刍议水泥厂余热发电的综合能效提升技术

刍议水泥厂余热发电的综合能效提升技术

王蕾

新泰中联泰丰水泥有限公司  271200

摘要：水泥余热发电是通过水泥生产中出现的高温烟气形成蒸汽来发电。通常包括多个系统，比如：锅炉系统以及汽轮机系统等等，也有多项流程，包括烟气以及汽水流程等等。而为了可以显著提升水泥余热发电的综合能效，必须要不断完善有关技术，这是尤为重要的。基于此，本文主要从锅炉系统的技术创新、汽轮机系统的技术创新、电气系统的技术创新以及水系统的技术创新四个方面，简要分析了水泥余热发电的综合能效提升技术，希望可以为有需要的人提供参考意见。

关键词：水泥余热发电；综合能效；提升

由于水泥线和电厂有着不一样的责任主体，除了是主线和附属之间的关系，还是独立和联结的整体。因此，为了可以实现企业节能减排，增加余热的经济价值，必须要有高效的创新技术及管理，尤其要针对水泥余热发电，不断研发先进的综合能效提升技术，这是提升水泥余热发电效率的关键所在，也是促进企业可持续发展的重中之重。

一、锅炉系统的技术创新

第一，ASH技改。根据直翅片管结构将ASH过热器重新设计，将形绕翅片管ASH过热器堵灰及阻力高等情况有效解决，确保烟气侧阻力值不超过250Pa；重新设计ASH过热器管束截面，扩大ASH过热器换热面积，提升ASH 过热器出口蒸汽参数；将从AQC锅炉到ASH过热器之间的蒸汽管道重新设计，提升管径，不再是DN125，而是DN150，将管道阻力以及压损减少；及时更换管道外保温结构和ASH过热器本体，将外壁温度严格控制在小于等于环境温度＋20摄氏度；利用以上重要技术的技改，能够在锅炉蒸发量没有变化的基础上，增加发电量15%[1]。第二，在线空气脉冲自动吹灰。SP炉以及AQC炉在运行中有大量的集灰，厚度超过40公分，对发电量的影响相当大。很多企业之前都采用蒸汽吹灰以及振打清灰等技术，但效果不显著，成本很高，维护难度大，而且人工补清有安全方面的问题，蒸汽吹灰很有可能结垢凝块，处理难度也非常大。通过长期的研究，成功研发出在线空气脉冲自动吹灰技术，利用定时自动将一定容量以及压力的压缩空气启动，合理布控喷枪及喷嘴的各项参数，比如：角度以及位置等等，能够将锅炉的所有积灰完全清理干净。现如今，在很多电厂实施，有不错的效果。同时，相对于蒸汽吹灰以及振打清灰来说，其投资力度较小，而且不需要很高的人工成本。第四，将自动调控阀合理增设在高温以及中温烟道上，以合理控制高温与中温风量，利用数据模型分析，对ASH以及AQC蒸汽参数不断优化，进而保证发电功率实现最大化。并且此控制模型，引入信息化大数据分析模块，分析许多有关参数，以确保机组有更多的能效数据[2]。

二、汽轮机系统的技术创新

第一，气封技改。对于汽风间歇较大以及漏气较大，而且泄漏蒸汽进到油系统中，导致一些不足出现，比如：油质劣化等等。技改新型接触式蜂窝汽封，将接触式气封代替高低压气封，而且将蜂窝式气封代替隔板汽封。并且将接触式汽封代替高压、低压汽封，基于各道梳齿汽封垫块，增设使用特殊材料制造而成的接触式汽封体，这种汽封体比较润滑，可以做到零间歇。同时，重新镶齿围带汽封片，缩短汽轮机叶片顶端和隔板之间的距离，防止动静部分有严重的漏气损失。第二， 汽轮机真空油汽技改。对于原射水系统的一些不足，比如：维修费用较高以及能耗较高等等，研发出完善的油环式真空抽汽系统，通过油水瞬时分离三相分离技术，利用介质油的循环拉动凝汽器中发汽，以科学建立高度真空。并且减少能耗，年用水节省约8万吨，特别在炎热的夏天，可以保持高度真空。另外，系统的优势有很多，包括噪音较小、维护成本较低以及运行安全稳定等等。当前，在很多电厂都逐渐实施，有着不错的效果。第三，完善调速系统反馈模式。由于水泥线烟气变化率较大，造成汽轮机系统随着动力侧变化，所以机组波动较大，不够稳定，通过长期工况调试，将单反馈代替调速系统反馈装置LVDT，使机组跟随动力侧不灵敏，对比调试前和调试后的数据，可以发现，相对于双反馈来说，单反馈发电更多，也相当稳定，而且功率曲线比较平滑，适用性很强[3]。第四，RCCS。将RCSS安装在凝汽器所有换热管中，在机组运行时通过循环水的流速驱动装置将部件旋转，长时间在换热管中连续很快旋转，加强管中流体的旋转流动，导致水垢形成机理被破坏，摒弃原来的被动除垢，很多实验结果表明，利用RCSS可以显著提升换热系数K值。并且应用结果表明，相对于化学酸洗以及胶球清洗等方法来说，RCSS的优点有很多，比如：成本较低以及效率较高等等，价值更高。

三、电气系统的技术创新

第一，联络线联锁保护。由于之前设计的联络线光差保护缺乏多样化，不适合应用在水泥厂和电厂比较复杂的电气故障中，导致电厂频繁出现非停及事故，带来很大的损失。并且通过长期的多个厂家电气试验，不断优化联络线保护功能，通常配置频率电压控制装置，适当增设一些保护功能，比如：高频或者低频以及高压或者低压等等，做到联络线两侧联锁保护，将很多问题有效规避，其中包括保护范围不够以及误跳等等。现如今，每个厂都没有出现原来的相似保护故障。第二，大数据分析系统。对于每个余热电厂分散管理困难的情况，管理总部建立远程监测分析的信息化大数据系统，制定、优化水泥余热发电的专家诊断功能，可以完善现场生产和远程指导，借助专家系统的诊断功能以及大数据的优化功能，提升发电量，而且精调所有工况参数。并且系统的技术路径是利用网络采取VPN的途径向总部发每个厂的工况数据，将整个流程画面完整再现，而且构建专家分析模型，自动生成分析报表以及诊断报告，还要利用WEB实时发布，不管是专家组还是管理层，在任何地点、任何时间都可以对电厂生产进行指导，达到增加效益以及减少成本的目的

[4]。

四、水系统的技术创新

第一，零排放。使用零排药剂，准确加注药量以及药剂。水泵以及风机等辅机的冷却水都回收，零排放。第二，水泵节能技改。对于实际发电负荷不足额定功率，导致给水泵以及循环水泵实际工作扬程不足设计值，而且水泵工作效率不到50%，这样必定浪费很多电能。通过对水泵工作模型进行研究，不难发现，利用技改叶轮减少水泵扬程，可以提升水泵效率约50%，减少功耗60kw，当前在每个电厂都普遍推广应用，有着良好的节能效果[5]。

结语：

总而言之，水泥余热发电综合能效提升的关键技术体现在多个方面，主要包括锅炉系统的技术创新、汽轮机系统的技术创新、电气系统的技术创新以及水系统的技术创新等等，这样不仅可以提升发电量以及生产指标，而且可以实现生产管理的提质增效目标。

参考文献：

[1]周安锴.4500t/d熟料生产线配套水泥余热发电系统的改造[J].四川水泥,2023(06):24-26.

[2]王鹏,董伟.水泥窑余热发电综合效能提升改造措施[J].水泥,2023(06):50-52.DOI:10.13739/j.cnki.cn11-1899/tq.2023.06.014.

[3]赵乐,王简婷.一键启停在水泥窑余热发电设计中的应用[J].水泥工程,2023(02):55-57.DOI:10.13697/j.cnki.32-1449/tu.2023.02.021.

[4]王刚,贾超,张增刚.水泥窑余热发电开机优化[J].水泥,2023(04):70-71.DOI:10.13739/j.cnki.cn11-1899/tq.2023.04.023.

[5]唐永强.水泥余热发电的综合能效提升技术[J].科学技术创新,2020(12):49-50.