水泥窯余熱發(fā)電機(jī)組并汽改造

  大連天瑞水泥有限公司三條5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線配置了兩條余熱發(fā)電系統(tǒng)，均采用的是海螺川崎余熱發(fā)電技術(shù)，一條裝機(jī)容量18MW，于2008年6月份并網(wǎng)發(fā)電（以下簡(jiǎn)稱一期發(fā)電），另一條裝機(jī)容量9MW，于2011年8月份并網(wǎng)發(fā)電（以下簡(jiǎn)稱二期發(fā)電）。一期發(fā)電汽輪機(jī)做功所需主蒸汽由燒成一線窯和燒成二線窯的AQC鍋爐和PH鍋爐共同提供，二期發(fā)電汽輪機(jī)做功所需主蒸汽由燒成三線窯的AQC鍋爐和PH鍋爐提供。兩路蒸汽各行其道，互不干涉。

  一、存在的問題

  二期發(fā)電投入運(yùn)行后，逐漸暴露出以下幾個(gè)問題：

  1、一期發(fā)電在燒成一、二線窯都生產(chǎn)時(shí)，可帶滿負(fù)荷或超出額定負(fù)荷，而在只有燒成一、二線窯單線生產(chǎn)時(shí)，與二期發(fā)電相比，汽耗量高，發(fā)電負(fù)荷較低。經(jīng)發(fā)電量統(tǒng)計(jì)，一期發(fā)電單線運(yùn)行狀態(tài)最好時(shí)也只能在8000千瓦左右。

  2、當(dāng)燒成一線窯和燒成二線窯單線生產(chǎn)，燒成三線窯不生產(chǎn)時(shí)，不能把生產(chǎn)的那條熟料線的余熱鍋爐產(chǎn)出的主蒸汽導(dǎo)入二期發(fā)電多做功。

  3、當(dāng)燒成一、二、三線窯都生產(chǎn)，而一期發(fā)電和二期發(fā)電其中一臺(tái)停機(jī)時(shí)，無法利用需檢修的汽輪機(jī)組所配置的鍋爐產(chǎn)出的主蒸汽做功發(fā)電，只能把鍋爐也停爐。

  4、當(dāng)燒成一、二、三線窯都生產(chǎn)，而一期發(fā)電和二期發(fā)電其中一臺(tái)已帶滿負(fù)荷而且所配鍋爐仍有多余主蒸汽出力而另一臺(tái)沒有達(dá)到額定負(fù)荷時(shí)，多余的主蒸汽利用不上只能對(duì)空外排。

  二、改造方案及操作方法調(diào)整

  針對(duì)以上問題，大連天瑞水泥有限經(jīng)過多次翻閱相關(guān)圖紙、資料，向設(shè)計(jì)院技術(shù)人員咨詢，最終決定利用檢修停機(jī)時(shí)間對(duì)一期發(fā)電的四臺(tái)鍋爐所產(chǎn)出的蒸汽與二期發(fā)電的兩臺(tái)鍋爐所產(chǎn)出的蒸汽進(jìn)行并汽改造，以實(shí)現(xiàn)蒸汽高效利用和機(jī)組多發(fā)電的目的。具體改造措施如下：

  1、在一線鍋爐主蒸汽的來汽管道上增加三通變徑（DN500變400），在三線鍋爐主蒸汽的來汽管道上也增加三通（DN400），其間新增一段400mm的連接管路，電動(dòng)截止閥，旁路和旁路閥，疏水閥，通過中控操作來控制，實(shí)現(xiàn)主蒸汽互用。（如圖1鍋爐主蒸汽管路并汽圖）

  2、在一線鍋爐給水管道上增加三通變徑（DN200變125），在三線鍋爐給水管道上增加三通（DN125），其間新增一段125mm的連接管路，給水閘閥，疏水閥，現(xiàn)場(chǎng)控制，實(shí)現(xiàn)鍋爐給水互用。（如圖2鍋爐給水管路連接圖）

  3、在一線鍋爐回水管路上增加三通（DN80），在二線鍋爐回水管路上增加三通（DN80）和回水切斷閥，在三線鍋爐回水管路上增加三通（DN80），通過連接管道將一線和三線鍋爐回水，二線和三線鍋爐回水連接起來，一線和三線鍋爐連接管道上增加回水聯(lián)絡(luò)閥，二線和三線鍋爐連接管道上增加回水聯(lián)絡(luò)閥，現(xiàn)場(chǎng)操作，實(shí)現(xiàn)鍋爐回水互用。（如圖3鍋爐回水管道連接圖）

  一期和二期發(fā)電需要進(jìn)行并汽運(yùn)行時(shí)，操作方法做如下調(diào)整：

  1、首先切斷一期發(fā)電非運(yùn)行鍋爐的給水、回水閥門，緩慢打開二期發(fā)電余熱鍋爐的給水閥門，保持汽包水位正常。

  2、當(dāng)運(yùn)行鍋爐的省煤器出口溫度達(dá)到150℃以上時(shí)，可打開回水閥至閃蒸器。（根據(jù)閃蒸器壓力投退補(bǔ)汽系統(tǒng)）

  3、全關(guān)二期發(fā)電的主蒸汽截止閥及主蒸汽旁路手動(dòng)閥和氣動(dòng)閥。

  4、全開一期發(fā)電和二期發(fā)電的汽輪機(jī)并汽聯(lián)絡(luò)門處的大疏水閥及二期發(fā)電機(jī)組的主蒸汽截止閥閥前的小疏水閥。開始啟動(dòng)鍋爐暖管。

  5、當(dāng)一期發(fā)電和二期發(fā)電的并汽聯(lián)絡(luò)閥門前的溫度達(dá)到250℃時(shí)，可緩慢開啟聯(lián)絡(luò)閥處旁路閥與主蒸汽母管進(jìn)行并汽。（此時(shí)運(yùn)行機(jī)組前主蒸汽溫度下降不得大于5℃）。

  6、當(dāng)運(yùn)行機(jī)組前主蒸汽溫度恢復(fù)至并汽前溫度時(shí)，可緩慢開啟一期發(fā)電和二期發(fā)電并汽聯(lián)絡(luò)閥門至全開位置。

  7、機(jī)前主蒸汽溫度并汽后無明顯下降時(shí)，可全部關(guān)閉所有小疏水閥門。至此并汽工作全部結(jié)束。

  通過以上改造措施，當(dāng)燒成一、二、三線窯只有一條生產(chǎn)時(shí)，可將其運(yùn)行的余熱鍋爐所產(chǎn)出的主蒸汽切換進(jìn)入二期發(fā)電多做功。當(dāng)燒成一、二線窯只有一條生產(chǎn)，燒成三線窯生產(chǎn)時(shí)，可將燒成三線窯的余熱鍋爐所產(chǎn)出的主蒸汽與燒成一、二線窯運(yùn)行的余熱鍋爐所產(chǎn)出的主蒸汽進(jìn)行并汽，匯集后進(jìn)入一期發(fā)電多做功，同時(shí)將二期發(fā)電機(jī)組除鍋爐強(qiáng)制循環(huán)泵和鍋爐輔機(jī)冷卻水泵運(yùn)行外，所有設(shè)備都停止運(yùn)行，又減少了自用電量。

  三、改造效果

  2012年5月19日，一期和二期發(fā)電并汽改造完成，正式投入使用。經(jīng)過兩年多的數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，沒有進(jìn)行并汽改造前，一期發(fā)電單線運(yùn)行時(shí)，每萬度電的汽耗量約為70噸，并汽改造后，一期發(fā)電每萬度電的汽耗量為59~60噸。按每噸蒸汽每小時(shí)發(fā)電170度計(jì)，每天可多增加發(fā)電量約4萬度電。

  另外，當(dāng)一期發(fā)電運(yùn)行，二期發(fā)電停機(jī)時(shí)，二期自用電量由原來的占發(fā)電量的大約7%下降到1%左右，按二期發(fā)電每小時(shí)9000度計(jì)，每天發(fā)電21.6萬度，自用電每天可節(jié)約1.296萬度（21.6*（7%-1%）=1.296）。另外，二期冷卻塔停運(yùn)，每天可節(jié)約用水1400噸（每小時(shí)補(bǔ)充水量60噸左右），水處理化學(xué)藥品費(fèi)用780元，經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。