冷端智能運維系統(tǒng)：水泥余熱發(fā)電增效的新階梯

為尋覓可持續(xù)發(fā)展的未來，中國水泥行業(yè)從曾經(jīng)的重污染工業(yè)不斷摸索，優(yōu)勝劣汰，脫胎換骨，一步步邁向了節(jié)能環(huán)保的發(fā)展道路。余熱發(fā)電技術(shù)則是水泥行業(yè)面向綠色發(fā)展道路上歷史性的一步。十余年來，中國水泥窯余熱利用技術(shù)經(jīng)過飛速發(fā)展，如今已非常成熟，位列國際先進水平，但水泥企業(yè)對于新科技的探索和管理的精準是永無止境的，即使技術(shù)成熟，其中仍有些許不足需要去完善。

水泥余熱發(fā)電技術(shù)是利用水泥生產(chǎn)過程中窯頭窯尾排放的廢氣余熱進行回收利用，通過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽帶動汽輪發(fā)電機發(fā)電的技術(shù)，其主要分為幾大系統(tǒng)。一是余熱鍋爐鍋爐，作用是利用廢氣余熱生產(chǎn)蒸汽；二是汽輪機，由余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進行驅(qū)動。三是發(fā)電機，即在汽輪機的驅(qū)動下產(chǎn)生電力。

目前而言，保持汽輪機系統(tǒng)的循環(huán)冷卻系統(tǒng)的高效運行是余熱發(fā)電技術(shù)的一大難點。循環(huán)冷卻系統(tǒng)的作用是冷卻凝汽器內(nèi)的蒸汽乏汽，保持汽輪機的真空度。一般而言，在設(shè)計的范圍值內(nèi)，汽輪機的真空度則越高，整個機組的運行效率也就越高。保持汽輪機維持在較好的真空度上是水泥余熱發(fā)電，甚至于所有電廠運行管理中非常重要的環(huán)節(jié)。

但是，水泥低溫余熱發(fā)電在水泥廠中屬于輔助車間，相較而言基礎(chǔ)環(huán)境較為惡劣，比如循環(huán)水質(zhì)硬度高，水泥灰塵進入水中導致大量的硅酸鹽反應物粘附在凝汽器管換熱管壁上等。除此之外，由于大量的水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)為水泥生產(chǎn)線建成后新建的設(shè)施，存在著一些先天運行條件不足的情況，運行過程中可能出現(xiàn)凝汽器換熱效率不足，真空嚴密性較差，冷卻塔換熱效率不達標等問題，都對水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)的高效運行帶來了副面的影響。

針對水泥行業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)運行過程中容易出現(xiàn)的問題，重慶環(huán)際低碳節(jié)能技術(shù)開發(fā)有限公司專門開發(fā)出冷端智能運維系統(tǒng)，取得了良好的應用效果。

據(jù)了解，冷端智能運維系統(tǒng)（簡稱CIMS）目前只運用于水泥行業(yè)余熱發(fā)電方面。一般而言，CIMS系統(tǒng)能為余熱發(fā)電系統(tǒng)增效5%~10%。以一臺9MW余熱發(fā)電機組為例，運用此系統(tǒng)，在同等條件下，每噸熟料發(fā)電量增加2~4度電，一年可以多發(fā)600萬度電，相當于300萬元的經(jīng)濟效益。

冷端智能運維系統(tǒng)的核心概念是圍繞設(shè)備及系統(tǒng)的運行管理推出一整套系統(tǒng)解決方案。例如，當此系統(tǒng)檢測發(fā)現(xiàn)了凝汽器換熱效率不足時，就要及時給凝汽器加入新裝置來強化換熱效率，并提高水量；當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)檢測發(fā)現(xiàn)真空系統(tǒng)運行不利時，就會調(diào)整相應的真空系統(tǒng)工作方式，使之達到相應的要求；當發(fā)現(xiàn)由于循環(huán)水質(zhì)惡劣超過國家標準時，系統(tǒng)會自動改變循環(huán)水的加藥配方及加藥量，并調(diào)整循環(huán)水補水及排污的運行方式；當氣溫降低時，自動調(diào)節(jié)循環(huán)水水量以節(jié)省運行電耗指標等。該系統(tǒng)包括了改造、監(jiān)測與運行等所有的環(huán)節(jié)。從原因入手，進行專業(yè)的評估，改造相應的設(shè)備，并維持良好的運行狀態(tài)，給客戶提供全面的解決方案，徹底解決冷端系統(tǒng)效率低下造成的機組運行效率不佳的問題。

目前，CIMS已經(jīng)創(chuàng)造了數(shù)起成功案例。獲得了非常顯著的效益，成功增加余熱發(fā)電量5%以上。若技術(shù)持續(xù)進行開發(fā)，系統(tǒng)運用，增效發(fā)電量至10%也可以輕松達成。

水泥余熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展至今，鍋爐傳熱技術(shù)和汽輪機研發(fā)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，進一步的提高的空間較小且成本較高，而目前冷門端系統(tǒng)的優(yōu)化和改善確能以相對較小的成本帶來巨大的收益。經(jīng)過官方考核和數(shù)據(jù)篩查，國內(nèi)三分之二的水泥企業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)存在應用CIMS系統(tǒng)的空間。

然而，目前對于大部分水泥廠來說缺少足夠的人力專門進行余熱發(fā)電冷端系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)評估及優(yōu)化，致使很多水泥廠忽視了余熱發(fā)電系統(tǒng)可能存在的巨大的提高空間，所以CIMS系統(tǒng)的推廣運用是尤為重要的，是國內(nèi)水泥余熱發(fā)電效率發(fā)展的革新階梯。