純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)和調(diào)試

1、純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)和調(diào)試 水泥生產(chǎn)是高能耗產(chǎn)業(yè)，能源費(fèi)用支出在其生產(chǎn)成本中占有很大比重，目前采用的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的熱利用率接近60，水泥生產(chǎn)的同時，還會有大量300400含塵煙氣直接排放大氣，這是對能源的一種浪費(fèi)，余熱發(fā)電項(xiàng)目的實(shí)施可有效的提高能源利用效率，節(jié)約資源。    成都建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院以總承包經(jīng)營模式在昆鋼嘉華保山3 000td熟料生產(chǎn)線上配置了45MW純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)投入運(yùn)行后對環(huán)境不會產(chǎn)生附加污染，而且可以部分緩解水泥生產(chǎn)高電耗這一突出問題，為企業(yè)和社會創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益，為我們賴以生存的環(huán)境起到一定保護(hù)作用，屬于節(jié)能

2、降耗工程。該余熱電站于2008年4月13日已順利通過72h達(dá)標(biāo)考核，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)值。    本文就該工程的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和調(diào)試過程中遇到的問題作一介紹。1 工藝設(shè)計(jì)11工藝流程余熱發(fā)電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時，始終以不增加水泥生產(chǎn)系統(tǒng)熱耗為前提，以“安全可靠，節(jié)能降耗”為原則，盡最大限度利用廢氣余熱發(fā)電。針對本工程的水泥生產(chǎn)系統(tǒng)低能耗(噸熟料能耗3 178kJkg)、高海拔(1 600m)等特點(diǎn)，從技術(shù)方案的比較、熱力系統(tǒng)的確定、主機(jī)設(shè)備的選型、系統(tǒng)投資及維護(hù)等方面綜合考慮，最終確定本工程采用熱效率高、系統(tǒng)簡單的單壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)工藝流程見圖1。圖1  &#

3、160; 余熱電站工藝流程圖 12余熱電站主機(jī)設(shè)備余熱電站主機(jī)設(shè)備見表l。表1  余熱電站主機(jī)設(shè)備序號主機(jī)名稱性能參數(shù)1AQC鍋爐(單壓)進(jìn)口廢氣量：ll7 500Nm3h進(jìn)口廢氣溫度：350出口廢氣溫度：100額定蒸發(fā)量：9.5th額定蒸汽壓力：1.35MPa額定蒸汽溫度：3402SP鍋爐進(jìn)口廢氣量：216 250Nm3h進(jìn)口廢氣溫度：320出口廢氣溫度：220額定蒸發(fā)量：l3.8t/h額定蒸汽壓力：1.35MPa額定蒸汽溫度：3103凝汽式汽輪機(jī)額定功率：4 500kW平均發(fā)電功率：4 000kW進(jìn)汽參數(shù)：1.25MPa3104發(fā)電機(jī)額定功率：4 500kW額定電壓：1

4、0.5kV 13余熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)目前水泥生產(chǎn)所配置的余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)有單壓、雙壓、閃蒸三種，與雙壓、閃蒸系統(tǒng)相比較，單壓系統(tǒng)具有熱效率高、系統(tǒng)簡單及投資較少等特點(diǎn)。昆鋼嘉華保山4.5MW純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)除具有單壓系統(tǒng)自身特點(diǎn)外，在系統(tǒng)中還有以下設(shè)計(jì)特點(diǎn)：    (1)采用性能可靠的多級U型水封    凝汽器運(yùn)行時需保持一定的真空度，為了使做功后的乏汽在凝汽器內(nèi)得以很好冷卻，則必須保持此真空度在相對穩(wěn)定數(shù)值，這就要求凝汽器及其與之連接的管道、閥門均有較好的嚴(yán)密性，因此在凝結(jié)水系統(tǒng)中設(shè)置一個多級U型水封，對于系統(tǒng)的嚴(yán)密性提

5、供有力保障。此水封與以往的單級U型水封比較，具有體積小，易調(diào)節(jié)，可靠性高的特點(diǎn)，從投入運(yùn)行情況來看，使用效果良好。    (2)真空系統(tǒng)采用射水抽汽系統(tǒng)    凝汽器屬于表面式換熱設(shè)備，工作時需保持一定的真空度，這就要求從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時考慮一個抽真空裝置。本著盡最大限度利用廢氣余熱發(fā)電這一原則,所有的蒸汽均送往汽輪機(jī)做功，系統(tǒng)中形成真空的介質(zhì)不選用蒸汽而是選用水。與射汽抽汽系統(tǒng)比較，該系統(tǒng)具有安全性能高、系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)。    (3)調(diào)節(jié)靈活的補(bǔ)水系統(tǒng)    在電站汽

6、水系統(tǒng)中，由于存在排污和排汽、疏水等汽水損失，所以整個系統(tǒng)要不斷補(bǔ)充一定量的軟化水來維持系統(tǒng)的汽水平衡。本設(shè)計(jì)中補(bǔ)充水被分別送至除氧器、熱井、補(bǔ)水箱，而且這三部分水也可以相互補(bǔ)充，調(diào)節(jié)方便靈活，保證了鍋爐的給水系統(tǒng)穩(wěn)定。在實(shí)際操作中，其優(yōu)勢顯而易見，已經(jīng)取得業(yè)主的好評。    (4)采用真空除氧    在鍋爐給水系統(tǒng)中，由于從處于真空下工作的設(shè)備和管道附件不嚴(yán)密處漏入空氣，另外化學(xué)補(bǔ)充水中也有少量空氣溶解，溶于水中的氧，不僅對鋼鐵構(gòu)成的熱力沒備和管道會產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕，而且所有不凝結(jié)氣體在換熱設(shè)備中均會使熱阻增加傳熱效果惡化，因此，鍋爐

7、給水氧含量應(yīng)嚴(yán)格控制。真空除氧是控制水溫度在2540之間，壓力在稍低于大氣壓的情況下，根據(jù)道爾頓氣體分壓原理，使溶于水中的氧及不凝氣體從水中解析出來而達(dá)到氣體分離。由于系統(tǒng)采用真空除氧，降低了鍋爐給水溫度，從而降低了鍋爐的排汽溫度，提高了鍋爐效率；除氧過程中不消耗蒸汽，工作溫度低，適應(yīng)性好，低位布置等優(yōu)點(diǎn)，在本工程中取得了較好的效果。2 調(diào)試中存在的主要問題及解決措施21汽輪機(jī)排汽室溫度高    在汽輪機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，由于需做部分動態(tài)試驗(yàn)，要求汽輪機(jī)短時空載，空載時出現(xiàn)了排汽室溫度高于80的情況。這是由于汽輪機(jī)在空載或低負(fù)荷(<15)時，蒸汽流量很小，不足

8、以帶走低壓缸的鼓風(fēng)摩擦產(chǎn)生的熱量，引起排汽室溫度過高。此種情況會產(chǎn)生以下危害：    (1)汽輪機(jī)后缸轉(zhuǎn)子葉片和缸體均會受熱而迅速膨脹，是二者之間的間隙縮小直至為零，在3 000rmin這樣高速旋轉(zhuǎn)的葉片就會和定子部分碰撞，發(fā)生打斷葉片的惡性事故。(2)排汽溫度過高時(正常運(yùn)行時排汽溫度為36左右)，較高溫度的蒸汽流入凝汽器汽側(cè)，會使換熱管束的脹接處松動或完全脫開，導(dǎo)致冷卻水泄漏至凝結(jié)水系統(tǒng)而污染水質(zhì)，造成事故停機(jī)。解決措施：從化學(xué)水上引一路冷卻水，現(xiàn)場制作一個噴管裝入汽輪機(jī)的排汽接管處，這樣就可根據(jù)排汽室的溫度高低隨時進(jìn)行調(diào)整。22達(dá)額定轉(zhuǎn)速后繼續(xù)升速 

9、;   按照汽輪機(jī)廠家的升速曲線升速過程中，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速在達(dá)到3 000rmin時不能穩(wěn)定且有繼續(xù)上升的趨勢。由于汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速、功率和油壓是通過505數(shù)字式調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的，而該汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)又完全是以油壓來傳遞信號并作為動力使油動機(jī)動作，開、閉調(diào)節(jié)汽門和主汽門。若機(jī)組超速達(dá)l09112時，有可能出現(xiàn)超速飛車并危及人身安全，必須作為事故停機(jī)。    處理措施：在檢查調(diào)節(jié)、保護(hù)系統(tǒng)的油壓后，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速在達(dá)到2 850rmin時，主油泵進(jìn)口油壓接近為零，判斷是由于系統(tǒng)中放油閥未能正常工作引起的。在放油閥內(nèi)部有一滑塊，而兩端分別與高壓電動油泵、主油泵進(jìn)口連

10、接，當(dāng)高壓電動油泵切換到主油泵狀態(tài)時，內(nèi)部滑塊由于主油泵進(jìn)口油壓接近為零而不滑動，導(dǎo)致放油閥不能按要求正常工作，調(diào)速油壓明顯增高，針對此種情況，在接主油泵進(jìn)口側(cè)加一彈簧，使其壓力低時利用彈簧的壓縮力推動滑塊滑動，從而完成自動調(diào)節(jié)油壓的過程，使主油泵工作時進(jìn)口壓力達(dá)到與設(shè)計(jì)值相吻合的0.12MPa。經(jīng)過上述處理，機(jī)組再次升速時，轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速3 000rmin后迅速平穩(wěn)。3 調(diào)試及試運(yùn)行時需注意的事項(xiàng)    余熱發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)試對水泥廠操作人員來說是一個新的課題，調(diào)試時要注意以下問題。    (1)對于鍋爐和汽機(jī)的參數(shù)變化，應(yīng)能迅速做出正確判斷并加以調(diào)整，調(diào)整閥門開度時幅度要小，平穩(wěn)、緩慢操作，以免引起丁況劇烈波動。&