淺談純低溫余熱電站

　　隨著我國資源相對不足的矛盾日益突出，尋找新的資源或再生資源，以及合理綜合利用現(xiàn)有的寶貴資源確保經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關鍵。經(jīng)濟較為發(fā)達的浙江省缺電現(xiàn)象在2003～2004年更為嚴重，直接影響了我公司的經(jīng)濟效益。當時天津水泥設計研究院對5000t/d生產(chǎn)線配套純余熱電站正處在研發(fā)階段，還沒有達到現(xiàn)在的成熟階段。在此狀況下公司大膽地利用水泥窯的廢氣建設了國內第一條5000t/d五級預熱器水泥生產(chǎn)線純低溫余熱電站，通過近一年的建設，于2005年7月26日順利投產(chǎn)，一直正常運行至今，以下闡述建設心得以供同行借鑒。 

　　一、環(huán)境保護更有利地得到保證 

　　利用水泥窯窯頭熟料冷卻機及窯尾預熱器廢氣余熱通過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽發(fā)電，在提高整體熱利用率的同時較大地減輕了對周圍環(huán)境的熱污染。同時由于鍋爐熱源系統(tǒng)對廢氣中所含的粉塵具有較好的沉降作用和廢氣溫度有力降低，減少對廢氣進電收塵器前的降溫噴水量，使窯頭、窯尾電收塵的除塵效率得到了提高并減少了粉塵的排放，使周圍的環(huán)境得到進一步的改善。由于利用了廢氣余熱，使原先排入大氣的廢氣溫度降低，減少了對大氣的熱污染。 

　　二、公司用電電源質量提高 

　　我公司的用電由安徽皖浙377線35kV供電，線路長有25kM，最高負荷（有功功率）為19000KW，最大電力設備為磨主電機3550kW，其起動時瞬間投電站前壓降了0.6kV（6kV側），目前只減少了0.28kV，而且時間較為原先的一半，而且起動時發(fā)電機自動跟蹤調節(jié)無功功率，正常運行時總降變電站多個渠道來調節(jié)功率因數(shù)，大大地提高了公司內電源質量。 

　　三、公司提高了經(jīng)濟效益 

　　3.1.由于電站的建設投產(chǎn)，公司總負荷平均減少了5900kW（平均發(fā)電量為6280kWh），線路電流和主變壓器電流減少了100A（35kV側）左右，大大減少了線路的損耗和主變壓器的銅耗，一年估算為215.9×104kW。 

　　3.2.電站發(fā)電機出力平均為6300kW左右，一年供電量為4318.3×104kW。 

　　3.3.電站的投產(chǎn)對磨系統(tǒng)的烘干熱風溫度有降低，相對產(chǎn)量在雨季和冬季時期有所減少，由于本公司生料磨為球磨機帶烘干倉，需要250℃以上的廢氣溫度進行烘干，但通過SP鍋爐后到磨頭烘干只有220℃左右，在雨季時期推算每噸生料多耗電為4～5℃，一般每年有三個月左右，合計多消耗為300×104kW。而燒成系統(tǒng)高溫風機及窯頭排風機的負荷均不受影響，煤耗根本不變。 

　　3.4.電站的投產(chǎn)主變壓器減容了6500kVA，減少基本電費為每年156萬人民幣。 

　　3.5.電站維修費用為15萬元左右，電站工資每年為26萬元，小計41萬元。 

　　綜合上述每年可少購電量為4234.2×104kW，平均電價為0.55元計2328.81萬元，減少基本電費156萬元，合計可創(chuàng)每年為2443.81萬元。 

　　以上的結果關健在于公司電站運行得到合理的控制，現(xiàn)介紹一下控制方面的要點內容。 

　　本公司5000t/d熟料生產(chǎn)線，電站在窯頭冷卻機設了AQC余熱鍋爐，額定產(chǎn)汽量為20t/h，在窯尾設SP余熱鍋爐，額定產(chǎn)汽量為26t/h，汽輪機額定功率為6MW，進汽壓力為1.27MPa，汽輪機轉速為3000r/min，發(fā)電機為6MW，輸出電壓為6.3kV。 

　　四、需注意的問題 

　　4.1.余熱鍋爐的啟動：首先水泥窯點火到投料需要較長時間，窯尾SP鍋爐可以充分利用水泥窯升溫時間，同時對窯尾SP爐進行預熱升溫，鍋爐蒸發(fā)器換熱面積較大，水容積大，啟動時汽包水位應控制在最低位（汽包叫水位閥能叫出水來就行），水泥窯與SP鍋爐都是冷態(tài)時，可以全開SP爐進出口風閥，全關旁路閥門。啟動時為了保護省煤器，鍋爐設了省煤器再循環(huán)閥，其次窯尾SP鍋爐與電站控制室距離較遠，開關再循環(huán)閥較麻煩。啟爐時汽包壓力在0.3～0.4MPa采用小流量對鍋爐上水1～2t/h左右，既保護省煤器，也減少給水管道水損傷。 

　　4.2.汽機啟動：我公司汽機控制采用Woodward公司的505電液控制啟動及運行，冷態(tài)啟動時間控制在70分鐘左右，在開機過程中鍋爐蒸汽溫度、壓力很難控制，很容易造成鍋爐超壓運行，在保證蒸汽溫度前提下，盡可能減少產(chǎn)汽量（減少汽水損失），采用煙氣側調節(jié)，根據(jù)汽壓大小逐漸開啟旁通閥，待發(fā)電機并網(wǎng)運行后，按每分鐘100W的速度逐漸增加負荷，根據(jù)汽壓逐漸關小旁通閥（不宜過快），隨著蒸發(fā)量的加大，蒸發(fā)器的流水混合物增加，容易造成汽包滿水位，此時鍋爐水量遠遠小于產(chǎn)汽量，易造成除氧器水箱滿水，又因我公司采用的除氧器為真空除氧，一旦滿水，放水閥無法出水，只有停止真空除氧泵，但會影響真空度，所以在爐子升溫過程中真空除氧器采取低水位運行，以免滿水。 

　　4.3.窯尾SP鍋爐蒸汽帶汽輪機發(fā)電，此時隨著水泥窯提產(chǎn)，窯頭冷卻機逐漸有熟料而溫度上升，此時慢慢啟動窯頭AQC鍋爐，并一起與蒸汽管道升溫，待蒸汽升至與母管壓力一致時，手動打開隔離閥并汽。電站運行時，由于水泥窯出熟料量有一定的波動量，導致窯頭AQC爐進口廢氣溫度波動很大，產(chǎn)生的蒸汽壓力、溫度變化也很大，造成汽輪機汽缸膨脹不均勻，會引起汽機振動，為了避免窯頭鍋爐產(chǎn)汽溫度波動較大，特別在三次風管塌料時冷卻機風溫急升時，采用窯頭冷風閥進行摻冷風，降低廢氣溫度，能起到明顯降低AQC蒸汽溫度的效果，從而穩(wěn)定了汽機汽缸膨脹量在允許范圍內，不會引起汽機振動。