目前國內熟料生產線配置有余熱發(fā)電系統(tǒng)，對窯系統(tǒng)外排廢氣的熱能利用率達到了一個新的水平，但外排廢氣溫度仍接近90～100℃左右，熱能未能最大限度地利用，造成了熱能的外排浪費和大氣熱污染。國內熟料生產線余熱發(fā)電系統(tǒng)受設計施工或操作運行維護的影響，AQC和SP余熱鍋爐取風口溫度普遍不高，使得單位熟料發(fā)電量低于35kWh/t以下的企業(yè)較多，只有少數企業(yè)能達到40kWh/t，同比低于國際同規(guī)模條件企業(yè)的先進水平。如何充分利用窯系統(tǒng)外排廢氣的熱能，進一步提高熟料單位發(fā)電量，值得進一步研究和實踐。
余熱發(fā)電系統(tǒng)由于是以熱定電，且窯尾SP鍋爐系統(tǒng)的風量和風溫受預熱器系統(tǒng)運行影響較大，可操作的變化范圍較窄（290～320℃之間），其所產生的熱能比較恒定。窯頭AQC鍋爐取風位置比較固定，取風熱能對窯系統(tǒng)操作和產品質量影響比較小，如果在不改變余熱發(fā)電配置系統(tǒng)情況下，提高AQC鍋爐的入口溫度和風量，即能增加余熱發(fā)電系統(tǒng)的受熱負載，由此增加余熱發(fā)電出力能力。
江西YFNF公司5000t/d熟料生產線配套余熱發(fā)電系統(tǒng)于2010年12月投產，余熱發(fā)電裝機容量9MW，為NJKS設計院常規(guī)式標配設計。由于熟料生產線石灰石（CaO：45%～52.80%，MgO：1.00%～7.00%，SiO2：0.50%～4.00%）質量差異性波動大，生料受其影響主要表現在高鎂、高硅、低鈣。雖通過精細化管理手段，多點搭配裝車進廠等措施，滿足了水泥熟料生產用原料的基本要求，但窯系統(tǒng)煅燒工況仍難以滿足余熱發(fā)電對高品質穩(wěn)定熱焓量煙氣的需求。自該系統(tǒng)投運以來，單位熟料發(fā)電量較低（年平均為34.09kWh/t）。
為此我們于2014年7月實施了將窯頭排風機余熱廢氣引入篦冷機冷卻風機進風口的系統(tǒng)技改方案。技改后提高了余熱發(fā)電AQC鍋爐進風溫度35℃以上，熟料冷卻品質沒有降低，單位熟料發(fā)電量提升至36.04kWh/t。同時中控操作及現場配合熟練后，單位熟料發(fā)電量逐步穩(wěn)定在38.04kWh/t以上。
本文就此次技改實踐進行總結介紹，僅供參考。
1技術方案與實施措施
1.1技術方案
在窯頭排風機出口裝設調節(jié)插板閥并架設主引風管道，使其與AQC鍋爐取風口對應的篦冷機冷卻風機進風口相連接（見圖1）。以此使得窯頭風機排出的90～100℃廢氣在風機壓頭作用下，通過主引風管道送入篦冷機的冷卻風機并加壓鼓入篦床熟料層，強化熟料熱交換，提高AQC鍋爐入口煙溫，并提高AQC鍋爐產汽量和余熱發(fā)電出力功率。
1.2參數選型
我公司AQC鍋爐在篦冷機上面只有一個取風口，其位于第三風室和第四風室之間，抽取篦床第二、三、四、五室篦床熟料層換熱熱風，對應篦下風室四臺冷卻風機標態(tài)供風能力約197000Nm3/h。根據氣體等壓膨脹原理，若窯頭排風機處廢氣溫度為90℃，環(huán)境空氣溫度按30℃測算，則風機需提供風量為236000Nm3/h，冷卻風機供風能力提高約20%。根據水泥企業(yè)工藝設計規(guī)范，管道風速取為12.5m/s，則主引風管道內徑選型為Ф2600mm，支引風管內徑與冷卻風機進風口一致，選型為Ф1400mm。
1.3配套措施
（1）提高風機轉速，以提高冷卻風機供風能力。修改篦冷機二～五室冷卻風機運行頻率，由50Hz高限調整為60Hz高限操作運行，確保冷卻風機供風能力提高約20%。
（2）采用高效風機技術，提高風機效率。應用新技術對風機葉輪加寬、葉片加長，并改變葉片導風角度來提高風機效率和供風能力。同時原風機葉輪與殼體間隙6mm～12mm，新技術應用后調整為2mm～6mm，大大降低了葉輪間隙產生的氣體渦流損失，使風機效率提高到80%以上，以此抵消冷卻風機變頻提速導致的功耗增加。
（3）充分利用頭排壓頭，降低風機拉風負載。在窯頭排風機與主引風管道連接位置后端的煙囪適當位置加裝拉風擋板，可使主引風管道能夠充分利用窯頭排風機產生的動壓頭效果，降低篦冷機冷卻風機拉風負載，以有效降低風機運行功耗。
（4）加強管道保溫，降低管道阻力。由于主引風管道直徑較大，長度較長，為盡量避免管道散熱降溫，需對管道實施保溫隔熱措施（采用巖棉氈包裹和鍍鋅鐵皮保溫防護措施）。管道布置應盡量縮短距離和避免轉彎。同時為滿足突發(fā)情況需要對篦床熟料層快速冷卻，在冷卻風機進風口處增設旁路冷卻風閥。
（5）盡量避免篦床風室漏風，確保篦床熟料層換熱效率最大化。加強篦冷機風室的漏風堵漏和篦床篦縫疏通，提高熟料層的透氣能力和熱交換能力，以此提高AQC鍋爐取風口風溫和熟料冷卻能力。
2運行效果
2014年7月系統(tǒng)技改方案實施結束，在運行中4臺篦冷機冷卻風機工作頻率實際調整到53～55Hz，系統(tǒng)運行平穩(wěn)。
AQC鍋爐進口風溫提高35℃以上，鍋爐負壓減小35Pa以上。單位熟料發(fā)電量提高2.59kWh/t，并且突破40kWh/t以上。熟料產量略有增加，熟料溫度環(huán)比反而下降10℃左右。窯頭排風機頻率有所降低，熟料綜合電耗下降約1kWh/t。熟料標煤耗變化不大，篦冷機冷卻風機變頻控制電機運行正常。
效益測算：按全年熟料產能160萬t、電網電價0.62元/kWh計算，全年產生經濟效益356萬元。
3結束語
本項目投資總額約40萬元，無新增運行成本支出，年新增經濟效益356萬元以上，投資回報率較高。
經過近半年多的觀察，入窯二次風、入爐三次風溫略微有些升高，但變化不明顯。熟料28d強度環(huán)比提升0.3MPa，熟料fCaO合格率提高5%以上。篦冷機二～五室篦板和冷卻風機葉輪無明顯磨損或損壞，主引風管道無積灰。系統(tǒng)操作運行平穩(wěn)，技術方案成熟可靠，技術指標提升突出（提高單位熟料發(fā)電量2.59kWh/t以上,熟料綜合電耗下降約1kWh/t），取得了預期效果。
從目前情況看，在不改變現有系統(tǒng)配置情況下，充分利用窯頭排風機的余風熱源，采用基于廢熱循環(huán)再利用技術提高余熱發(fā)電出力能力，將是企業(yè)精益管理降本增效和發(fā)展循環(huán)經濟重要途徑之一。
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