水泥行業(yè)各企業(yè)積極響應(yīng)“雙碳”政策，推進(jìn)傳統(tǒng)建材產(chǎn)業(yè)深入節(jié)能降耗系統(tǒng)升級。尤其是水泥廠配套的余熱發(fā)電系統(tǒng)，運(yùn)行到現(xiàn)在，或多或少都存在一些亟需升級改進(jìn)的地方。
某水泥企業(yè)一條設(shè)計產(chǎn)能4500t/d新型干法熟料生產(chǎn)線。生產(chǎn)線配套純低溫余熱系統(tǒng)于2014年6月投產(chǎn)，余熱發(fā)電系統(tǒng)配置為：窯頭AQC鍋爐(立式單壓)+窯尾SP鍋爐(立式單壓)+汽輪發(fā)電機(jī)組;窯頭窯尾鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽混合后送入汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
由于熟料生產(chǎn)條件的改變，余熱電站自投產(chǎn)以來各個參數(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)低于設(shè)計值，目前余熱發(fā)電功率僅有7.1MW左右，遠(yuǎn)低于設(shè)計發(fā)電功率9.0MW。
為提高實際發(fā)電能力、節(jié)約能源、減少環(huán)境熱污染、進(jìn)一步降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，企業(yè)委托大連九五高科新能源發(fā)展有限公司，對熟料燒成與余熱電站系統(tǒng)進(jìn)行診斷查缺，在盡量利用原有設(shè)備設(shè)施的前提下對余熱電站系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級改造。
九五高科技術(shù)人員對燒成系統(tǒng)與余熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行熱工標(biāo)定后，根據(jù)生產(chǎn)線的標(biāo)定數(shù)據(jù)對燒成系統(tǒng)熱平衡、篦冷機(jī)配風(fēng)系統(tǒng)、余熱發(fā)電系統(tǒng)熱平衡，三大系統(tǒng)進(jìn)行分析計算，診斷主要問題如下：
1、由于篦冷機(jī)配風(fēng)及窯頭取風(fēng)系統(tǒng)不合理，進(jìn)入窯頭窯頭鍋爐廢氣溫度偏低(330℃)、廢氣量不足(191000Nm³/h)，導(dǎo)致窯頭鍋爐產(chǎn)汽量偏低。
2、窯頭鍋爐結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部管束積灰、堵灰現(xiàn)象嚴(yán)重，鍋爐排煙溫度遠(yuǎn)高于設(shè)計值，且鍋爐進(jìn)出口壓差較大。
3、窯尾鍋爐排煙溫度偏高(226℃)，鍋爐熱效率偏低，產(chǎn)汽量偏低(約18 t/h)。針對以上問題九五高科進(jìn)行了如下優(yōu)化改造：
01 冷機(jī)配風(fēng)及窯頭取風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造
1.1通過對篦冷機(jī)篦板的配風(fēng)計算、篦板的風(fēng)載及風(fēng)壓分布進(jìn)行分析，目前篦冷機(jī)配風(fēng)不合理，需更換4臺篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)。(如下圖)
1.2通過燒成系統(tǒng)熱平衡與篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)配風(fēng)系統(tǒng)計算，精準(zhǔn)控制篦冷機(jī)零壓面位置，對篦冷機(jī)取風(fēng)口進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，確保窯系統(tǒng)用風(fēng)的前提下，盡可能取篦冷機(jī)溫度較高的熱風(fēng)。(如下圖)
1.3采用熱風(fēng)循環(huán)技術(shù)以提高篦冷機(jī)鍋爐取風(fēng)口廢氣溫度及廢氣量，并優(yōu)化篦冷機(jī)配風(fēng)，以實現(xiàn)在不影響正常水泥工藝、熟料熱耗、電耗的前提下最大程度提高余熱發(fā)電量。
1.4對篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)配風(fēng)、二次及三次風(fēng)、窯尾預(yù)熱器用風(fēng)系統(tǒng)及余熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行操作優(yōu)化調(diào)整。
02 窯頭鍋爐降阻增容改造
現(xiàn)有AQC鍋爐受熱面的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，鍋爐容易形成頑固性堵灰，且積灰很難清除，造成鍋爐換熱效率下降、鍋爐進(jìn)出口壓差增大。另外,由于熟料生產(chǎn)線進(jìn)行過提產(chǎn)降耗改造，改造后進(jìn)入窯頭鍋爐的廢氣量與廢氣溫度均有較大增加，原有鍋爐內(nèi)廢氣流速過高、鍋爐阻力大，換熱管束易發(fā)生磨損導(dǎo)致爆管。通過優(yōu)化鍋爐內(nèi)部受熱面結(jié)構(gòu)，重新對過熱器、蒸發(fā)器、省煤器進(jìn)行熱力計算，將受熱面調(diào)整為順列布置結(jié)構(gòu)，增加鍋爐傳熱面積，降低廢氣流速。該結(jié)構(gòu)具有低阻、不易積灰，且即使發(fā)生積灰也可以實現(xiàn)人工清除等優(yōu)點(diǎn)。
03 窯尾鍋爐降溫提效升級改造
改造窯尾余熱鍋爐原蒸發(fā)器受熱面，通過熱工計算，調(diào)整增加窯尾余熱鍋爐蒸發(fā)器傳熱面積，同時為保證鍋爐換熱效率采用新型振打+低頻聲波清灰系統(tǒng)相結(jié)合方式，在現(xiàn)有工況下可以降低窯尾余熱鍋爐排煙溫度20℃左右，提高窯尾余熱鍋爐熱效率。改造后窯尾SP余熱鍋爐產(chǎn)汽量增加4t/h多，發(fā)電量可提升600kw以上。
優(yōu)化改造后效果
1、進(jìn)入窯頭窯頭鍋爐廢氣溫度提高30℃(360℃)、廢氣量增大(226000Nm³/h)，窯頭鍋爐產(chǎn)汽量提高(約21.6t/h)。
2、窯頭鍋爐結(jié)內(nèi)部管束無明顯積灰、堵灰現(xiàn)象，鍋爐排煙溫度約100℃，鍋爐進(jìn)出口壓差約400Pa。
3、窯尾鍋爐排煙溫度降低(201℃)，產(chǎn)汽量提高(約23.5t/h)。
4、余熱電站發(fā)電功率由改造前7.1MW提高至8.5MW，發(fā)電負(fù)荷提高約1400kw。
據(jù)水泥人網(wǎng)了解，大連九五高科新能源發(fā)展有限公司具有成熟的余熱電站升級改造專項技術(shù)，業(yè)務(wù)范圍涉及：
1、余熱電站系統(tǒng)升級改造，余熱鍋爐升級改造、汽輪發(fā)電機(jī)及凝汽器大修和升級改造技術(shù)、篦冷機(jī)配風(fēng)及取風(fēng)系統(tǒng)升級改造。
2、余熱回收技術(shù)及裝備(余熱發(fā)電、余熱鍋爐、換熱器等)的設(shè)計、銷售、應(yīng)用開發(fā)、技術(shù)服務(wù);
3、各類工業(yè)鍋爐、窯爐(燒結(jié)、礦熱爐、碳素、干熄焦、玻璃窯陶瓷窯)的節(jié)能減排、余熱發(fā)電等資源綜合利用技術(shù)的開發(fā)、裝備制造、工程總承包、技術(shù)服務(wù);
4、節(jié)能環(huán)保技術(shù)、裝備的設(shè)計、銷售、應(yīng)用開發(fā)、技術(shù)服務(wù);
5、高效清灰設(shè)備的設(shè)計、銷售，沉降室、旋風(fēng)收塵器設(shè)計、銷售;
大連九五高科新能源發(fā)展有限公司多項余熱發(fā)電相關(guān)專利技術(shù)，且榮獲了高新技術(shù)企業(yè)證書。
多項余熱發(fā)電相關(guān)專利技術(shù)
高新技術(shù)企業(yè)證書
多年來，大連九五高科新能源發(fā)展有限公司一直作為祁連山、西南水泥、中聯(lián)、冀東金隅、北方水泥、葛洲壩集團(tuán)、天瑞集團(tuán)、山水集團(tuán)、天山集團(tuán)、臺泥等各大水泥公司的余熱電站改造合格供應(yīng)商，充分發(fā)揮自己技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，助力水泥行業(yè)節(jié)能減碳技術(shù)研發(fā)及推廣，為水泥企業(yè)的節(jié)能事業(yè)貢獻(xiàn)一份力量。
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