閃蒸技術余熱發(fā)電在3×5000T/D水泥生產線上的運用及操作

　　一、 概述

　　1.1 項目介紹：

　　水泥工業(yè)發(fā)展到今天，工藝和設備技術水平有了長足進步，盡管水泥生產過程的熱耗(燃煤)較以前下降了許多，但由于水泥窯的規(guī)模大，廢氣排量巨大，因此廢氣余熱量仍然很大，如果能將這些熱量回收用于發(fā)電，其發(fā)電量相當可觀。水泥窯的廢熱排放主要集中在窯頭冷卻機和窯尾預熱機排放的廢氣，其中預熱機的廢氣還要用于原料烘干，我們利用預熱機的廢氣只能在回收其熱量后將它的溫度降至250℃，而冷卻機的廢氣不作其他用途，我們要充分利用其熱量，回收熱量后，它的排氣溫度可降至約90℃。因此，在充分考慮工藝流程和生產需要的基礎上，結合母公司花蓮廠二十年來在余熱發(fā)電方面積累的豐富建設和運行經驗，決定采用日本JFE公司的系統。該項目進展分兩期完成：第一期工程為一、二窯余熱發(fā)電項目自2004年12月破土動工，于2006年3月7日并網發(fā)電;第二期工程為配合三號窯2007年7月投產，鍋爐熱氣于同年8月12日并入。

　　1.2 工藝流程：

　　目前系統將三套窯的廢熱回收合并發(fā)電，為了回收窯頭冷卻機的廢熱，設置AQC鍋爐(每套窯各一套)，AQC鍋爐設計為水平管式強制循環(huán)鍋爐，帶汽水鼓，廢氣垂直方向通過鍋爐，鍋爐依廢氣流向依次布置過熱器、蒸發(fā)器和節(jié)熱器;由于冷卻機廢氣粉塵為熟料顆粒，粘附性不強，除塵方式采用自然沉降不使用機械振打裝置，在AQC鍋爐之前設置了旋風筒，降低熟料粉塵對鍋爐的影響。

　　在窯尾預熱機設置SP鍋爐(每套窯各一套)，SP鍋爐采用垂直管式強制循環(huán)鍋爐，帶汽水鼓，廢氣水平方向通過鍋爐，鍋爐依廢氣流向依次只設過熱器和蒸發(fā)器，以使鍋爐出口廢氣溫度能達到250℃，用于原料干燥;預熱機廢氣粉塵為生料粉，粘附性較強，故SP鍋爐設置機械振打裝置來解決粉塵附著的問題。為充分回收熱能，系統配置了高、低壓閃蒸器，采用能使用不同壓力和溫度參數的汽輪機。其中一、二號水泥生產線配置一套高、低壓閃蒸器，而三號水泥生產線又配置一套高、低壓閃蒸器，采并聯方式運行。閃蒸技術在水位控制方面較復雜，尤其在三套窯共用一套渦輪發(fā)電機時互相影響的因素就更多了，但本系統采用了高度自動化控制系統，且完全掌控三套蒸汽共推一套渦輪發(fā)電機的復雜控制問題。其簡要流程圖如下(圖一)：

　　圖一

　　二、實際操作及改善措施

　　目前國內在水泥生產線余熱發(fā)電技術也較成熟，一般的水泥生產線余熱發(fā)電站配置情況基本是一條水泥生產線配一套渦輪機及發(fā)電機，或者是兩條水泥生產線配一套渦輪機及發(fā)電機，很少有三條水泥生產線配一套渦輪機及發(fā)電機，而本公司的余熱發(fā)電站就是將三條水泥生產線共配一套渦輪機及發(fā)電機，并且為了充分降低窯頭的廢氣溫度，增設了兩套高、低壓閃蒸器來輔助發(fā)電。我們通過在從兩條水泥生產線配一套渦輪機及發(fā)電機的配置運行操作到今天的三條水泥生產線配一套渦輪機及發(fā)電機系統的操作中得出許多實踐操作經驗，現就操作方面有如下幾種情況以及相應的應變方式：

　　第一種為閃蒸器管路內的水錘現象：

　　在水泥生產線上的余熱發(fā)電站比較容易發(fā)生水錘現象的應該是在補水管路內。就本廠而言，就是當#1AQC或#2AQC鍋爐停爐時，其本身節(jié)熱器出口水溫會逐步下降，而另外一套AQC鍋爐正常運轉中，使得進入#1高壓閃蒸器的兩條管路水溫相差越來越大，在冷、熱水相遇時就會發(fā)生水錘現象,對此本公司在節(jié)熱器到#1高壓閃蒸器控制閥前各安裝一電動閥做自動控制排低溫水至冷凝器,即回收了冷凝水，且確保了沒有水錘現象發(fā)生。具體流程如下(圖二)中151.17、151.18和351.17馬達控制閥所示。