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水泥窯純低溫余熱發(fā)電的若干問(wèn)題
摘 要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技的快速發(fā)展，新型干法水泥窖純低溫余熱技術(shù)已經(jīng)在水泥工業(yè)中廣泛的得到了應(yīng)用。水泥窖純低溫余熱技術(shù)就是通過(guò)將在水泥煅燒過(guò)程中產(chǎn)生的廢物余熱轉(zhuǎn)化成電能之后，再重新運(yùn)用于水泥生產(chǎn)的技術(shù)。該技術(shù)的出現(xiàn)大大的提高了能源的利用效率，有效地降低了水泥生產(chǎn)的能耗，對(duì)于水泥企業(yè)的發(fā)展有著非常重要的作用。但是，水泥窖純低溫余熱技術(shù)還不成熟，仍然存在一些問(wèn)題。本文就水泥窖純低溫余熱發(fā)電的若干問(wèn)題展開(kāi)討論，為純低溫余熱技術(shù)的研究發(fā)展以及推廣應(yīng)用提供有力的參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞 低溫；余熱發(fā)電；問(wèn)題
中圖分類號(hào)TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）100-0098-02
近年來(lái)，我國(guó)的水泥工業(yè)在快速的發(fā)展，水泥熟料生產(chǎn)技術(shù)也在不斷地更新，為水泥生產(chǎn)提供了非常有力的手段。對(duì)于水泥生產(chǎn)而言，現(xiàn)在很多企業(yè)都引入了10000t/d、6000t/d、5000t/d、2500t/d等四條新型的干法水泥熟料生產(chǎn)線，通過(guò)對(duì)窖頭熟料冷卻熱量以及對(duì)窖尾排出的廢氣余熱進(jìn)行發(fā)電利用，有效地增大了能源的利用率，降低企業(yè)投入成本。但是水泥窖純低溫余熱發(fā)電技術(shù)仍然存在一些問(wèn)題，這在一定程度上制約了企業(yè)的發(fā)展。下面我們對(duì)該技術(shù)中存在的若干問(wèn)題展開(kāi)研究，為該技術(shù)的研究發(fā)展、推廣應(yīng)用提供可靠的參考依據(jù)。
1現(xiàn)有汽輪機(jī)與主蒸汽參數(shù)存在不配套問(wèn)題
當(dāng)下，在工業(yè)企業(yè)中大部分都引入了10000t/d、6000t/d、5000t/d、2500t/d等四條新型的水泥生產(chǎn)線，這四條生產(chǎn)線均采用四級(jí)窖尾預(yù)熱器，其廢氣的溫度都在360℃～420℃范圍內(nèi)，具有較高的溫度，這也就使得主蒸汽參數(shù)的選擇空間較大，也為選用標(biāo)準(zhǔn)汽輪機(jī)組提供了非常有利的條件。而對(duì)于五級(jí)或六級(jí)的窖尾預(yù)熱器而言，其廢氣的溫度在280℃～350℃范圍內(nèi)，由于在水泥生產(chǎn)的過(guò)程中，其產(chǎn)生的蒸汽壓、發(fā)電能力以及相應(yīng)溫度都較低，使得廢氣余熱的利用有很大的難度，這也就說(shuō)明國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的汽輪機(jī)存在主蒸汽參數(shù)不配套的問(wèn)題。
2熱力系統(tǒng)存在問(wèn)題
在上述4條生產(chǎn)線中，都采用了SP爐、AQC爐水系統(tǒng)的串聯(lián)方式，不僅僅是其水系統(tǒng)采用串聯(lián)的方式，其蒸汽系統(tǒng)采用的也是串聯(lián)方式，這也就使得整個(gè)熱力系統(tǒng)存在以下問(wèn)題：
1）SP爐、AQC爐都是對(duì)窖尾廢氣進(jìn)行利用，在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，一旦其參數(shù)出現(xiàn)波動(dòng)，這兩臺(tái)爐就會(huì)相互影響，其運(yùn)行調(diào)整也就變得十分困難；
2）由于該熱力系統(tǒng)采用的是串聯(lián)方式，這也就使得AQC爐在出現(xiàn)故障時(shí)，在系統(tǒng)中設(shè)定的安全系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)，使整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行，同時(shí)，也會(huì)使得SP爐汽包對(duì)SP鍋爐直接進(jìn)行冷水補(bǔ)給，這對(duì)SP鍋爐的安全運(yùn)行以及使用壽命都會(huì)產(chǎn)生非常大的副作用；
3）對(duì)于200℃的廢氣余熱的回收而言，其一般采用AQC爐在其主蒸汽段排出的廢氣低于200℃的低溫廢氣設(shè)置生產(chǎn)熱水段在150℃～180℃范圍內(nèi)，將該段熱水進(jìn)行分級(jí)，對(duì)其進(jìn)行閃蒸擴(kuò)容處理，分出不同壓力的蒸汽，并將其補(bǔ)充到汽輪機(jī)中去的方式進(jìn)行余熱回收。通過(guò)其機(jī)理可以看出，該種余熱回收方式對(duì)于汽輪機(jī)的要求非常高，而國(guó)內(nèi)的汽輪機(jī)生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)其要求而言還有一定的差距。同時(shí)，熱力系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性，這也就使得對(duì)其執(zhí)行器與調(diào)節(jié)閥的要求非常高，使得串聯(lián)系統(tǒng)分級(jí)調(diào)整難度比較大。
3對(duì)低于200℃的低溫廢氣余熱利用存在問(wèn)題
在生產(chǎn)系統(tǒng)中，為了有效地提高對(duì)于廢氣余熱的利用率，增大熱力循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，其一般選取較高的主蒸汽參數(shù)。通常來(lái)講，主蒸汽壓力為1.0MPa時(shí)，其飽和溫度為183℃，由于其中存在換熱溫差，這也就使得廢氣在完成蒸汽過(guò)程后，其最低溫度也在185℃以上；而當(dāng)主蒸汽壓力為1.6MPa時(shí)，其飽和溫度是203℃，在完成蒸汽工作后，廢氣的最低溫度高于205℃。通過(guò)分析可以得出，主蒸汽壓力增大，在生產(chǎn)主蒸汽之后，其廢氣的溫度也就越高。在水泥的生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)要求可以看出，SP爐的排出廢氣溫度要在200℃左右，現(xiàn)用的SP爐滿足此方面的要求。而從AQC爐方面來(lái)說(shuō)，通過(guò)其冷卻機(jī)的廢氣都是干燥的含塵空氣，其鍋爐面沒(méi)有低溫腐蝕的問(wèn)題存在，同時(shí)也不能夠?qū)νㄟ^(guò)冷卻機(jī)的廢氣余熱進(jìn)行再利用。由此可以看出，要想使得廢氣余熱的利用率最大化，就要使得從AQC爐排出的廢氣溫度最低化。通過(guò)上文可以看出，我國(guó)對(duì)于廢氣余熱回收僅能夠達(dá)到185℃，這也就存在了廢氣余熱利用不充分以及能量浪費(fèi)的問(wèn)題。
4汽輪機(jī)組的問(wèn)題
對(duì)于廢氣余熱進(jìn)行發(fā)電利用而言，由于廢氣本身的溫度較低，其余熱量較大，為了使得將廢氣余熱的利用率達(dá)到最大化，就要求汽輪機(jī)組能夠同時(shí)將2～3個(gè)具有不同壓力等級(jí)的蒸汽通入汽輪機(jī)。但是，目前國(guó)產(chǎn)汽輪機(jī)組在這方面還存在缺陷，其問(wèn)題主要有：首先汽輪機(jī)低壓進(jìn)汽口沒(méi)有對(duì)調(diào)節(jié)配汽等機(jī)構(gòu)進(jìn)行充分的考慮，這也就使得其補(bǔ)汽的過(guò)程具有一定的難度，不能夠滿足因水泥窖產(chǎn)生波動(dòng)而使得補(bǔ)汽量以及補(bǔ)汽參數(shù)產(chǎn)生變化的要求。其次是沒(méi)有對(duì)汽輪機(jī)低壓進(jìn)氣口的通流結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，仍然在汽輪機(jī)組中采用標(biāo)準(zhǔn)的通流結(jié)構(gòu)。再其次是低壓進(jìn)氣閥與主蒸汽進(jìn)氣閥之間的保護(hù)、聯(lián)鎖、調(diào)節(jié)、控制關(guān)系沒(méi)有按照實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，這也就使得其生產(chǎn)安全性得不到保障。最后是在汽輪機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中沒(méi)有將低壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)而使其尾葉沾染一定水分造成腐蝕等情況考慮在內(nèi)，也沒(méi)有設(shè)立相應(yīng)的除濕措施。在余熱回收系統(tǒng)中，汽輪機(jī)組的問(wèn)題是其對(duì)于發(fā)電能力差距以及200℃以下的廢氣不能進(jìn)行充分利用的主要因素之一。
5 電站系統(tǒng)與水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合存在問(wèn)題
在水泥生產(chǎn)企業(yè)一般都建設(shè)有相應(yīng)的余熱電站，而為了使得資源的利用充分，就需要將水泥生產(chǎn)系統(tǒng)與電站系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)配合。但是，目前我國(guó)的水泥生產(chǎn)企業(yè)在兩者之間的協(xié)調(diào)配合方面存在一些問(wèn)題。在水泥廠中，對(duì)于已經(jīng)投入生產(chǎn)的余熱電站而言，因?yàn)殡娬镜倪\(yùn)行與水泥生產(chǎn)的特點(diǎn)具有很大的差異，這也就使得在對(duì)其進(jìn)行管理時(shí)，將其分為兩套獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，都由專業(yè)的人員對(duì)其進(jìn)行管理。而在余熱鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，其投入與解出都需要與窯的運(yùn)行參數(shù)相配合，這也就使得窯的管理流程增加，使得兩者之間在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生一定的矛盾。
6 結(jié)論
本文通過(guò)對(duì)水泥窯純低溫余熱發(fā)電的若干問(wèn)題進(jìn)行分析，為純低溫余熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展提供可靠的科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)水泥工業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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