电操作研讨，确立“以窑为中心，在稳定系统工况的前提下，充分利用余热进行发电”的操作思路，增强窑、磨、发电之间的操作协调性，提高操作适应性。

(5)加强与质控部门沟通和联系，换煤时，质控提前通知制造分厂，窑、煤磨操作员作好换煤操作预案，提高操作主动性，原料磨在石灰石换堆、取料机开停时通知质控处，质控处及时作好配料调整，稳定出磨生料成份，配料上坚持“料好烧，烧好料”原则，控制合适的入窑生料成份，出窑熟料LSF控制在92～95之间，SM控制在2.3～2.5之间。

4 操作调整试验

4.1 一期发电系统操作调整试验

为验证调温风管使用效果，探索最佳操作方案，制造分厂进行了本次操作调整试验，试验分为两个阶段, 第一阶段操作锅炉取风点以调温风管为主, 锅炉入口矩形挡板和旁路挡板原则上不开, 入沉降室温度低于400℃时可适当调节入口挡板提高入炉温度, 第二阶段操作锅炉取风点改为锅炉的入口矩形挡板, 锅炉的旁路挡板原则上不开, 通过调温挡板来调节锅炉的入口温度, 入炉温度超过400℃时可适当的调整冷风挡板以降低锅炉的温度。操作调整前后AQC锅炉主要参数变化如表1、2所示。

从以上参数可看出，采用后一种操作方式, AQC锅炉蒸发量发生了一定变化, 发电量得以提升, 具体分析如下:

AQC1锅炉:锅炉入口温度和主蒸汽温度提高了10℃, 锅炉蒸发量提高了1.4t/h, 变化不大, 主要与2#窑的窑头风温偏低有关, 调整后2#窑的窑头风温一直难以提高, 同时1#窑的窑头风温偏高, 入沉降室温度最高点达500℃以上, 为了控制温度, 1#的旁路开了30%放风以降低入炉的温度, 故入炉的风量没有多大变化，锅炉的蒸发量变化不明显。

AQC2锅炉：入沉降室温度上升了40℃, 而入炉的风温控制在400℃以内, 锅炉的入口风量提高了4万Nm3, 风量提高较多, 锅炉蒸发量明显得到了提升, 提高了5t/h, 这也是这次调整后发电量上升的主要原因。

PH锅炉：本次操作未作调整, 系统参数变化不大, 而PHJ的主蒸汽蒸发量由19t/h提高到21t/h, 这主要是因省煤器的出口水温有所提高, 其中AQC1水温提高了1℃, 而AQC2提高了16℃, 这与AQC2的入炉风量加大有一定的关系。

汽轮发电机:汽轮发电机主蒸汽流量上升了9t/h, 发电量相应提高了1.6MW/h, 其它参数基本变化不大。通过本次操作调整试验，可以证明调温挡板改造对稳定系统工况，提高发电量有一定效果，但只能作为调节风管，不能作为锅炉主取风点，主要原因是调温风管管径偏小，取风量不能满足篦冷机用风及AQC锅炉废气量的需求，在下一步改造中应予以解决。

4.2 万吨线煤磨操作调整试验

本次试验通过调整煤磨原有热风挡板和新增挡板，分析煤磨取风对AQC锅炉发电温度和煤磨操作的影响。试验中发电、煤磨主要参数变化见表3。

表中数据可以看出，煤磨取风对发电温度有一定影响，操作中新增挡板全开，冷风挡板全关，原有热风挡板只作补温调节，能满足煤磨操作对风温、风量的要求，对入窑二次风温也影响不大，AQC锅炉入口温度和蒸发量明显上升，有利于发电操作，提高余热发电量。

5 调整成果

经过一系列技术改造和操作试验，逐渐形成了窑、磨、发电一体化操作思路，为系统运行管理积累了一定实践经验，并取得了阶段性成果，二季度公司系统运行状况明显改善，各项指标得到优化。

5.1 调整前后主要经济指标（见表4)

5.2 对比分析

从表6可以看出，调整后系统工况和经济指标得到优化，主要表现为熟料煤耗大幅下降，回转窑运行稳定和产量提高，窑头用煤量减少，预热器出口CO和废气温度也明显下降;从现场检查及中控参数变化分析，发生这种变化的根本原因在于冷却机操作的稳定：窑头负压下降有利于热风入窑和增加窑系统通风量，冷却机厚料层操作有利于热回收，特别是发电和煤磨取风点的改变，带来了二、三次风温的稳定，提高了分解炉煤粉的燃烧效率和入窑生料分解率。调整后，二季度吨熟料实物煤耗较一季度约下降了8%，窑产量提高了5%，五月份四条窑综合运转率达到99.7%, 同时，1#、2#、3#窑AQC锅炉入口温度下降，有利于优化操作和保护发电设备，万吨线AQC锅炉入口温度上升，二、三次风温影响不大，窑头废气被合理利用，余热发电量得到保证。

6 结束语

本阶段调整取得了一定成果，积累了一定经验，但也出现了一些新的问题，需要我们在下步工作中予以解决：

(1)针对1、2号窑篦冷机平衡风管在使用过程中出现的管径较小、取风量不能满足篦冷机用风及AQC锅炉废气量需求的问题，在下步改造中拟采取加大调温风管管径的方式予以解决;

(2)对预热器各级旋风筒撒料板和分解炉燃烧器对照图纸进行偏差调整，提高旋风筒换热效果，改善分解炉燃烧状况;

(3)继续进行操作研讨，加强窑、磨、发电操作员的横向交流，进一步提高操作协调性和适应性;

低温余热发电 篇10

一、AQC锅炉部分

以煤磨用来自冷却机的热风作热源的情况为例。

热收入方面:出窑熟料温度有高低之分,若高控该温度,将增加熟料出窑热量;提高熟料台时产量,增加了单位时间的出窑熟料热量。

热支出方面内容较多。一是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,公平合理地进行冷风量的分配,避免冷风短路,提高风冷效果;对某些熟料结粒偏粗、大块较多的生产线,在冷却机中部设置辊式破碎机。二是合理处理余风。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。三是寻找入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。四是在AQC锅炉旁路阀下方(紧挨着阀)开孔给煤磨提供毋须掺冷风的烘干用热风,让出高品位热风供锅炉用,避免“大材小用”。五是煤磨低风温大风量方式维持运行,尽量多抽取低品位热风。六是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。七是减少散热。八是加强壳体密封。九是出锅炉烟气重新冷却熟料,循环使用。十是从生产线全系统保证热工制度的高度稳定。稳定的烟气量和烟气品位,是提高发电量不可或缺的。

二、SP锅炉部分

以出SP锅炉烟气单供原料中卸磨使用为例。一是采用五级预热器,提高到锅炉烟气的品位。二是加强系统保温。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。余热发电从无变有,原料磨的烘干热源由供远大于求变成求大于供而不得不提高出锅炉烟温。因此,减少散热以维持烟气品位显得十分紧要。三是减少全系统的漏风。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,堵漏要求更为严格。四是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。五是磨机在低风温大风量状态运行,尽可能减少对锅炉的争热。六是拆除中卸磨系统的循环风管以提高循环风机抽取热风的能力。七是加强循环风机、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。八是提高原料磨的烘干能力,减少对高烟气品位的依赖。例如:确保烘干仓物料高效作业;提高回粗磨仓的粗粉量。九是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。十是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。

三、结论

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”:一是不影响熟料生产;二是不增加熟料生产的热耗和电耗;三是不改变熟料生产中原燃料烘干热源;四是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。