水泥窑纯低温余热发电的若干问题

随着我国经济与科技的快速发展，新型干法水泥窖纯低温余热技术已经在水泥工业中广泛的得到了应用。水泥窖纯低温余热技术就是通过将在水泥煅烧过程中产生的废物余热转化成电能之后，再重新运用于水泥生产的技术。该技术的出现大大的提高了能源的利用效率，有效地降低了水泥生产的能耗，对于水泥企业的发展有着非常重要的作用。但是，水泥窖纯低温余热技术还不成熟，仍然存在一些问题。本文就水泥窖纯低温余热发电的若干问题展开讨论，为纯低温余热技术的研究发展以及推广应用提供有力的参考依据。

近年来，我国的水泥工业在快速的发展，水泥熟料生产技术也在不断地更新，为水泥生产提供了非常有力的手段。对于水泥生产而言，现在很多企业都引入了10000t/d、6000t/d、5000t/d、2500t/d等四条新型的干法水泥熟料生产线，通过对窖头熟料冷却热量以及对窖尾排出的废气余热进行发电利用，有效地增大了能源的利用率，降低企业投入成本。但是水泥窖纯低温余热发电技术仍然存在一些问题，这在一定程度上制约了企业的发展。下面我们对该技术中存在的若干问题展开研究，为该技术的研究发展、推广应用提供可靠的参考依据。

1现有汽轮机与主蒸汽参数存在不配套问题

当下，在工业企业中大部分都引入了10000t/d、6000t/d、5000t/d、2500t/d等四条新型的水泥生产线，这四条生产线均采用四级窖尾预热器，其废气的温度都在360℃～420℃范围内，具有较高的温度，这也就使得主蒸汽参数的选择空间较大，也为选用标准汽轮机组提供了非常有利的条件。而对于五级或六级的窖尾预热器而言，其废气的温度在280℃～350℃范围内，由于在水泥生产的过程中，其产生的蒸汽压、发电能力以及相应温度都较低，使得废气余热的利用有很大的难度，这也就说明国内现有的汽轮机存在主蒸汽参数不配套的问题。

2热力系统存在问题

在上述4条生产线中，都采用了SP炉、AQC炉水系统的串联方式，不仅仅是其水系统采用串联的方式，其蒸汽系统采用的也是串联方式，这也就使得整个热力系统存在以下问题：

1)SP炉、AQC炉都是对窖尾废气进行利用，在系统运行的过程中，一旦其参数出现波动，这两台炉就会相互影响，其运行调整也就变得十分困难;

2)由于该热力系统采用的是串联方式，这也就使得AQC炉在出现故障时，在系统中设定的安全系统就会启动，使整个系统停止运行，同时，也会使得SP炉汽包对SP锅炉直接进行冷水补给，这对SP锅炉的安全运行以及使用寿命都会产生非常大的副作用;

3)对于200℃的废气余热的回收而言，其一般采用AQC炉在其主蒸汽段排出的废气低于200℃的低温废气设置生产热水段在150℃～180℃范围内，将该段热水进行分级，对其进行闪蒸扩容处理，分出不同压力的蒸汽，并将其补充到汽轮机中去的方式进行余热回收。通过其机理可以看出，该种余热回收方式对于汽轮机的要求非常高，而国内的汽轮机生产技术相对其要求而言还有一定的差距。同时，热力系统具有一定的复杂性，这也就使得对其执行器与调节阀的要求非常高，使得串联系统分级调整难度比较大。

3对低于200℃的低温废气余热利用存在问题

在生产系统中，为了有效地提高对于废气余热的利用率，增大热力循环系统的运行效率，其一般选取较高的主蒸汽参数。通常来讲，主蒸汽压力为1.0MPa时，其饱和温度为183℃，由于其中存在换热温差，这也就使得废气在完成蒸汽过程后，其最低温度也在185℃以上;而当主蒸汽压力为1.6MPa时，其饱和温度是203℃，在完成蒸汽工作后，废气的最低温度高于205℃。通过分析可以得出，主蒸汽压力增大，在生产主蒸汽之后，其废气的温度也就越高。在水泥的生产过程中，根据要求可以看出，SP炉的排出废气温度要在200℃左右，现用的SP炉满足此方面的要求。而从AQC炉方面来说，通过其冷却机的废气都是干燥的含尘空气，其锅炉面没有低温腐蚀的问题存在，同时也不能够对通过冷却机的废气余热进行再利用。由此可以看出，要想使得废气余热的利用率最大化，就要使得从AQC炉排出的废气温度最低化。通过上文可以看出，我国对于废气余热回收仅能够达到185℃，这也就存在了废气余热利用不充分以及能量浪费的问题。

4汽轮机组的问题

对于废气余热进行发电利用而言，由于废气本身的温度较低，其余热量较大，为了使得将废气余热的利用率达到最大化，就要求汽轮机组能够同时将2～3个具有不同压力等级的蒸汽通入汽轮机。但是，目前国产汽轮机组在这方面还存在缺陷，其问题主要有：首先汽轮机低压进汽口没有对调节配汽等机构进行充分的考虑，这也就使得其补汽的过程具有一定的难度，不能够满足因水泥窖产生波动而使得补汽量以及补汽参数产生变化的要求。其次是没有对汽轮机低压进气口的通流结构进行相应的调整，仍然在汽轮机组中采用标准的通流结构。再其次是低压进气阀与主蒸汽进气阀之间的保护、联锁、调节、控制关系没有按照实际情况进行调节，这也就使得其生产安全性得不到保障。最后是在汽轮机运行的过程中没有将低压蒸汽进入汽轮机而使其尾叶沾染一定水分造成腐蚀等情况考虑在内，也没有设立相应的除湿措施。在余热回收系统中，汽轮机组的问题是其对于发电能力差距以及200℃以下的废气不能进行充分利用的主要因素之一。

5 电站系统与水泥生产系统的协调配合存在问题

在水泥生产企业一般都建设有相应的余热电站，而为了使得资源的利用充分，就需要将水泥生产系统与电站系统进行协调配合。但是，目前我国的水泥生产企业在两者之间的协调配合方面存在一些问题。在水泥厂中，对于已经投入生产的余热电站而言，因为电站的运行与水泥生产的特点具有很大的差异，这也就使得在对其进行管理时，将其分为两套独立运行的系统，都由专业的人员对其进行管理。而在余热锅炉系统的运行过程中，其投入与解出都需要与窑的运行参数相配合，这也就使得窑的管理流程增加，使得两者之间在运行过程中产生一定的矛盾。

6 结论

本文通过对水泥窑纯低温余热发电的若干问题进行分析，为纯低温余热发电技术的发展提供可靠的科学依据，促进水泥工业的发展。