篦冷机尾部废气对水泥窑余热发电的影响
水泥窑余热发电技术短期内很难有大的革新,但水泥企业对余热发电的管理还有一定的提升空间。篦冷机对余热发电的影响非常大,同时也是提升空间最大的潜力点。
在7月21日召开的"第八届余热利用国际峰会"上,南京凯盛开能环保能源有限公司副总经理侯宾才向大会做了报告,重点解读了我国水泥余热发电的发展方向以及提高余热发电途径,以下为报告内容。 ......
一、水泥余热发电的发展方向
1 作为余热电站,不可以增加生产线消耗来提高发电量。
增加煤耗(热耗)+增加发电效益能否提高水泥工厂综合效益,这个话题值得考虑。
很多设计单位、业主都有这样的想法,就是增加水泥熟料生产线的热耗,综合效益就能得到提高,或者增加了热耗,没有达到发电的效率,就增加煤耗的匹配;
根据我们的调查和了解,依据南京工业大学做过的相关实验,增加水泥熟料生产线的热耗即增加煤耗与增加发电量的比值是:多发一度电,需增加1.4kg的煤左右。这种靠增加热耗来进行发电,创造余热来发电,不利于整个发电系统、余热发电的科学发展。
如果说某个地方煤价很便宜,电价很高,且电力又很缺少,以上措施在短期来说可以得到一定的利用,但从长期发展来说这种做法是不可取的。在余热发电上,我们应利用一次热源,不能创造热源再进行发电。
2 不影响生产线的正常生产。
3 运行的稳定性,通过提高机组运转率,提高机组年发电量。
二、提高余热发电的途径
现在很多生产企业已经上马或者正打算上余热发电项目,如何提高余热发电的能力,余热发电的途径有哪些也成为业内关注的焦点问题之一。
我们对余热必须充分利用,但是前提是在不增加水泥熟料生产的热耗、不创造余热来发电的情况下。
提高余热发电的途径(一)
1采用我院专利窑头锅炉,较少烟风管道、外置式沉降室散热(每吨熟料发电可增加2kWh)。
我们的窑头锅炉采用沉降室与锅炉一体化,减少沉降室的散热。以去年我们在浙江的某个项目为例,一条2500t/d的水泥熟料生产线,起初的小时发电量是3000 kWh左右,更换了我们的专利窑头锅炉后,发电量3400kWh以上。汽轮机,窑头、循环水系统都不用变动,就是单纯的更换窑头锅炉,发电量提高了百分之十几。
2 加强窑尾预热器的保温,提高进入SP锅炉温度。
很多设计院为了设计的好看,在预热器的表面并没有进行保温,或者保温的效果很差,在这种情况下应该加强预热器的保温,余热资源是一定的,不能白白浪费。
曾经我们在某水泥企业做过实验,该厂一号线是一条1500t/d的水泥熟料生产线,2号线是新建项目,我们要求靠生产线把预热器的C1桶进行保温,保温以后锅炉进风温度明显提高,提高了余热发电量。
3 窑尾根据生料磨开启情况、季节变化,窑尾余热锅炉出口烟气温度可调。采用复合型的热力系统。
4 窑头锅炉系统余风再循环技术。
利用窑头烟囱出口的烟气,引致冷却风机下面,从而循环利用进入锅炉的烟气,在不影响熟料的冷却和质量的情况下,提高余热发电量。根据我们的研究显示,窑头锅炉系统利用余风再循环系统用法得当,可以提高5%-10%的余热发电量。尤其是在北方地区冬夏天气温度相差太大的情况下,利用这一技术可以减少环境对窑头篦冷机的影响,以提高发电量。
5 如利用窑胴体辐射热。以一条2500t/d水泥熟料生产线为例,利用窑胴体辐射热可增加发电量300kW,或者带2万平米的采暖面积。利用窑胴体的余热,一是用于发电,二是用于采暖,采暖效益较余热发电效果更好。
6 复合空冷技术。
像我国的内蒙古,山西等很多缺水的地区适于利用空冷的技术,对于余热发电来讲,复合空冷技术的装置比较小,耗损能力也不是很多,当水资源跟余热发电匹配的时候,可以采用空冷与蒸发相结合的方式,提高冬天和夏天的发电量。
提高余热发电的途径(二)
以下是从路径考虑或者是装备管理来考虑,如何提高余热发电量。
1 初参数的提高,汽轮机进汽温度提高10℃,发电量能提高约2.5%。受余热温度、汽水管道散热的影响,提高初始温度的话需加强锅炉、预热器的保温和密封。
2 汽轮机背压的降低,0.008MPa降低到0.006MPa,发电量提高4%。
3 背压受湿球温度、循环水量、循环水质、凝汽器换热面清洁度的影响;
我们曾经在亚东水泥做过实验,他们以前余热发电的装备采用日本GFE进口设备,后面跟我们合作,我们发现台式机采用日本的技术以后,即使汽轮机在利用三年之后,凝汽器系统无需清洗,锅炉连续排污损耗也较小,水质管理、水凝器的真空等方面的损耗都非常低,能源利用率和发电效率很高。日本GFE花很少的代价,就能把能源、余热、蒸汽全部转换为二次能源,这点值得学习。
4 汽轮机叶片的效率,汽轮机的整体效率提高。汽轮机的设计、制造、运营过程中要保持的很好,开行过程中汽轮机震动比较小,使整体效率包括蒸汽效率得到很大提高。
5 烟气取热方式、余热能级的梯级利用;
6 非汽水系统:有机工质循环。
余热利用这一块必须要做文章,设备管理、运行管理提供一些研究运用经验以供参考。余热发电虽然在我们国内利用率占70%-80%,目前已有的余热发电站的发电效果并不是特别理想,采用以上这些手段使余热发电量得到提高。
[Page]提高余热发电的途径(三)
1 热力系统优化,与主工艺最佳配合。余热发电配置应该与水泥生产线相匹配,余热发电必须和主工艺配合,水泥窑余热发电与余热发电站做到相互配合、相互衔接,才能提高余热发电量,
2 系统自动化程度的提高。在运行生产过程中,对余热发电量、运行成本进行控制。很多海外的项目,像印度、海德堡都要求无人值守,汽轮机、锅炉操作只需两人就可完成操作。运行过程中熟料的调整,风量的调整,余热资源的调整,都利用无人值守,提高自动化水平,最大化的提高余热发电量。在整个调整工艺中使得余热资源、废热指标都和电厂做到匹配,使余热利用最大化。
三、其他行业余热发电
(一)烧结余热特点如下:
1 烧结余热资源品位整体较低,低温部分所占比例较大
高温部分温度在300-450℃之间,这部分废气占整个废气量的30-40%。
2 废气温度波动较大
余热回收段废气温度最高能达到520℃,最低时只有280℃。
3 余热资源的连续性难以保证
与烧结生产工艺密切相关,在烧结生产过程中由于设备运行的不稳定性,短时间的停机现象很难避免。
烧结、环冷余热发电系统
(二)、铁合金矿热炉余热发电
(1)12500KVA 冶炼炉
排烟温度 350~450℃
烟气流量 ~14万m3/h,
(2)25000KVA 冶炼炉
排烟温度 450~550℃
烟气流量 ~26万m3/h
目前国内在运行中有余热利用价值的主要有以上两种炉型,根据国家最新政策,对于新建矿热炉容量基本要求达到30MVA及更高。
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