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3 关于热力系统的优化
“余热发电”与“火力发电”相比,相同点都是发电。就发电系统来讲,余热发电没有太多的新东西,而且装备也要小得多,不会有太多的问题。
所不同的是,一个是“余热”、一个是“火力”,主要区别在热力系统的不同上。进一步讲就是热源的不同,“余热”这个热源与“火力”相比,品质要低得多,利用起来要复杂得多,这才是搞好余热发电的关键所在。
目前的水泥窑纯低温余热发电,热力系统采用较多的是:“双压系统”和“窑尾蒸汽到窑头进一步加热”的设计,应该说比以前优化了许多,也取得了明显的效果,但还有进一步优化的空间。主要是窑头余热的进一步细分,把短缺的优质余热分离出来,用于锅炉的关键部位,比如:
(1)在篦冷机篦上的二三段之间加隔墙,防止三段低温废气串入对二段中温废气的贫化;
(2)将余热发电在篦冷机上的取风口一分为二,实现高温废气与中温废气的分开使用,进一步提高锅炉的蒸发能力;
(3)在篦冷机的低温区增加一个取风口,作为煤磨用风的主风源,原有中温区的取风口仅作调节温度使用,把原来用于煤磨烘干的中温风让给发电;
(4)利用窑头排放的废气(还有100多℃)作为篦冷机一二段的冷却风源,抬高余热发电的取风温度,也减少了废气排放;
(5)进一步增加篦冷机一二段的料层厚度(必要时须对篦下风机进行提压改造),加强熟料中热量的集中释放,提高余热发电取风温度;
(6)如有必要,可以在三次风管内、或窑头罩内增设蒸发器;或直接取少量的三次风或二次风用于锅炉的蒸发段;或采用有利于综合利用的补燃措施。
4 窑操如何为余热发电创造条件
实际上,对于余热发电窑的操作,是既复杂又简单。
说复杂,是因为操作员被局限在既有的水泥窑和余热发电的工艺和装备上,如果对存在的问题不进行技术更新改造,他所能发挥的作用是有限的。
说简单,是因为余热发电要的无非是“供给锅炉足够稳定的温高量足的废气”,而满足这个条件的最佳措施,就是优化和稳定水泥窑的运行。
既然是水泥窑余热发电,余热发电就是以水泥窑废气余热为基础的发电,没有水泥窑的稳定运行就不可能有稳定的废气余热,稳定的余热发电也就无从谈起。
比如,喂料和喂煤的质和量的稳定与否,直接关系到能否“供给锅炉足够稳定的温高量足的废气”,它的波动必将导致锅炉温度的忽高忽低,严重时将导致发电系统时而排气运行、时而解列停运。相反,如果熟料系统生产稳定,锅炉与汽轮机的运行负荷就会稳定得多,发电系统就能发更多的电。
操作员的职责是在尽量降低水泥窑系统余热的情况下,充分将水泥窑余热用于发电,当然不是让水泥窑给发电系统去创造余热,不能因为为了给多发电创造条件而牺牲了水泥窑的稳定运行。否则,只能是为了多发电而牺牲了水泥窑、牺牲了水泥窑而导致了少发电,以多发电出发而以少发电告终。
比如,某生产线为了多发电,没有考虑自己原煤水分大、煤磨烘干能力不足的条件,盲目的将去煤磨的烘干用风改为发电用风,导致煤粉水分高达4%以上,窑内火焰黑火头变长,破坏了窑的原有热工制度,入篦冷机的熟料温度降低,不但影响了熟料的产质量、降低了余热发电的发电量,还导致了熟料电耗、煤耗的增加。
诚然,如果煤耗没有因多发电而增加,就应该努力多发;如果煤耗在多发电的同时还在减少,不仅说明余热潜力挖得对,更要反省余热的来源及如何降低,但这不影响在降低余热以前,还是应该把这部分浪费的余热尽最大可能的利用起来。除努力稳定水泥窑运行以外,操作员还可以考虑的措施有:
(1)在前述“热力系统的优化”6条措施改造前,通过操作优化也能部分完成;
(2)在前述“热力系统的优化”6条措施改造后,在操作上更有了优化空间和手段;
(3)及时跟踪和调整配料方案,控制合适的熟料结粒,优化发电供风;
(4)对余热发电来讲,更适合于高KH高SM配料方案,较高的烧成温度会产生
较大的余热,这也正是窑外分解窑的优点所在。事实已经证明,双高配料有利于熟料强度的提高,较高的熟料强度有利于节能降耗和综合利用;
(5)适当控制水泥窑冷却带长度,充分发挥篦冷机的作用,优化发电供风;
(6)调整篦冷机各室供风,在不影响水泥窑运行的情况下,优化发电供风;
(7)调整平衡篦冷机各段速度,优化各段料层厚度,优化发电风温;
(8)对于篦冷机的操作,还要在温度和热焓间作好平衡。热焓取决于废气的温度和风量,而加大风量又会导致温度的降低,只有在满足蒸发温度的情况下,追求最大的热焓供给,才能多发电。
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