水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)節(jié)能降耗的技術(shù)改造

我公司余熱發(fā)電（4.5+7.5）MW汽輪機(jī)于2014年4月投入運(yùn)行。我們對運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，在不影響生產(chǎn)線正常生產(chǎn)的前提下，遵循“成熟可靠、技術(shù)先進(jìn)、節(jié)省投資、提高效益”的原則，不斷地進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，達(dá)到“小投資，大回報”的目的，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。1、兩級反滲透濃水回歸至原水箱我公司的原水電導(dǎo)率在270~290μS/cm之間，pH值在7~8之間，采用兩級反滲透；二級出水的濃水電導(dǎo)率在110~130μS/cm之間，pH值在7~8之間。濃水?dāng)?shù)值遠(yuǎn)優(yōu)于原水，水質(zhì)明顯較原水好，因此，濃水可以作為補(bǔ)充水引回原水箱；并且二級原水泵采用的是CDL16-14型多級離心泵，反滲透膜后壓力能達(dá)到0.95~1.0MPa之間，揚(yáng)程也完全能滿足回歸至原水箱的需要?，F(xiàn)場進(jìn)行UPVC管道粘接改造（見圖1），將二級濃水回歸至原水箱，作為一級反滲透的補(bǔ)充水循環(huán)使用。改造后反滲透每天按運(yùn)行2h計算，每天可節(jié)約用水10t/h。一年按運(yùn)行9個月計算，全年可節(jié)約用水10×30×9=2?700（m3）。一次投入永久見效。圖1二級濃水回收改造2、鍋爐給水系統(tǒng)單控改造2.1鍋爐給水系統(tǒng)運(yùn)行說明我公司采用D46-50X6型給水泵，運(yùn)行方式是兩用一備，集中供水。系統(tǒng)閥門在運(yùn)行時間久了以后，由于閥門閥板長期受水流沖刷，通常會出現(xiàn)關(guān)閉不嚴(yán)竄水的問題，既增加了能源損耗，又增加了維護(hù)難度。尤其是在一條生產(chǎn)線停用以后更為明顯。2.2改造及效果通過對現(xiàn)場觀察，改造成1#線、2#線單控供水方式，1#泵供2#線鍋爐用水，2#泵供1#線鍋爐用水，3#泵備用，緊急情況又可以切換至母管運(yùn)行方式（見圖2）。圖2給水泵單控改造這樣不僅鍋爐水位控制更加精準(zhǔn)，提高了鍋爐運(yùn)行的安全可靠性；其次能耗明顯降低，水泵電流和往年同期比下降了20A左右。改造前，兩臺泵需要控制在同樣的頻率下，否則會出現(xiàn)泵搶水的現(xiàn)象；1#線、2#線母管壓力也相同，給現(xiàn)場操作員調(diào)整鍋爐水位帶來許多困難。改造后，一是操作過程中不再考慮水泵搶水問題；二是可根據(jù)系統(tǒng)水壓各自調(diào)整壓力，水位控制更加精準(zhǔn)；三是能耗降低，兩臺給水泵每天按運(yùn)行24h計算，每天可節(jié)約用電480kWh，一年按運(yùn)行9個月計算，全年可節(jié)約用電480×30×9=129?600（kWh），按當(dāng)?shù)仉妰r0.45元/kWh計算，對兩條及以上的母管制給水系統(tǒng)改造后，全年可節(jié)約電價5.83萬元。一次改造永久見效。3、AQC窯頭鍋爐翅片管防磨損的改造3.1AQC窯頭鍋爐說明我公司AQC余熱鍋爐廢氣流程采用下進(jìn)上出，廢氣在鍋爐內(nèi)流速控制在5~6m/s，廢氣阻力小于750Pa。窯頭鍋爐受熱面采用螺旋翅片管來達(dá)到擴(kuò)展換熱面積的方式，有效地提高了鍋爐的換熱效率。窯頭鍋爐分三段設(shè)置，其中I、II段為蒸汽段，生產(chǎn)過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電；III段為熱水段，為窯頭鍋爐蒸汽段、低壓段和窯尾鍋爐供水，充分利用了窯頭的廢氣余熱，使窯頭鍋爐的出口溫度盡可能地降低。在鍋爐迎風(fēng)向增設(shè)了數(shù)排非受熱面管束，以防止磨損，延長鍋爐的使用壽命。但在實際運(yùn)行中，由于窯頭鍋爐磨損嚴(yán)重，常年出現(xiàn)過熱器層翅片管破裂問題。3.2改造及效果通過現(xiàn)場對翅片管觀察，磨損主要在最下層過熱器管束。協(xié)商廠家將原有G20鍋爐鋼改成12Cr1MoVG合金鋼；其次在原有迎風(fēng)面阻風(fēng)板上，加一層干凈的破損翅片管，也就是假管，主要起耐磨作用。安裝方式同阻風(fēng)板一樣，菱形錯位布置。改造后換管周期明顯延長，自2019年1#線窯頭鍋爐換管后，至今未發(fā)現(xiàn)破損情況。有效延長了設(shè)備使用周期，節(jié)省了換爐管的費(fèi)用。4、采用新型冷噴鋁無機(jī)耐高溫涂層4.1保溫管線說明我公司余熱發(fā)電1#線鍋爐主蒸汽管線現(xiàn)場保溫效果差，AQC鍋爐過熱器集箱出口至汽機(jī)房匯汽集箱，溫差平均約53℃；SP鍋爐過熱器集箱出口至汽機(jī)房匯汽集箱，溫差平均約35℃，蒸汽溫降大，窯尾并汽溫度已低于設(shè)計值280℃。蒸汽焓值降低影響蒸汽品質(zhì)和發(fā)電效率。4.2新材料應(yīng)用及效果為進(jìn)一步提高蒸汽品質(zhì)，我公司計劃利用管道保溫機(jī)會，在管道上涂刷新型保溫涂層，進(jìn)一步提高蒸汽焓值提高熱效率。冷噴鋁無機(jī)耐高溫涂層是新型保溫材料。涂層傳熱系數(shù)極低，只有0.033W/（m·K），在一定厚度條件下隔熱效果可達(dá)到90%，能有效抑制外界熱源由于熱量傳導(dǎo)導(dǎo)致物體溫度上升；其次涂層導(dǎo)熱系數(shù)接近真空導(dǎo)熱系數(shù)，起到了有效的隔熱保溫作用?，F(xiàn)有1#窯頭、窯尾主蒸汽管道為Φ219mm，長度約700m，保溫管線1?100m2。在管道涂層2mm厚度條件下，在200m以內(nèi)100℃溫降僅有10℃。考慮到還需做外保溫，試噴涂1mm厚度的涂料，加上外保溫，理論上也可達(dá)到90%的隔熱效果。開窯后管線溫差由原來的53℃，降至30℃；且保溫外鐵皮溫度均低于30℃，進(jìn)一步延緩了蒸汽焓值降低，提升了蒸汽品質(zhì)（見圖3