我國水泥生產(chǎn)線低溫余熱發(fā)電技術(shù)經(jīng)過10多年的發(fā)展,技術(shù)已趨成熟,系統(tǒng)和關(guān)鍵設(shè)備已定型。低溫余熱發(fā)電技術(shù)的運用,一方面綜合利用了水泥生產(chǎn)線所排出煙氣余熱,從而降低了生產(chǎn)成本,提高了企業(yè)經(jīng)濟效益及緩解了水泥生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)用電緊張形勢;另一方面降低了排煙溫度和排塵濃度,減輕了熱污染和環(huán)境污染。低溫余熱發(fā)電是利用窯尾窯頭低溫廢氣的熱量,帶動SP鍋爐和AQC鍋爐,產(chǎn)生熱蒸汽,進入汽輪發(fā)電機組發(fā)電。發(fā)電效率的高低,決定于入SP鍋爐和AQC鍋爐的廢氣量和廢氣溫度。多數(shù)余熱發(fā)電項目入SP爐的廢氣量和溫度是較穩(wěn)定的,而入AQC鍋爐的廢氣量和廢氣溫度存在問題,影響較大。其關(guān)鍵問題在于篦冷機設(shè)備及取風系統(tǒng)本身。針對提高入AQC鍋爐廢氣量和廢氣溫度問題,很多企業(yè)進行了大膽實踐,實施了很多有效措施。本文對這些實踐結(jié)果進行總結(jié),供參考。
1篦冷機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與精細操作
入AQC鍋爐的廢氣來源于篦冷機,一般是在篦冷機上部殼體處取風,篦冷機本身結(jié)構(gòu)特點對取風溫度有較大影響,尤其是篦床結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在大多數(shù)水泥企業(yè)生產(chǎn)線所使用的篦冷機均為第三代或第四代產(chǎn)品,第三代產(chǎn)品更為多一些。第三代篦冷機實施厚料層操作,采用充氣梁、“高阻力”篦板。而有的企業(yè)的第三代篦冷機充氣梁數(shù)量少,篦板結(jié)構(gòu)不合理,料層達到一定厚度后,產(chǎn)生“紅河”現(xiàn)象,出料溫度高,熱交換不好,入AQC爐廢氣溫度低。對這類篦冷機,筆者認為應該對其結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,增加充氣梁數(shù)量,采用真正的“高阻力”篦板。“高阻力”篦板采用“迷宮式”篦縫,漏料少;篦縫間隙小,風速高,穿透能力強;安裝拆卸方便,使用壽命長。
在優(yōu)化篦冷機結(jié)構(gòu)后,應積極采用厚料層技術(shù),延長熟料在高溫區(qū)停留時間,提高熱交換效率;保證充足的風量,保證各風室及風管路的密閉性,防止漏風;保證篦床上篦板排列間隙均勻,避免冷風不均;定期清理篦板孔隙,防止篦縫堵塞,影響通風效果。
2合理選擇篦冷機風機參數(shù)
篦冷機冷卻熟料是由外部風機吹入冷風與熱熟料進行熱交換實現(xiàn)的。風機的風量和風壓參數(shù)是影響熱交換的關(guān)鍵,傳統(tǒng)設(shè)計理念是低風量、低功率。所以在風機參數(shù)選擇上,選擇低風量和中壓力風壓。風機風壓是推動風流動的動力。風壓低,風流動能量低,風速小,穿透能力差,影響熱交換效率。
先進的設(shè)計理念是:高風壓,低風量。
現(xiàn)在很多企業(yè)都已對篦冷機風機參數(shù)進行調(diào)整——提高風壓。特別是高溫區(qū)風機,風壓已提高到13000Pa左右,取得了較好效果。
第四代篦冷機由于篦板本身配置MFR裝置,風量可以根據(jù)篦床上部阻力變化自行調(diào)整。所以在風機配置上,風壓參數(shù)均在10000Pa以下,在正常情況下可以適應,當產(chǎn)量提高或?qū)嵤┯酂岚l(fā)電項目后,暴露出問題,出料溫度高,入AQC爐熱風溫度低,熱交換不好。很多企業(yè)已紛紛進行改造。
中聯(lián)南陽分公司6000t/d余熱發(fā)電生產(chǎn)線,配丹麥史密斯第四代篦冷機,配置風機最大風壓為9240Pa,熱交換效果不好。進行風機改造后,風壓提高到12600Pa,入AQC爐廢氣溫度提高了,發(fā)電量也增加了。
3合理安排入AQC爐取風口位置
篦冷機排出廢氣溫度受生產(chǎn)線影響較大,廢氣取風位置不僅對余熱發(fā)電系統(tǒng)影響較大,而且對熟料生產(chǎn)的影響也非常重要。合理安排入AQC爐熱風取風口位置是一個值得探索的問題。
實踐證明,在確保二、三次風風量和溫度的情況下,入AQC爐熱風取風口的位置應選擇在篦冷機中部偏高溫區(qū)域為宜。
抽取的風量在0.8~1.0Nm³/kg熟料之間,取風溫度控制在380℃左右,風速在10m/s左右。2500t/d生產(chǎn)線取風量在10000Nm³/h左右,取風面積約2.7m²。5000t/d生產(chǎn)線取風量在200000Nm³/h左右,取風口面積約5.5m²。
常山水泥公司5000t/d余熱發(fā)電生產(chǎn)線,入AQC爐取風口設(shè)在煤磨烘干熱風取風口后面,篦冷機中部偏低溫區(qū)位置,表現(xiàn)出風量不足、風溫低現(xiàn)象。后來將取風口前移約1.5m距離,靠近高溫區(qū),結(jié)果發(fā)生變化,風量和風溫都有所提高。
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