水泥窯余熱發(fā)電運行問題探析

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1、水泥窯余熱發(fā)電運行問題探析；節(jié)能減排是我國乃至全球的一項長期戰(zhàn)略，利用水泥生產(chǎn)過程中窯頭、窯尾的廢氣余熱，配置高效余熱鍋爐，實現(xiàn)水泥窯余熱發(fā)電對于實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。論述了我國水泥工業(yè)余熱發(fā)電技術(shù)的過去、現(xiàn)狀及最新動態(tài)，對我國水泥窯低溫余熱發(fā)電運行存在的主要問題進(jìn)行了研究、分析、改造，提出了適合我國國情的水泥窯余熱發(fā)電運行技術(shù)。關(guān)鍵詞：水泥窯；余熱發(fā)電；水泥生產(chǎn)工藝水泥工業(yè)是耗能大戶，其生產(chǎn)過程中有大量的中、低品位余熱被排放掉。國內(nèi)水泥純低溫余熱發(fā)電技術(shù)經(jīng)過近幾年的發(fā)展，其水泥窯余熱發(fā)

2、電運行系統(tǒng)的研究已取得很大進(jìn)步。如何充分利用這些中、低品位的余熱，是進(jìn)一步降低水泥生產(chǎn)成本的關(guān)鍵。預(yù)計到2015年，國內(nèi)水泥行業(yè)余熱電站工程的需求將達(dá)到908條，水泥窯余熱發(fā)電有著很大的發(fā)展?jié)摿Α?、水泥窯余熱發(fā)電現(xiàn)狀1.1、中空窯高溫余熱發(fā)電干法中空窯余熱發(fā)電水泥廠，其水泥窯排煙溫度為800℃～950℃、窯尾排煙量為2300～2500m3/t熟料，中空窯余熱鍋爐有臥式和立式，所配套的高溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力為臥式爐140～l60kal"style="text-indent:21.0pt">80年代末至90年

3、代初，在解決了余熱鍋爐所存在的許多重大技術(shù)問題和難題后，噸熟料余熱發(fā)電量大于170ksoNormal">1.2、預(yù)分解窯中低溫余熱發(fā)電預(yù)分解窯發(fā)電系統(tǒng)有兩個基本類型：一是帶補(bǔ)燃鍋爐的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)；另一個是純余熱發(fā)電系統(tǒng)，分別見下圖1、下圖2。前者發(fā)電量大，經(jīng)濟(jì)效益可觀，但投資較高，系統(tǒng)也較復(fù)雜；后者系統(tǒng)簡單、投資少，且不增加能耗，但發(fā)電量較少，噸熟料發(fā)電量約30kal"style="text-indent:21.0pt">在我國，利用預(yù)分解窯系統(tǒng)窯頭、窯尾廢氣余熱生產(chǎn)低壓蒸汽或高溫水，再進(jìn)人補(bǔ)燃鍋爐，提供供

4、汽參數(shù)、增加發(fā)電能力的發(fā)電系統(tǒng)，這就是所謂帶補(bǔ)燃鍋爐的中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。兩種余熱發(fā)電系統(tǒng)所用設(shè)備均已成熟，系統(tǒng)運行是有保障的，國內(nèi)外已有許多成功運行的實例。加之我國政府對利用余熱發(fā)電有明確的政策扶持，因此，在新型預(yù)分解窯上增設(shè)中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，可為企業(yè)帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。圖1帶補(bǔ)燃鍋爐的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)圖2不帶補(bǔ)燃鍋爐的純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)1.3、純低溫余熱發(fā)電純低溫余熱發(fā)電是利用窯頭、窯尾排放廢氣余熱發(fā)電，無需消耗燃料。在預(yù)分解窯系統(tǒng)上加設(shè)純中低溫余熱發(fā)電，能將水泥生產(chǎn)的綜合熱利用率從60％左右提高到90％

5、以上，經(jīng)濟(jì)效益明顯。全國50%的新型干法熟料生產(chǎn)線配置了余熱發(fā)電裝置,每年可實現(xiàn)節(jié)電1.31010ksoNormal"style="text-indent:21.0pt">在我國，純低溫余熱發(fā)電技術(shù)經(jīng)過十幾年的開發(fā)、研究和若干實際工程投產(chǎn)運行，無論是技術(shù)還是設(shè)備，已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化，總體上的技術(shù)水平已經(jīng)趕上國際先進(jìn)工業(yè)國家。2、發(fā)電運行問題及成因分析2.1、生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)能力不匹配在水泥行業(yè)實際生產(chǎn)中，超過生產(chǎn)規(guī)模、提高生產(chǎn)能力的現(xiàn)象是普遍存在的。水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)模應(yīng)該是整個生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力，生產(chǎn)能力可能會受到原燃

6、料、海拔高度、設(shè)備選型等諸多因素的影響，生產(chǎn)能力的變化又直接影響到廢氣參數(shù)，這就引出了余熱發(fā)電系統(tǒng)的匹配問題。2.2、余熱發(fā)電的波動性水泥正常生產(chǎn)過程是存在一定的波動性的，適當(dāng)?shù)牟▌佑酂岚l(fā)電系統(tǒng)是可以應(yīng)對的，但較大的無規(guī)律性的波動對余熱發(fā)電系統(tǒng)很不利。將水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的熱耗和發(fā)電量聯(lián)系在一起進(jìn)行衡量應(yīng)該是必要的，實際生產(chǎn)運行過程中，余熱發(fā)電系統(tǒng)完全有可能存在與水泥系統(tǒng)爭熱的可能性，一是水泥熟料的熱耗是以單位熟料指標(biāo)定義的，熱耗指標(biāo)是有差異的；二是生產(chǎn)規(guī)模與實際生產(chǎn)能力是有差異的，單位熱耗指標(biāo)會因?qū)嶋H生產(chǎn)能力的不同

7、而不同。2.3、篦冷機(jī)取風(fēng)管道易磨損大部分運行的余熱電站都是在現(xiàn)有生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上進(jìn)行的技改，受現(xiàn)實因素的制約，取風(fēng)管道的布置往往不是很合理。管道縮口和管道走向角度較小，窯頭廢氣資源含塵量較大，強(qiáng)度較高，溫度較高，導(dǎo)致篦冷機(jī)的取風(fēng)管道很容易被磨穿。有的篦冷機(jī)的取風(fēng)管道用了不到半年就已經(jīng)被磨穿，再進(jìn)行停窯改造對窯系統(tǒng)工況的穩(wěn)定還是鍋爐的效率，都造成了一定的影響。2.4、煙道閥門的使用壽命短窯頭AQC鍋爐煙道閥門易出現(xiàn)短壽現(xiàn)象。目前大部分窯頭AQC鍋爐篦冷機(jī)出風(fēng)口煙道閥門采用碳鋼或不銹鋼。水泥窯運行時易出現(xiàn)料層太薄、

8、料層阻力變小、冷卻風(fēng)量增加、出現(xiàn)飛砂現(xiàn)象。溫度高、硬度高的飛砂沖刷在閥板上，導(dǎo)致碳鋼閥板或不銹鋼閥板機(jī)械強(qiáng)度下降一半以上，當(dāng)閥板被磨損掉后，往AQC鍋爐煙氣量增大，引起蒸發(fā)量增加，影響鍋爐的正常運行，篦輪機(jī)出風(fēng)口搶風(fēng)，影響系統(tǒng)二次風(fēng)、三次風(fēng)調(diào)節(jié)，嚴(yán)重影響了熟料線的正常生產(chǎn)。2.5、并X運行政策落實上存在的問題水泥余熱發(fā)電是一項非常有效的節(jié)能減排途徑，國家在并X運行政策上給予了大力扶持，