淺談純低溫余熱電站

　　隨著我國(guó)資源相對(duì)不足的矛盾日益突出，尋找新的資源或再生資源，以及合理綜合利用現(xiàn)有的寶貴資源確保經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的浙江省缺電現(xiàn)象在2003～2004年更為嚴(yán)重，直接影響了我公司的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)時(shí)天津水泥設(shè)計(jì)研究院對(duì)5000t/d生產(chǎn)線配套純余熱電站正處在研發(fā)階段，還沒(méi)有達(dá)到現(xiàn)在的成熟階段。在此狀況下公司大膽地利用水泥窯的廢氣建設(shè)了國(guó)內(nèi)第一條5000t/d五級(jí)預(yù)熱器水泥生產(chǎn)線純低溫余熱電站，通過(guò)近一年的建設(shè)，于2005年7月26日順利投產(chǎn)，一直正常運(yùn)行至今，以下闡述建設(shè)心得以供同行借鑒。 

　　一、環(huán)境保護(hù)更有利地得到保證 

　　利用水泥窯窯頭熟料冷卻機(jī)及窯尾預(yù)熱器廢氣余熱通過(guò)余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽發(fā)電，在提高整體熱利用率的同時(shí)較大地減輕了對(duì)周圍環(huán)境的熱污染。同時(shí)由于鍋爐熱源系統(tǒng)對(duì)廢氣中所含的粉塵具有較好的沉降作用和廢氣溫度有力降低，減少對(duì)廢氣進(jìn)電收塵器前的降溫噴水量，使窯頭、窯尾電收塵的除塵效率得到了提高并減少了粉塵的排放，使周圍的環(huán)境得到進(jìn)一步的改善。由于利用了廢氣余熱，使原先排入大氣的廢氣溫度降低，減少了對(duì)大氣的熱污染。 

　　二、公司用電電源質(zhì)量提高 

　　我公司的用電由安徽皖浙377線35kV供電，線路長(zhǎng)有25kM，最高負(fù)荷（有功功率）為19000KW，最大電力設(shè)備為磨主電機(jī)3550kW，其起動(dòng)時(shí)瞬間投電站前壓降了0.6kV（6kV側(cè)），目前只減少了0.28kV，而且時(shí)間較為原先的一半，而且起動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)無(wú)功功率，正常運(yùn)行時(shí)總降變電站多個(gè)渠道來(lái)調(diào)節(jié)功率因數(shù)，大大地提高了公司內(nèi)電源質(zhì)量。 

　　三、公司提高了經(jīng)濟(jì)效益 

　　3.1.由于電站的建設(shè)投產(chǎn)，公司總負(fù)荷平均減少了5900kW（平均發(fā)電量為6280kWh），線路電流和主變壓器電流減少了100A（35kV側(cè)）左右，大大減少了線路的損耗和主變壓器的銅耗，一年估算為215.9×104kW。 

　　3.2.電站發(fā)電機(jī)出力平均為6300kW左右，一年供電量為4318.3×104kW。 

　　3.3.電站的投產(chǎn)對(duì)磨系統(tǒng)的烘干熱風(fēng)溫度有降低，相對(duì)產(chǎn)量在雨季和冬季時(shí)期有所減少，由于本公司生料磨為球磨機(jī)帶烘干倉(cāng)，需要250℃以上的廢氣溫度進(jìn)行烘干，但通過(guò)SP鍋爐后到磨頭烘干只有220℃左右，在雨季時(shí)期推算每噸生料多耗電為4～5℃，一般每年有三個(gè)月左右，合計(jì)多消耗為300×104kW。而燒成系統(tǒng)高溫風(fēng)機(jī)及窯頭排風(fēng)機(jī)的負(fù)荷均不受影響，煤耗根本不變。 

　　3.4.電站的投產(chǎn)主變壓器減容了6500kVA，減少基本電費(fèi)為每年156萬(wàn)人民幣。 

　　3.5.電站維修費(fèi)用為15萬(wàn)元左右，電站工資每年為26萬(wàn)元，小計(jì)41萬(wàn)元。 

　　綜合上述每年可少購(gòu)電量為4234.2×104kW，平均電價(jià)為0.55元計(jì)2328.81萬(wàn)元，減少基本電費(fèi)156萬(wàn)元，合計(jì)可創(chuàng)每年為2443.81萬(wàn)元。 

　　以上的結(jié)果關(guān)健在于公司電站運(yùn)行得到合理的控制，現(xiàn)介紹一下控制方面的要點(diǎn)內(nèi)容。 

　　本公司5000t/d熟料生產(chǎn)線，電站在窯頭冷卻機(jī)設(shè)了AQC余熱鍋爐，額定產(chǎn)汽量為20t/h，在窯尾設(shè)SP余熱鍋爐，額定產(chǎn)汽量為26t/h，汽輪機(jī)額定功率為6MW，進(jìn)汽壓力為1.27MPa，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速為3000r/min，發(fā)電機(jī)為6MW，輸出電壓為6.3kV。 

　　四、需注意的問(wèn)題 

　　4.1.余熱鍋爐的啟動(dòng)：首先水泥窯點(diǎn)火到投料需要較長(zhǎng)時(shí)間，窯尾SP鍋爐可以充分利用水泥窯升溫時(shí)間，同時(shí)對(duì)窯尾SP爐進(jìn)行預(yù)熱升溫，鍋爐蒸發(fā)器換熱面積較大，水容積大，啟動(dòng)時(shí)汽包水位應(yīng)控制在最低位（汽包叫水位閥能叫出水來(lái)就行），水泥窯與SP鍋爐都是冷態(tài)時(shí)，可以全開SP爐進(jìn)出口風(fēng)閥，全關(guān)旁路閥門。啟動(dòng)時(shí)為了保護(hù)省煤器，鍋爐設(shè)了省煤器再循環(huán)閥，其次窯尾SP鍋爐與電站控制室距離較遠(yuǎn)，開關(guān)再循環(huán)閥較麻煩。啟爐時(shí)汽包壓力在0.3～0.4MPa采用小流量對(duì)鍋爐上水1～2t/h左右，既保護(hù)省煤器，也減少給水管道水損傷。 

　　4.2.汽機(jī)啟動(dòng)：我公司汽機(jī)控制采用Woodward公司的505電液控制啟動(dòng)及運(yùn)行，冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)間控制在70分鐘左右，在開機(jī)過(guò)程中鍋爐蒸汽溫度、壓力很難控制，很容易造成鍋爐超壓運(yùn)行，在保證蒸汽溫度前提下，盡可能減少產(chǎn)汽量（減少汽水損失），采用煙氣側(cè)調(diào)節(jié)，根據(jù)汽壓大小逐漸開啟旁通閥，待發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行后，按每分鐘100W的速度逐漸增加負(fù)荷，根據(jù)汽壓逐漸關(guān)小旁通閥（不宜過(guò)快），隨著蒸發(fā)量的加大，蒸發(fā)器的流水混合物增加，容易造成汽包滿水位，此時(shí)鍋爐水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于產(chǎn)汽量，易造成除氧器水箱滿水，又因我公司采用的除氧器為真空除氧，一旦滿水，放水閥無(wú)法出水，只有停止真空除氧泵，但會(huì)影響真空度，所以在爐子升溫過(guò)程中真空除氧器采取低水位運(yùn)行，以免滿水。 

　　4.3.窯尾SP鍋爐蒸汽帶汽輪機(jī)發(fā)電，此時(shí)隨著水泥窯提產(chǎn)，窯頭冷卻機(jī)逐漸有熟料而溫度上升，此時(shí)慢慢啟動(dòng)窯頭AQC鍋爐，并一起與蒸汽管道升溫，待蒸汽升至與母管壓力一致時(shí)，手動(dòng)打開隔離閥并汽。電站運(yùn)行時(shí)，由于水泥窯出熟料量有一定的波動(dòng)量，導(dǎo)致窯頭AQC爐進(jìn)口廢氣溫度波動(dòng)很大，產(chǎn)生的蒸汽壓力、溫度變化也很大，造成汽輪機(jī)汽缸膨脹不均勻，會(huì)引起汽機(jī)振動(dòng)，為了避免窯頭鍋爐產(chǎn)汽溫度波動(dòng)較大，特別在三次風(fēng)管塌料時(shí)冷卻機(jī)風(fēng)溫急升時(shí)，采用窯頭冷風(fēng)閥進(jìn)行摻冷風(fēng)，降低廢氣溫度，能起到明顯降低AQC蒸汽溫度的效果，從而穩(wěn)定了汽機(jī)汽缸膨脹量在允許范圍內(nèi)，不會(huì)引起汽機(jī)振動(dòng)。