??? 摘要:
??? 江西水泥廠#3窯低溫余熱發電工程于1999年4月底開始并網發電。本文就該廠低溫余熱發電工程的設計作一介紹。
??? 4 運行操作情況
??? 本工程于1998年4并網成功,1998年8月上旬完成負荷試車考核并轉入試生產。負荷試車考核期間的運行數據見表2，試生產其間的運行數據見表3。由于系統設計采用的溫度、壓力都較低，且主機設備成熟可靠,工藝流程簡單,易操作,運行較可靠,故很少發生故障停機現象。該余熱發電系統啟停簡單、快速，調節靈敏，對窯系統工況變化的適應性較強，窯點火生產正常后就可啟動余熱發電系統。按鍋爐預定的升溫升壓曲線調節進窯尾鍋爐煙氣量。當主蒸汽溫度和壓力達到要求值后即開始暖管和汽輪機暖機、沖轉等。當發電機的轉速達到額定轉速后即可并網，升負荷。當篦冷機煙氣溫度達到設計值后即可啟動窯頭鍋爐，由窯頭汽包向窯尾鍋爐汽包送汽，使發電機組負荷提高。正常情況下，操作人員主要監控汽包水位、冷凝器熱井水位，除非有超載的情況，一般不需要調節煙氣流量。汽輪機設有前壓調節裝置，能隨工況的變化及時調整負荷，實現多產汽多發電。
??? 表2 余熱發電系統負荷試車考核運行數據
??? 時間1999-08-06~07 21∶23
??? 窯尾鍋爐 進口溫度/℃ 476出口溫度/℃293
??? 窯頭鍋爐 進口溫度/℃223 出口溫度/℃90
??? 汽輪發電機發電功率/kW2787
??? 時間1999-08-06~07 22∶37
??? 窯尾鍋爐 進口溫度/℃446 出口溫度/℃283
??? 窯頭鍋爐 進口溫度/℃450 出口溫度/℃137
??? 汽輪發電機發電功率/kW2657
??? 時間1999-08-06~07 23∶21
??? 窯尾鍋爐 進口溫度/℃ 458出口溫度/℃290
??? 窯頭鍋爐 進口溫度/℃280 出口溫度/℃125
??? 汽輪發電機發電功率/kW2482
??? 時間1999-08-06~0700∶23
??? 窯尾鍋爐 進口溫度/℃ 462 出口溫度/℃ 291
??? 窯頭鍋爐 進口溫度/℃ 400 出口溫度/℃ 112
??? 汽輪發電機發電功率/kW? 2544
??? 時間1999-08-06~07 01∶37
??? 窯尾鍋爐 進口溫度/℃ 487 出口溫度/℃ 292
??? 窯頭鍋爐 進口溫度/℃ 460 出口溫度/℃ 114
??? 汽輪發電機發電功率/kW 2747
??? 時間1999-08-06~07 02∶12
??? 窯尾鍋爐 進口溫度/℃ 492 出口溫度/℃ 307
??? 窯頭鍋爐 進口溫度/℃ 500 出口溫度/℃ 101
??? 汽輪發電機發電功率/kW 2859
??? 時間1999-08-06~07 21∶23
??? 窯尾鍋爐 進口溫度/℃ 476 出口溫度/℃ 293
??? 窯頭鍋爐 進口溫度/℃ 223 出口溫度/℃ 90
??? 汽輪發電機發電功率/kW 2787
??? 時間1999-08-06~07 03∶45
??? 窯尾鍋爐 進口溫度/℃ 478 出口溫度/℃ 292
??? 窯頭鍋爐 進口溫度/℃ 600 出口溫度/℃ 98
??? 汽輪發電機發電功率/kW 2670
??? 時間1999-08-06~07 04∶48
??? 窯尾鍋爐 進口溫度/℃ 448 出口溫度/℃ 285
??? 窯頭鍋爐 進口溫度/℃ 380 出口溫度/℃ 116
??? 汽輪發電機發電功率/kW 2401
??? 時間1999-08-06~07 05∶33
??? 窯尾鍋爐 進口溫度/℃ 437 出口溫度/℃ 280
??? 窯頭鍋爐 進口溫度/℃ 500 出口溫度/℃ 110
??? 汽輪發電機發電功率/kW 2883
??? 時間1999-08-06~07 06∶14
??? 窯尾鍋爐 進口溫度/℃ 482 出口溫度/℃ 296
??? 窯頭鍋爐 進口溫度/℃ 300 出口溫度/℃ 98
??? 汽輪發電機發電功率/kW 2823
??? 時間1999-08-06~07 07∶26
??? 窯尾鍋爐 進口溫度/℃ 459 出口溫度/℃ 291
??? 窯頭鍋爐 進口溫度/℃ 360 出口溫度/℃ 89
??? 汽輪發電機發電功率/kW 2385
??? 時間1999-08-06~07 08∶36
??? 窯尾鍋爐 進口溫度/℃ 463 出口溫度/℃ 290
??? 窯頭鍋爐 進口溫度/℃???? 出口溫度/℃ 100
??? 汽輪發電機發電功率/kW 2625
??? 時間1999-08-06~07 09∶59
??? 窯尾鍋爐 進口溫度/℃ 461 出口溫度/℃ 289
??? 窯頭鍋爐 進口溫度/℃???? 出口溫度/℃ 107
??? 汽輪發電機發電功率/kW 2496
??? 注：
??? 窯頭鍋爐的廢氣通過量為總煙氣量的30%。
??? 表3余熱發電系統試生產車運行數據
??? 時間
??? 2000-07-13~14
??? 17∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃423出口溫度/℃282
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃195出口溫度/℃152
??? 汽輪發電機發電功率/kW1838
??? 18∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃481出口溫度/℃249
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃481出口溫度/℃149
??? 汽輪發電機發電功率/kW2345
??? 19∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃460出口溫度/℃248
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃460出口溫度/℃148
??? 汽輪發電機發電功率/kW2147
??? 20∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃311出口溫度/℃245
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃311出口溫度/℃145
??? 汽輪發電機發電功率/kW2237
??? 21∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃370出口溫度/℃258
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃370出口溫度/℃158
??? 汽輪發電機發電功率/kW2324
??? 22∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃368出口溫度/℃257
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃368出口溫度/℃157
??? 汽輪發電機發電功率/kW2228
??? 23∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃386出口溫度/℃225
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃386出口溫度/℃125
??? 汽輪發電機發電功率/kW2349
??? 00∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃422出口溫度/℃295
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃394出口溫度/℃147
??? 汽輪發電機發電功率/kW2147
??? 01∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃449出口溫度/℃300
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃508出口溫度/℃116
??? 汽輪發電機發電功率/kW2149
??? 02∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃423出口溫度/℃295
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃309出口溫度/℃160
??? 汽輪發電機發電功率/kW2126
??? 03∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃421出口溫度/℃294
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃327出口溫度/℃147
??? 汽輪發電機發電功率/kW1946
??? 04∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃425出口溫度/℃272
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃145出口溫度/℃145
??? 汽輪發電機發電功率/kW2043
??? 05∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃422出口溫度/℃294
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃307出口溫度/℃161
??? 汽輪發電機發電功率/kW2042
??? 06∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃423出口溫度/℃293
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃330出口溫度/℃157
??? 汽輪發電機發電功率/kW2047??
??? 07∶00
??? 窯尾鍋爐進口溫度/℃405出口溫度/℃288
??? 窯頭鍋爐進口溫度/℃350出口溫度/℃165
??? 汽輪發電機發電功率/kW2045
??? 注：
??? 1) 回轉窯14∶00開窯，15∶00并網發電。
??? 2) 窯頭煙氣溫度小于350℃時，窯頭鍋爐旁路閥可全關，煙乞溫度大于350℃時，只能部分通過窯頭鍋爐。窯尾鍋爐的啟停和入爐煙氣量的調節涉及到窯系統工況的波動和窯尾高溫風機電流的波動。窯尾鍋爐啟停操作時，原則上只要保持窯尾一級筒出口負壓、溫度不變，則鍋爐啟停和風量調節就不會影響窯系統的穩定。實現這一原則的重要手段是窯尾鍋爐進口風門、旁路風門及窯尾高溫風機風門三者的協調操作。前兩個風門操作設在余熱發電中控室，高溫風機風門操作設在窯系統控制室。發電中控室在啟停鍋爐和大幅度調節入爐煙氣量前須通知窯系統中控室，并且應視窯尾高溫風機電流變化情況緩慢操作，以便讓窯系統中控室適應沿程管路工況變化引起的出一級筒負壓及高溫風機電流的變化，及時調節高溫風機進口風門。高溫風機進口風門的控制目標是：在盡量維持一級筒出口負壓穩定的同時，兼顧高溫風機電流不超過額定值。
??? 窯頭鍋爐的啟停對工藝操作影響不大。但因窯頭余風溫度波動較大(180℃～500℃)，波動周期短，導致窯頭鍋爐的旁路調節閥頻繁動作。窯頭余風溫度正常時（250℃～350℃），窯頭鍋爐能正常出力，發電量可達2300kW左右。當窯頭溫度過高時，因汽化率太高、系統不穩定，導致窯頭汽包壓力過大。此外，由于窯尾的過熱能力不夠，當窯頭產汽量太大時,過熱蒸汽溫度下降,只能開啟旁路調節閥，以減少入窯頭鍋爐的煙氣量,保證系統穩定。為此，正在采取的措施有：
??? (1) 改善工藝操作，減少窯頭余風的溫度波動；
??? (2) 改進窯尾鍋爐汽包的汽水分離裝置，提高分離效率；
??? (3) 在可能的情況下增加窯尾鍋爐的過熱器換熱面積。
??? 目前的發電量（2300kW）為設計負荷的82％，系統年發電能力1623萬kWh，扣去自耗電，年供電量為1428萬kWh，噸熟料回收電力27.6 kWh,節能效果明顯。從目前運行的情況看，只要有效地解決好上述問題,該系統能達到設計發電量。
??? 5 低溫余熱發電的發展方向
??? 發展低溫余熱發電符合國家能源政策，減少溫室氣體排放有利于環境保護，應當在全國新型干法窯中大力推廣。其自身的技術進步方向主要有：
??? (1) 進行篦冷機廢氣循環改造,提高出篦冷機廢氣溫度,既可有效提高發電量,又可減少廢氣排放。根據日本川奇公司對寧國廠4000t/d窯系統推算,廢氣循環系統改造后,篦冷機排汽溫度由250℃提高到350℃，系統發電能力可由5000kW左右增加到6480kW,增幅約30%。
??? (2) 優化熱力系統參數，特別是采用多點混汽凝汽式汽輪機，以多級閃蒸技術充分利用廢氣余熱，同時提高汽輪機內效率，進一步提高單位熟料發電量。以適應新型干法窯廢氣排放溫度不斷降低的要求
??? 作者：孔學標 潘炯 殷東良 胡觀利
??? 來源：南京水泥工業設計研究院