摘要:在余热发电的设计阶段能够选择合适的方案,安装及调试运行阶段及后期如果能够保证阀门良好的开关状态,保温材料的厚度、设备的密封状态、辅机设备能够定期检修维护,保持汽机调节系统较好的稳定运行,整个余热发电系统的效率将会有较大的提高。
关键词:余热发电;效率;原因;方法
1施工、安装及设备维护的影响
在余热发电施工安装阶段我们要注意防止设备及管道本体的漏风及漏汽,改善管道及设备的保温,才能在后续过程中充分发挥余热系统效率。
1.1防止设备及管道本体的漏风及漏汽
设备及管道的泄漏点主要包括窑头风管、窑尾风管、锅炉本体及蒸汽管道。
(1)窑头风管分流。篦冷机尾部设有头排风管,该风管上的阀门在运行过程中需要保持一定的开度(5%~10%),热量可以从后段直接进到冷却器,减少了进入锅炉的废气量,从而造成热量损失。在运行过程当中应该定期检查阀门的开度与行程是否匹配(5%~10%),在停窑期间打开检查门检查阀门开关是否到位,由于冷却器的阻力远小于锅炉的阻力,如果此阀门分流占比太大,将会有大量的高温烟气从此旁路泄漏,直接影响余热发电量,因此在运行过程中可以适当加大头排风机的转速。
(2)窑尾风管阀门漏风。窑尾高温烟气中粉尘量较大,因此在管道中使用百叶阀的项目较多,而百叶阀的密封性能不佳,容易造成C 1筒出口大量的高温烟气通过旁路而没有经过锅炉,造成大量的热损失,降低余热发电量。昆钢普洱某项目窑尾锅炉旁路阀门漏风量达到20%以上,阀门经过修复以后发电量提高了10%以上。如果在运行当中发现窑尾高温风机进口风温增加,同时锅炉蒸发量和蒸汽温度大幅降低,基本可以判断窑尾锅炉旁路漏风严重,此时就需要对旁路阀门进行修复或者更换。
(3)锅炉本体漏风。锅炉本体在安装完毕之后应该进行严密性试验。一般情况下锅炉的漏风系数需<2%,在实际运行过程中我们可以通过测量锅炉出入口烟气氧含量可大概算出锅炉的漏风系数。如果超过此数值,需要对锅炉进行全面的检查,对漏风的地方进行修复。
(4)蒸汽管道漏汽。蒸汽管道漏汽包括两种情况:一种是管道破裂,蒸汽管道破裂后应该立即停机更换,否则容易造成较大的安全事故;另一种是阀门及连接处漏汽,由于阀门长期在高温高压的条件下运行,阀门垫片容易撕裂,因此在垫片选型的时候我们应该选用强度较高的金属垫片,一旦垫片部分发生泄漏应该打开旁路,对损坏垫片进行更换。针对以上两种状况,在运行过程中应该定期检查蒸汽管道的泄漏情况,对泄漏部分及时进行修复处理。
1.2改善管道及设备的保温
窑头锅炉及旋风筒(沉降室)温度相对较高,散热损失较高,良好的保温有利于降低热损失,提高余热发电量。篦冷机至旋风筒风管由于内部有浇注料,此段风管外保温以不少于100mm厚(管道外表面温度不宜超过环境温度25℃)为宜,旋风筒及锅炉入口风管保温层厚度以应不低于150mm为宜。由于风管内部一直处于被冲刷的状态,风管内部会出现耐磨层脱落或者磨穿的状况,进而会影响到保温层的厚度。因此余热电站运行一段时间后需要定期检查保温层的状态,如果管道外部可以看到明显的漏灰,管道很可能已经破损,同时保温层也已经失效,需要尽快进行修复。
2水泥窑热工系统的影响
余热发电系统处于水泥窑系统下游,因此水泥窑热工系统的稳定运行对余热发电影响巨大。
(1)水泥窑工况变化对窑尾SP锅炉的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当窑系统工况波动时,窑尾系统风量及预热器出口烟气温度均会发生变化,锅炉的蒸汽量及蒸汽温度等将随之波动,进而进一步影响余热发电系统的稳定运行,系统发电量降低。
(2)水泥窑工况变化对窑头AQC锅炉的影响。窑系统工况变化对窑头AQC锅炉的影响主要包括两方面:其一,窑系统波动后,系统用风量将发生变化,即从篦冷机进入窑系统的风量(二次风及三次风)将发生变化,进而影响进入AQC锅炉的风温及风量,使锅炉的蒸汽量及蒸汽温度发生波动,影响系统的发电量;其二,煅烧系统工况较差时,使得熟料进入窑头篦冷机后不能充分回收热量,熟料冷却状况较差,而进入窑头AQC锅炉的风量和风温均发生大幅度波动,严重影响系统的发电量,当工况恶化时,甚至威胁锅炉系统的安全运行,被迫以“退炉”来规避危险,因此系统发电量将大幅度衰减。特别是系统的波动较为频繁时,余热发电系统的发电量必然较低。
(3)窑头锅炉取风点的影响。一般情况下,窑头锅炉从篦冷机中温段取风,一般靠近篦冷机内的“零压点”,使窑头取风和烧成系统用风保持平衡。当取风点偏向窑头罩(高温段)时,窑头锅炉与烧成系统将形成“抢风”的状态,不利于烧成系统的稳定运行,进而影响余热发电系统的稳定;当取风点偏向废气风管(低温区)时,则容易造成取风温度偏低,进而影响余热发电量。
3汽轮机及辅机设备的影响
汽轮机及各型辅机对余热发电系统的发电量也有不可忽视的影响。
(1)真空度的影响。在窑头窑尾锅炉运行稳定的情况下如要保持和提高发电量,需要时刻关注汽轮机组的运行参数,特别是机组的排汽真空度。由于国内大部分机组采用射水抽气器,因此在运行过程中要注意随时监测射水箱的温度,当射水箱水温高于33℃的时候即可考虑逐渐换水,争取在运行过程当中控制射水箱水温在25℃~33℃之间。
(2)汽封加热器的影响。汽封加热器主要用来加热凝结水,增加整个系统的热效率,如果汽封加热器堵塞或者清洁度不佳,将会影响加热器换热效率,因此平时运行过程中要做好汽封加热设备的疏水及清洁工作,保证汽封加热器的可靠运行。
(3)凝汽器的影响。凝汽器是整个电厂运行的主要辅机之一,它主要用于将汽轮机的排汽冷凝成水。出于节水的考虑,使用淡水冷却的凝汽器多采用循环冷却方式,通过防垢处理的循环水浓缩三倍或者更高,在这样的运行条件下,任何防垢的方法都难保凝汽器管道不结垢。凝汽器结垢在0.5mm左右时,将会使系统的真空度由90%降低到85%左右,而且同时会产生脱锌(黄铜)、脱镍(白铜)和点蚀。因此凝汽器应该在运行一段时间后进行清洗,具体的清洗情况应该根据设备的腐蚀情况而定(设备停运后打开人孔门观察),若基本没有腐蚀,可以用盐酸(5%浓度)进行清洗,轻度腐蚀可以用氨基磺酸清洗,其他情况可以用射流清洗。
(4)调节系统稳定性的控制:汽轮机的调节系统的稳定不仅影响发电效率,而且对安全生产产生很大的影响。当调节系统处于不稳定状态时,势必需要降低负荷来维持汽机的稳定运行,导致进气量的大幅变化,使得发电负荷同步波动效率降低。所以在汽轮机的选型上要先前考虑,尽可能采用国内知名厂家的汽轮机,确保调节系统不因产品设计缺陷,使设备不能稳定运行,影响发电效率。
4结束语
综上所述,在余热发电的设计阶段能够选择合适的方案,安装及调试运行阶段及后期如果能够保证阀门良好的开关状态,保温材料的厚度、设备的密封状态、辅机设备能够定期得到检修维护,保持汽机调节系统较好的稳定运行,整个余热发电系统的效率将会有较大的提高。
参考文献:
[1]彭守正.水泥窑余热发电迈向新世纪[J].新世纪水泥导报,1996(04):3-6.
[2]潘金杰.如何提高余热发电的技术措施[J].工程技术:文摘版,2016(07):242.
[3]包永刚.提高余热发电效率的技术措施[J].四川水泥,2013(06)144-145.
论文作者:印志勇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签:余热论文; 风管论文; 锅炉论文; 系统论文; 发电量论文; 管道论文; 阀门论文; 《基层建设》2019年第10期论文;