1、實施技術改造 提高余熱發電量李會民 山東聯合王晁水泥有限公司 1、余熱發電系統運行情況我公司2500t/d熟料生產線配套了4.5MW純低溫余熱發電機組并于2011年7月并網發電，但投運以來的噸熟料發電量只有25kWh/t左右，小時平均發電量在28003200kWh/h，遠低于設計指標（3900kWh/h）。其主要原因一是窯頭AQC鍋爐入口溫度低且波動大（260-330）；二是ASH高溫過熱器積灰嚴重影響到主蒸汽的溫度；三是設備安裝存在的一些工藝隱患對系統的影響。2 技改措施2.1 AQC爐取風改造針對AQC爐入口溫度低、出力不足的狀況，我們對篦冷機AQC中溫取風管進行了技術改造。因細料區在篦冷

2、機的東側，廢氣溫度會比相反方向高；而原AQC中溫取風管道取風口在篦冷機西側，原取風管道風溫最高能達到280-320。設在篦冷機東側的煤磨熱風取風管道則在二樓平臺處直接接入，并安裝電動閥門來進行廢氣溫度和流量控制。本次改造中，我們對原煤磨取風管道進行擴容，即將管道直徑增加至2000mm，直接向上在三樓平臺接入AQC原中溫取風管道，其中在二樓平臺處方變圓管道直徑改為1500mm,并在二樓平臺與原管道連接前增加一電動閥門，用以控制廢氣流量。生產中根據入煤磨原煤的水分來決定此閥門的開度，用以提高入AQC的風溫，同時不影響煤磨的正常運轉。經過此次改造后，新增的取風管道風溫最高可達到450左右，與AQC原

3、取風管道混合后,使入窯頭AQC鍋爐溫度約提高5080，從而提高了AQC鍋爐的產汽量，在很大程度上提高了余熱發電量。改造后的AQC爐的取風管情況見圖1。圖1 改造后的AQC爐的取風管示意2.2 ASH過熱器積灰堵塞問題及其改造ASH過熱器積灰堵塞嚴重，導致主蒸汽溫度下降且波動比較大。檢修剛開窯時主蒸汽溫度會維持在很高的范圍，隨著時間的推移最多堅持23個月，過熱器積灰和內部管束堵塞嚴重使主蒸汽溫度逐漸下降，使汽輪發電機不能高效運行，必須對ASH過熱器進行技術改造。而造成ASH過熱器內部管束堵塞嚴重的主要原因是進口廢氣溫度過高，加上熟料中的鐵鋁等成分粘附在管束上所致。該線窯系統運轉正常時，廢氣溫度在

4、550-650有時可達到700。溫度越高，灰的粘性越大，就容易造成內部管束堵塞，以及局部管束的變形甚至磨損泄露。堵塞后主蒸汽溫度會逐漸下降，甚至出現嚴重偏低及由此帶來的一系列問題。解決ASH過熱器積灰及主蒸汽溫度低，我們采取了二方面的技術措施：一是放炮震動清灰；二是停窯技術改造。 放炮震動清灰的處理發現主蒸汽溫度低至300以下時，采用放炮震動清灰的處理辦法。具體操作是：把水中花煙花彈用特制工具伸進過熱器內部放炮震動進行除灰，每班放炮兩次、每次10個煙花彈。但因內部溫度很高（在650左右），煙花彈的爆炸沖擊波容易使過熱器內部管束造成外力損壞，同時崗位工危險系數增加，因此此法只是為了維持正常生產而

5、不得已用之。2.2.2 技術改造處理在中控操作上盡量控制進ASH高溫過熱器入口廢氣溫度在550以下（最高不得超過600以下）。但因ASH取風部位在篦冷機一段前端的高溫點，控制溫度在550以下有一定的難度，因此曾考慮在ASH高溫取風管道和原篦冷機西側AQC中溫取風管道用一根管道相連接，把中溫管道部分低溫風引至ASH高溫取風管道，以降低入ASH過熱器的風溫。但因這兩根取風管的壓差比較大，低溫煙風抽不過來，所以此方案不可取。ASH過熱器原為雙層結構，下層為膜式管錯排，上層為翅片管錯排，后利用停窯檢修的機會，我們對ASH高溫過熱器進行了技術改造。改造方案為：計算ASH過熱器內部管道的總換熱面積，在不影

6、響汽輪機安全運行前提下，保證飽和蒸汽過熱度不低于340，將過熱器上部螺旋翅片管整體拆除，只留下下部膜式壁管道，以增加過熱器的通風量、減少積灰，見圖2。本次改造是利用停窯機會實施，耗時10天就將過熱器上部螺旋翅片管全部拆除，將入口集箱重新移位與下部膜式壁管道焊接連通。改后窯點火運行，其主蒸汽溫度能穩定在320-360范圍內，保證了汽輪機發電系統始終在高效狀態下運行；同時由于拆除了ASH上部螺旋翅片管，通風阻力降低、通風良好，將過熱器出口閥門開度全開，相應增加了入AQC鍋爐入口煙氣的風溫和風量，提高了余熱發電量。圖2 ASH過熱器改造圖 根除方案整體改造更換的改造只是權宜之計，另此次技改運行后已經

7、發現有三根管束泄露，對此停窯進行了封堵處理，另檢查中還發現有的部位已經接近泄露邊緣。為了徹底避免或者減少ASH過熱器積灰現象，需對現有ASH過熱器進行整體改造更換。新制作過熱器時要注意重新設計過熱器內部結構，具體如下：第一，要適當加大受熱面管子的間距，且受熱面管子的排列方式由原先的錯排改為順排；第二，受熱面管子采用膜片管+少量螺旋翅片管（在煙溫較低的出口處）結成，以最大限度的降低過熱器積灰；第三，過熱器長寬尺寸可以不變，高度根據情況可適當加高，以增加換熱面積，保證主蒸汽溫度穩定在參數指標范圍內，為設備長期高效安全運轉打下堅實的基礎。3 篦冷機系統的改造3.1 篦冷機風機更換改造目前我公司噸熟料

8、發電量整體水平在2426kWh之間，對發電量影響程度最大的是窯頭AQC鍋爐進風的風量不夠、溫度偏低且波動較大。該生產線設計產量是2500t/d，配套的是第三代篦冷機。篦冷機篦床的有效面積61.2m2，生產能力25002700t/d，篦床面積負荷為44t/m2.d。由于目前該窯的產量達到2950t/d（超產18%左右），篦床面積負荷為48t/m2.d，因此出篦冷機熟料溫度高。若加厚熟料料層，相應的冷卻風機能量有所不足。為此，我們對篦冷機固定床冷卻風機及一、二、三、四室冷卻風機進行更換，將風機風壓風量進行提高；對窯頭排風機也進行了改造，即將原先250kW10級電機更換為400 kW8級電機，轉速升

9、高了約120r/min,風壓風量均有所提高。篦冷機風機改造前后操作運行參數見表1。冷卻風機全壓(Pa)風量(m3/h)功率(KW)額定電流（A）實測電流（A）改造前改造后改造前改造后改造前改造后改造前改造后實測電流5703A1005011000114002016055110102.6195.11245703B1005011000114002340055132102.6231.6140570775001005016800114005555102.5102.63857085600931021000184475590102.5140138570949006500330003800075132139.

10、719914257104400500033600350007590139.716691表1 篦冷機風機改造前后操作運行參數分析從表1可以看出，在正常運轉時有部分冷卻風機運行電流很低，遠遠低于電機的額定電流，這說明其出力不足。分析認為：一是由于篦冷機的料層過厚導致風量吹不透，熟料冷卻不好；二是有篦縫被熟料顆粒或澆注料堵塞，而造成上風不足風機電流偏低，熟料冷卻不好熱交換低。導致出篦冷機熟料溫度高于65+環境溫度（最高達200），從而造成入AQC鍋爐的煙氣量少、煙氣溫度偏低而影響發電量。 3.2 篦冷機清理和技改利用停窯時間對篦冷機內篦板篦縫進行全面的清理，保證篦板的良好通風；并根據篦冷機的熟料輸送

11、情況，在二段兩點位置安裝了8快高阻力篦板，以穩定料層、減少冷卻風短路帶來的負影響，盡可能的使風量穩定均勻。3.3 操作優化在上述措施的基礎上，又對篦冷機的操作進行了一些優化調整。首先，將原篦冷機入窯頭電收塵器余風管道上閥門開度由原來的30%改為全部關閉；將原先入AQC鍋爐管道閥門開度由以前的30%改為全部打開；后期改造在細料區新加的直徑1500mm取風管道閥門開度由60%改為全部打開；篦冷機廢氣排放靠篦冷機破碎機上部新增1400mm余風排放管道控制。其次，對篦冷機內熟料料層控制思路本著“一快二慢”的思路進行調整，盡量將高溫段的熟料冷卻往后移。因其AQC兩根取風口均在篦冷機的擋風墻后（即正好是一

12、段后二段前的位置），為此操作中：控制一段篦速在保證熟料料層不被冷風吹穿的前提下，盡可能將篦速放快，但要保證篦床油壓在可控安全的范圍內，控制篦床油壓小于12MPa；將二段篦速放慢，使熟料料層和冷卻風量的使用配合恰到好處，即操作上尋找一個平衡點，避免出現料層過厚、風量減少或料層稍薄、冷風量偏多現象，以使篦冷機冷卻效率得到充分發揮，從而提高入AQC鍋爐溫度。4 SP爐旁路閥積灰漏風及其處理窯尾SP鍋爐旁路閥安裝是水平布置方式在距離入SP鍋爐管道下方約2m處，因距離太高而使閥板里面積灰特別嚴重，每次停窯檢查閥板上面大概都有幾噸的料子。以前有過因動作閥板積灰而發生壓死高溫風機的事故，因此每次余熱電站每次

13、退爐都要先將積灰清除后方可動作閥板執行器。為了減少閥板的積灰，在閥板上開了兩個80mm的孔洞，這樣閥板積灰雖有減少，但漏風卻十分嚴重的，導致入生料磨的氣體溫度由正常時的214左右提高到224左右，而入SP爐溫度則有等量的降低。根據設計參數計算，入SP鍋爐溫度每降低1，其發電量將降低22kWh(這還沒有計算閥板漏風量對發電的影響)。為此，對此閥板可進行如圖3所示的技術改造。圖3 SP鍋爐旁路閥的改造方案示意經估算，此改造因需停窯10天左右的時間，因此目前我公司公司雖已做好的方案計劃和材料工具準備，但具體實施要等到下次窯系統大修時進行。5 結語（1）通過以上幾項技改方案的實施和篦冷機一些操作優化，余熱發電量有了很大的提高。改