關于水泥窯余熱發電站運營中常見問題的分析和對策

■周少宗 ■中材節能股份有限公司，天津市 300400

所謂水泥窯余熱發電技術，就是在新型干法水泥窯生產水泥的過程中，將水泥窯所產生的余熱通過一定的回收裝置進行回收然后加以利用。通過運用水泥窯余熱發電技術，不僅可以提高對于能源的利用率，而且可以對環境起到很好的保護作用，并且可以為企業獲取較高的經濟效益。

1 水泥窯余熱發電站運營中的問題

1.1 余熱鍋爐

一般情況下，水泥窯尾和窯頭分裝了兩臺余熱鍋爐。在鍋爐運行的時候，從C1口取出的煙氣通過窯尾鍋爐后一般都在200度左右，正常情況下這部分煙氣正好可用于水泥生料的烘干。但隨著雨季的到來和原料采挖地點的變換，生料的含濕量會發生較大的變化，這時候，為了滿足生料烘干的需要，窯操就會部分開啟旁路閥門，使大量熱量沒有通過窯尾鍋爐，大大減少了鍋爐蒸發量，從而減少了發電量。水泥窯頭鍋爐是利用水泥熟料篦冷機冷卻熟料的熱風進行換熱產生蒸汽進行發電，通過冷卻熟料產生的熱量一般有兩個用途，一大部分進入到鍋爐進行發電，一小部分進入到煤磨對煤粉進行烘干。在水泥廠配置了余熱電站后，窯操往往沒有對篦冷機下的鼓風機進行重新調整，使得這些熱量不能完全進入余熱鍋爐進行發電。煤磨取風系統也沒有進行有效的改造，往往和鍋爐產生爭風現象，影響了鍋爐的出力。

1.2 汽輪發電機

水泥余熱發電起步的時間比較晚，而且往往沒有得到企業的廣泛重視，有些企業管理人員跟本不了解汽機的真空問題。對于常見的汽輪機來說，排汽壓力為0.007MPa，溫度為38.℃左右。根據計算顯示，如果真空每降低0.001MPa，排氣問題就可以升高2.4℃，同時使得排汽焓也升高。

其危害有:(1)蒸汽的可用焓被降低，同時排汽溫度得到提升，那么就會導致機組熱效率顯著降低。(2)真空的降低可以使排汽溫度得以提高，同時導致各部件出現膨脹，甚至引起機組變形和中心偏移。(3)如果排汽的溫度太高，那么就可能導致凝汽器的銅管出現脹口松弛現象，導致其密封性降低。(4)真空降低有可能導致排汽的體積流量降低，不利于葉片進行正常工作，甚至使其產生脫流與漩渦現象。如果葉片始終受到強大的激振力，那么就可能使其過度震顫而遭到損壞。(5)循環水流量對于保障凝汽器的真空具有十分重要的作用。在機械運行的過程中，可以根據機組負荷以及環境參數來判斷該開啟多少循環水泵。對于很多電站而言，都將循環水泵調節到變頻控制狀態，進而實現控制循環水流量的目的。

1.3 循環水

有一部分余熱電站不會對循環水進行任何處理就直接投入使用，這樣就可以大大降低成本，但是極有可能造成各個凝汽管被腐蝕，最終影響其冷卻效率。如果這些銅管繼續使用，那么就可能出現泄露問題，必須進行停機檢修。

2 相關對策

只有通過與水泥窯操的配合使用才可以保障余熱發電生產工作的正常運行。如果水泥窯操需要調整參數，那么就要征得余熱發電站的允許與支持，然后由余熱水電站來確保系統的良好運作。余熱發電系統如果要調節風門，那么也要先提前告訴窯操，以便保證其做足充分的準備。通過上述兩個系統的完美結合，可以保證彼此的良好運行，并且獲取更多的經濟效益。

2.1 篦冷機操作

在進行孰料燃燒的過程中，必須借助于篦冷機來實現。可見，篦冷機是孰料冷卻與熱量回收的重要設備。某些操作可能對于熟料燒成沒有太大影響，但是對窯頭余熱鍋爐卻具有十分明顯的影響。某些時候，窯工藝雖然在正常范圍內運作，某些溫度過高的煙氣可能影響窯頭鍋爐，甚至影響其正常運作。因此，必須從以下幾個方面來削弱這種影響:(1)對鼓風機的各大參數給予足夠的重視，例如風門開度、轉速以及電流等。在進行實際鼓風操作的時候，應該采取調整風量的基本方法，而不是采取調蓖速的方式，因為調蓖速極有可能引發各種不良反應，使得篦冷機失去控制。在進行蓖速控制的時候，必須保證其與下料量和窯速的協調一致性。(2)加大對于蓖板的使用力度，并且做好維護工作，盡可能保證同室同期。(3)掌握好風門的開度大小，盡可能以較小的開度來滿足生產需求，因為這樣可以允許更多的煙氣順利地通過窯頭鍋爐，使得鍋爐的蒸發量得以提升。

2.2 原料制備系統調整

在進行實際操作的過程中，難免會存在地區和水平的差異，再加上原料配比的差異，最終使得水泥生料磨的烘干溫度存在不同。對于潮濕地區而言，烘干溫度會高于290℃，而在雨季則要求達到更高的320℃。但是，對于一般的窯尾鍋爐而言，其設計排放溫度不超過220℃，根本滿足不了水泥的生產要求。如果部分煙氣從C1筒出來就被輸送到生料磨，那么需要通過開啟旁路閥門減少窯尾鍋爐進氣量來完成，這樣就減少了鍋爐蒸發量。此時，必須適當降低入磨原料的水分，以達到降低風溫的目的。如果天氣潮濕，那么就要適當減少原料水分。如果天氣干燥，那么就要將粘土晾干然后儲存起來，以降低后期進行物料烘干所需要的熱量。

2.3 煤粉制備系統的調整

在進行煤粉制備時，要盡可能保證其制備系統的漏風量不超標。還要經常檢查收塵器，以保證其前后壓差在一定范圍之內。此外，還需要適當調整冷風閥，將其設置于最優化的開度，以減少熱量損失。這樣就能減少煤磨的熱量需求，減少煤磨和窯頭鍋爐的掙風現象，以提高窯頭鍋爐的蒸發量。

2.4 為了很好的保證汽輪機的真空度，電站管理人員一定要關注以下幾個方面

(1)循環水的水質是保證真空度的必要條件，對于水質較差的水源必須進行預處理，降低循環水的濁度、硬度，使其達到電站要求。不然的話就會造成冷凝器換熱管結垢，降低換熱效果，降低真空度。

(2)經常檢查射水抽氣裝置，水溫是否過高、運轉是否正常，以保證足夠好的抽真空效果。

(3)要定期對冷凝器內部進行清洗。由于循環水塔漏天放置，水泥廠環境又比較差，即使經過預處理的循環水濁度也比較差，所以建議沒年對冷凝器內部進行清洗一次，對冷凝管采用膠球徹底清洗結垢，以保證足夠的換熱效果。

3 結束語

對于一項良好的余熱發電工程而言，不僅需要良好的設計，而且需要完美的建設，再加上合理的使用以及后期的維護，最終才能使余熱發電工程效益最大化。然而，很多水泥企業只是注重前期建設，卻沒有對后期建設給予足夠的重視，更沒有意識到維護的重要性。

［1］張金營.余熱發電系統并網運行技術特點［J］.中國水泥，2009，(6):36-38.