江西水泥廠低溫余熱發(fā)電工程設計方案（2）

4 運行操作情況
　　本工程于1998年4并網(wǎng)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(shù)據(jù)見表2，試生產其間的運行數(shù)據(jù)見表3。由于系統(tǒng)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(fā)生故障停機現(xiàn)象。該余熱發(fā)電系統(tǒng)啟停簡單、快速，調節(jié)靈敏，對窯系統(tǒng)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(fā)電系統(tǒng)。按鍋爐預定的升溫升壓曲線調節(jié)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(fā)電機的轉速達到額定轉速后即可并網(wǎng)，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(fā)電機組負荷提高。正常情況下，操作人員主要監(jiān)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(jié)煙氣流量。汽輪機設有前壓調節(jié)裝置，能隨工況的變化及時調整負荷，實現(xiàn)多產汽多發(fā)電。
表2 余熱發(fā)電系統(tǒng)負荷試車考核運行數(shù)據(jù)
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(fā)電機發(fā)電功率/kW　2787
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(fā)電機發(fā)電功率/kW　2657
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(fā)電機發(fā)電功率/kW　2482
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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電系統(tǒng)試生產車運行數(shù)據(jù)
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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)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(fā)電機發(fā)電功率/kW2045
注：
1) 回轉窯14∶00開窯，15∶00并網(wǎng)發(fā)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(jié)涉及到窯系統(tǒng)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(jié)就不會影響窯系統(tǒng)的穩(wěn)定。實現(xiàn)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(xié)調操作。前兩個風門操作設在余熱發(fā)電中控室，高溫風機風門操作設在窯系統(tǒng)控制室。發(fā)電中控室在啟停鍋爐和大幅度調節(jié)入爐煙氣量前須通知窯系統(tǒng)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(tǒng)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(jié)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(wěn)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(jié)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(fā)電量可達2300kW左右。當窯頭溫度過高時，因汽化率太高、系統(tǒng)不穩(wěn)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(jié)閥，以減少入窯頭鍋爐的煙氣量,保證系統(tǒng)穩(wěn)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(fā)電量（2300kW）為設計負荷的82％，系統(tǒng)年發(fā)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(jié)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(tǒng)能達到設計發(fā)電量。
　　5 低溫余熱發(fā)電的發(fā)展方向
　　發(fā)展低溫余熱發(fā)電符合國家能源政策，減少溫室氣體排放有利于環(huán)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(huán)改造,提高出篦冷機廢氣溫度,既可有效提高發(fā)電量,又可減少廢氣排放。根據(jù)日本川奇公司對寧國廠4000t/d窯系統(tǒng)推算,廢氣循環(huán)系統(tǒng)改造后,篦冷機排汽溫度由250℃提高到350℃，系統(tǒng)發(fā)電能力可由5000kW左右增加到6480kW,增幅約30%。
　　(2) 優(yōu)化熱力系統(tǒng)參數(shù)，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(fā)電量。以適應新型干法窯廢氣排放溫度不斷降低的要求。