水泥窑余热发电运行问题分析

摘要：本文对目前我国新型干法水泥窑纯低温余热发电存在的主要问题进行了研究、分析、改造，其分析、研究、改造的过程及结论，在我国水泥工业工艺及装备技术得以迅速发展、数百条日产数千吨级大型干法水泥熟料生产线陆续投产的情况下，对水泥生产企业建设余热电站的决策及水泥窑纯低温余热发电的运行有指导意义。

关键词：水泥窑；余热发电；问题分析

一、水泥窑纯低温余热发电技术

即是在新型干法水泥生产线生产过程中，通过余热回收装置———余热锅炉将窑头、窑尾排出大量低品位的废气余热进行回收换热，产生过热蒸气推动汽轮机实现热能———机械能的转换，再带动发电机发出电能，并供给水泥生产过程中的用电负荷。该项技术不仅大大提高了水泥生产过程中能源的利用水平，对于保护环境，提高企业的经济效益，提升产品的市场竞争力，起到了巨大的促进作用。同时该项技术的开发应用，完全符合我国的可持续发展战略。

二、余热发电工艺流程：纯水由补给水泵打至凝汽器热水井，与做功后的乏汽汇合，经凝结水泵打入低压闪蒸器出水集箱与出水汇合，然后通过锅炉给水泵送入AQC锅炉省煤器进行加热，经省煤器加热后产生高温高压水分三路分别送到AQC锅炉汽包、PH炉汽包和闪蒸器内。进入两炉汽包内的水在锅炉内循环受热，最终产生一定压力下的过热蒸汽作为主蒸汽送入汽轮机做功.进入闪蒸器内的高温水通过闪蒸技术产生一定压力下的饱和蒸汽送入汽轮机第五级后做功，做过功后的乏汽经过凝汽器冷凝后形成凝结水重新参与热力循环。生产过程中消耗掉的水由纯水装置制取出的纯水经补给水泵打入热水井。

三、影响发电量的几个因素进行阐述和分析。

1、水泥生产系统与余热发电系统配置的合理性

水泥生产系统的规模和水泥生产系统应在水泥行业生产能力的大小，整个生产线的生产能力，但在实际生产中往往超过生产规模，提高生产能力的情况是很常见的，但能力的变化直接影响废气参数，这导致余热发电系统的匹配问题。表面上，同一生产规模的生产线可能有不同的生产能力，这可能会受到许多因素的影响，如原燃料、海拔高度、设备选择等。在余热发电系统的分配上应根据具体情况设计，以达到良好的效果，而不是一定的生产规模必须达到发电的数量，这只是一般的配置，而不是绝对的。

2，水泥生产过程的波动，水泥生产过程的正常波动。

不过，余热发电系统也可以适应更大的，但不规则的波动对余热发电系统是非常不利的，如从篦冷机空气干燥煤磨、煤磨操作不会完全同步与窑系统的运行，必须有与气体温度的浪费热发电量的天然气和煤磨排风的变化。从理论上讲，如果余热发电系统与风热水泥生产系统，保持2500 ~ 5000t/d为风的余热发电系统的规模将有一个温度16000 ~ 35000m3 /小时，约10℃的余热发电系统的容量的系统平衡必须要应对这种波动的措施，以及发电也将改变。在余热发电系统的设计中，应详细地向锅炉和汽轮机制造商提供这种波动的参数，并在系统设计中采取相应的调整措施。然而，在实际生产操作过程中，系统的平衡不是绝对的，实际的操作是难以控制的。为了保持系统的稳定，余热发电系统是完全可能的，而水泥系统则是热点问题，因此，最好让煤厂利用窑尾余热锅炉出口的废气作为干燥热源，从源头上消除波动。

3\抽气窑篦冷机。

从热平衡的角度看，空冷器的冷端为冷端，相对温度低，气量大，排气口受热端加热，相对温度高，含气量小。根据理论计算，余热发电系统不与水泥生产系统相竞争。从发电能力来看，低气量、高温度的废气产生量大于大容量和低温废气的发电能力。所以对于冷机余热发电的吸入口附近的热端应该更有利，可设置在吸入口的位置或附近的磨煤机的吸风口的位置一般磨煤机，与传统空气泵的排气通道中断时，余热发电系统的冷端。如果篦冷机上设有若干排风口，废气可利用余热发电，系统会比较复杂，增加投资和漏风量。点、增加工艺布置和操作的难度；实际运行中，水泥生产系统也会产生波动，分段抽风的控制很难把握，容易加大与水泥系统争热的概率。

4、余热发电系统与智能系统的有效结合

所谓智能化控制系统，就是实现该领域的自动化控制，提升生产工作效率。对于生产工厂来说，就是利用智能化系统，缩减人工成本，降低相应能耗，自动化生产，优化各生产环节。让企业时刻在最佳状态下运行，实现企业生产效益最大化。对于水泥余热发电该项目来说，搭载智能化系统，由相关专家为其设计程序，实现无人式管理，最大量节省人工运营成本。水泥余热发电项目的智能化系统，其优势使，实现水泥余热发电全程计算机监控，并时刻保证系统运行稳定。其次，相关专家为其设计该系统，确保系统始终保持稳定状态，实现节能最大化。实现全程无人监控系统，该系统能够实现水泥余热发电，远程控制，一键检测，线上监控杆以及计算机智能调整等功能。对于提升水泥余热发电系统整体智能化，智能控制以及程序优化，有重要帮助。其智能控制方面，主要为原水系统，实现了循环水池系统与原水箱水位的自动控制。纯水制取系统与除盐水水位控制系统实现联锁控制，原水池的水位联锁控制可在中控制内进行操作。其次，循环水系统排放水控制，对于循环水水位自动补位，循环水排污，自动净化等，都可以通过DCS进行远程控制，实现循环水系统智能加药或补水。第三，化水系统的自动化控制，该控制主要是实现计算机智能控制，无人值班，化水系统智能过滤正、反洗等原有需人工控制工序，均可以通过计算机编程而实现。各补水、排污等管道设置测流量装置，实现流量的数据统计；AQC及SP锅炉设置自动取样，通过水质在线仪表实现汽水品质在线监测，实现自动排污和智能加药功能。第四，油路系统的智能化，原有水泥余热发电油路系统，调节、保安油路需有人工控制，效率及安全性能较差。运用智能化控制后，油路控制可实现智能化，汽机转速及高压油泵可实现智能调节控制，辅助交流油泵、直流油泵以及润滑系统可实现联锁控制。有效降低因油压不足造成的安全事故。

参考文献：

［1］张晓彤，李文博，马文书，张晓晓，牛丽丽，文柏鸣等，综述预分解窑余热发电系统配置的合理性探讨及技术措施分析［J］.中国新产品新技术，2013，（12）：111－115.

［2］吴东升，蒋天宇，马东山，唐金泉，曲业龄，李晓培等，解析几种水泥窑窑纯低温余热发电技术发电能力及存在问题的比较分析［J］.军民两用技术与应用.2015，（14）；107-111

［3］陈秀林，郝学东，吴建玲，张晓燕，李军营，马家栋等，解析水泥窑纯低温余热发电系统烟气阀门存在问题及改进探析［J］，中国国际水泥工艺，2015，（06），119-121

［4］张金营，李弘基，张筱雨，吴俊生，张继业，郝梦蝶等，综述余热发电系统并网运行技术特点［J］.中国水泥杂志论坛，2013，（6）：36－38.

[5]吴晓东，牛小小，王冬至，李孟连，王海生等.解析提高水泥窑余热发电施工管理水平过程遇到的问题和处理措施[J].城市建筑与研究导刊，2010（10）：101-106.

[6]郝学余，李靖宇，王海生，刘孟冬，王小平等.综述提高水泥窑余热发电工程施工管理水平过程遇到的问题和处理措施[J].中国水泥理论研究，2011（12）：101-106.

原标题:水泥窑余热发电运行问题分析