新型干法水泥窑纯低温余热发电站判断锅炉系统是否正常投入运行的判断方法韦忠

1、 韦 忠2014年4月10日近年来，随着国内投入生产运行的新型干法水泥窑纯低温近年来，随着国内投入生产运行的新型干法水泥窑纯低温余热电站越来越多，在余热电站调试及正常生产运行过程余热电站越来越多，在余热电站调试及正常生产运行过程中暴露出来的问题也越来越多，总结下来，主要问题有四中暴露出来的问题也越来越多，总结下来，主要问题有四个：个：一、余热电站在实际投入正常生产运行后需要很长时间才一、余热电站在实际投入正常生产运行后需要很长时间才 能达到设计或电站应该达到的发电能力；能达到设计或电站应该达到的发电能力；二、大部分已经投产的余热电站在实际正常生产运行过程二、大部分已经投产的余热电站在实际正常生

2、产运行过程中达不到设计或电站应该达到的发电能力；中达不到设计或电站应该达到的发电能力；三、大部分水泥生产厂不能判断已经投产的余热电站各锅三、大部分水泥生产厂不能判断已经投产的余热电站各锅炉、汽轮机、循环冷却水系统是否已正常投入运行；炉、汽轮机、循环冷却水系统是否已正常投入运行；四、大部分水泥生产厂不能确定已经投产的余热电站在水四、大部分水泥生产厂不能确定已经投产的余热电站在水泥窑实际废气余热条件下应该达到的发电能力。泥窑实际废气余热条件下应该达到的发电能力。 造成存在上述四个问题的主要原因：造成存在上述四个问题的主要原因：其一、水泥窑实际生产运行中废气余热条件的变其一、水泥窑实际生产运行中废气

3、余热条件的变化及余热电站设计或总承包单位发电功率设计计化及余热电站设计或总承包单位发电功率设计计算、余热电站热力系统配置、设备配置存在问题，算、余热电站热力系统配置、设备配置存在问题，这些问题是硬件问题也是主因；这些问题是硬件问题也是主因；其次、余热电站在调试、运行过程中，相当多的其次、余热电站在调试、运行过程中，相当多的水泥生产企业及余热电站设计或总承包单位对余水泥生产企业及余热电站设计或总承包单位对余热电站的生产、运行特殊性及对水泥窑生产运行热电站的生产、运行特殊性及对水泥窑生产运行的依赖性的认识错误，这些认识上的问题主要有的依赖性的认识错误，这些认识上的问题主要有如下几个方面：如下几个方

4、面： 对余热电站的这种认识是错误的。对余热电站的这种认识是错误的。通常来讲，锅炉由两部分组成：一部分是锅通常来讲，锅炉由两部分组成：一部分是锅-即锅炉即锅炉中的汽水部分；另一部分是炉中的汽水部分；另一部分是炉-即燃料燃烧部分。对即燃料燃烧部分。对于燃烧燃料的火力发电，在电站参数及设备配置都是正常于燃烧燃料的火力发电，在电站参数及设备配置都是正常的条件下，发电功率的多少主要取决于炉，也即是燃烧燃的条件下，发电功率的多少主要取决于炉，也即是燃烧燃料的多少及燃料的燃烧效率，因此，在火力发电厂中，司料的多少及燃料的燃烧效率，因此，在火力发电厂中，司炉是最重要的岗位。炉是最重要的岗位。对于余热电站，其余

5、热锅炉只有锅而没有炉，水泥窑废气对于余热电站，其余热锅炉只有锅而没有炉，水泥窑废气就相当于火力发电厂中燃料锅炉中的炉，因此，在余热电就相当于火力发电厂中燃料锅炉中的炉，因此，在余热电站热力系统配置、参数配置及设备配置都是正常的条件下，站热力系统配置、参数配置及设备配置都是正常的条件下，电站发电能力的多少主要取决于水泥窑的废气（包括废气电站发电能力的多少主要取决于水泥窑的废气（包括废气量、废气温度等）。量、废气温度等）。对余热电站的这种认识是错误的。对余热电站的这种认识是错误的。余热锅炉实际产汽量取决于水泥窑运行工况（包括：余热锅炉实际产汽量取决于水泥窑运行工况（包括：熟料产量、窑头窑尾废气量及

6、废气温度、原燃料烘干熟料产量、窑头窑尾废气量及废气温度、原燃料烘干所需的废气量及废气温度等）及锅炉换热面积配置数所需的废气量及废气温度等）及锅炉换热面积配置数量。余热锅炉设计产汽量及换热面积是假设水泥窑在量。余热锅炉设计产汽量及换热面积是假设水泥窑在某种恒定运行工况下产生的废气条件进行设计计算的，某种恒定运行工况下产生的废气条件进行设计计算的，但在实际生产中，由于水泥窑生产运行工况的变化即但在实际生产中，由于水泥窑生产运行工况的变化即际废气条件的变化（有时变化是很大的），会造成余际废气条件的变化（有时变化是很大的），会造成余热锅炉产汽量偏离设计产汽量，其偏离程度取决于水热锅炉产汽量偏离设计产汽

7、量，其偏离程度取决于水泥窑实际生产运行工况与余热锅炉计算设计产汽量时泥窑实际生产运行工况与余热锅炉计算设计产汽量时所用的水泥窑某种恒定运行工况之偏差。所用的水泥窑某种恒定运行工况之偏差。其次，余热电站实际运行蒸汽压力及温度往往远其次，余热电站实际运行蒸汽压力及温度往往远离设计蒸汽压力及温度，而余热锅炉蒸汽产量计离设计蒸汽压力及温度，而余热锅炉蒸汽产量计量装置的原理是测量安装于蒸汽管道上的蒸汽计量装置的原理是测量安装于蒸汽管道上的蒸汽计量装置前后蒸汽压力差，这个压力差又与蒸汽压量装置前后蒸汽压力差，这个压力差又与蒸汽压力有关（压力低于设计压力时，蒸汽体积大、蒸力有关（压力低于设计压力时，蒸汽体积

8、大、蒸汽流速高、蒸汽计量装置前后压力差大、仪表显汽流速高、蒸汽计量装置前后压力差大、仪表显示蒸汽量大；压力高于设计压力时，蒸汽体积小、示蒸汽量大；压力高于设计压力时，蒸汽体积小、蒸汽流速低、蒸汽计量装置前后蒸汽压力差小、蒸汽流速低、蒸汽计量装置前后蒸汽压力差小、仪表显示蒸汽量小），因此，当实际运行蒸汽压仪表显示蒸汽量小），因此，当实际运行蒸汽压力及温度与设计蒸汽压力及温度有偏差时，蒸汽力及温度与设计蒸汽压力及温度有偏差时，蒸汽产量计量装置检测出的蒸汽量是不准确的，且偏产量计量装置检测出的蒸汽量是不准确的，且偏差越大，蒸汽产量计量装置检测出的蒸汽量与实差越大，蒸汽产量计量装置检测出的蒸汽量与实际

9、蒸汽量偏差也越大。际蒸汽量偏差也越大。对余热电站的这种认识是错误的。对余热电站的这种认识是错误的。仅举例生料烘干如下：仅举例生料烘干如下：水泥窑配套建设余热电站前，窑尾预热器出口废气热量主水泥窑配套建设余热电站前，窑尾预热器出口废气热量主要用于生料烘干。在这种条件下，生料系统运行操作人员要用于生料烘干。在这种条件下，生料系统运行操作人员主要考虑能够将生料烘干即可，并逐渐形成操作习惯，不主要考虑能够将生料烘干即可，并逐渐形成操作习惯，不会去考虑也没必要考虑：会去考虑也没必要考虑：在不影响磨机产量、电耗、设备安全的情况下，为了减少在不影响磨机产量、电耗、设备安全的情况下，为了减少烘干用窑尾废气热量

10、，能否降低磨机入口废气温度、采取烘干用窑尾废气热量，能否降低磨机入口废气温度、采取什么措施来降低磨机入口废气温度？什么措施来降低磨机入口废气温度？水泥窑配套建设余热电站后，窑尾预热器出口废气热量虽水泥窑配套建设余热电站后，窑尾预热器出口废气热量虽然仍以满足生料烘干为主，但由于窑尾预热器出口废气热然仍以满足生料烘干为主，但由于窑尾预热器出口废气热量除了用于生料烘干外还用于发电，这就需要生料系统运量除了用于生料烘干外还用于发电，这就需要生料系统运行操作人员考虑：行操作人员考虑：在不影响磨机产量、电耗、设备安全的情况下，如何通过在不影响磨机产量、电耗、设备安全的情况下，如何通过改变操作或采取某些措施

11、，使用于生料烘干的废气热量最改变操作或采取某些措施，使用于生料烘干的废气热量最小（磨机入口废气温度最低）。小（磨机入口废气温度最低）。对余热电站的这种认识是错误的。对余热电站的这种认识是错误的。水泥窑配套建设余热电站前，熟料冷却机运行操作主要考水泥窑配套建设余热电站前，熟料冷却机运行操作主要考虑：虑：保证熟料强度、入窑二次风量及风温（风温越高越好）、保证熟料强度、入窑二次风量及风温（风温越高越好）、入炉三次风量及风温（风温越高越好）、出冷却机熟料温入炉三次风量及风温（风温越高越好）、出冷却机熟料温度（温度越低越好）、冷却机不冒灰（微负压）；度（温度越低越好）、冷却机不冒灰（微负压）；水泥窑配套

12、建设余热电站后，熟料冷却机运行操作除了考水泥窑配套建设余热电站后，熟料冷却机运行操作除了考虑上述因素后还需要考虑：虑上述因素后还需要考虑：冷却机产生的应该用于发电的废气是否已经全部用于发电冷却机产生的应该用于发电的废气是否已经全部用于发电（进入余热锅炉的废气量、废气温度）？（进入余热锅炉的废气量、废气温度）？冷却机出料端产生的不能用于发电的低温废气是否已经排冷却机出料端产生的不能用于发电的低温废气是否已经排出（不能进入余热锅炉），其废气量是多少、废气温度是出（不能进入余热锅炉），其废气量是多少、废气温度是否尽量低？否尽量低？考虑这些因素后，就需要调整冷却机运行方式、配风风机、考虑这些因素后，就

13、需要调整冷却机运行方式、配风风机、窑头收尘器引风机。窑头收尘器引风机。（1）窑尾预热器出口废气温度与SP炉入口废气温度的差值应控制在小于10。通常来讲：如果水泥窑实际熟料产量为2750t/d，则其差值每增加1，电站发电能力损失22KW25KW；如果水泥窑实际熟料产量为5500t/d，则其差值每增加1，电站发电能力损失42KW48KW。（2）SP炉出口废气温度应低于锅炉设计出口废气温度。通常来讲：如果水泥窑实际熟料产量为2750t/d，则每升高1，电站发电能力损失22KW25KW；如果水泥窑实际熟料产量为5500t/d，则每升高1，电站发电能力损失42KW48KW。（3）窑尾高温风机入口废气温度

14、应高于SP炉出口废气温度3以内（即：旁通废气管道阀门内漏风量小于3%）。通常来讲：如果水泥窑实际熟料产量为2750t/d，则每多升高1，电站发电能力损失22KW25KW；如果水泥窑实际熟料产量为5500t/d，则每多升高1，电站发电能力损失42KW48KW。（4）SP炉本体废气阻力：应小于800Pa。通常来讲：废气阻力越大，窑尾高温风机降低负荷的作用越不明显，当废气阻力超过1100Pa时，窑尾高温风机会增加负荷。（5）SP炉本体漏风率：应小于3%。通常来讲，在维持熟料产量不变的条件下：SP炉本体漏风率越大，锅炉出口废气温度也就越高，锅炉产汽量越小，锅炉本体废气阻力越大。当SP炉本体漏风率超过1

15、0%时，锅炉出口废气温度将增加10以上，电站发电能力降低15%以上，窑尾高温风机负荷增加5%以上。（6）SP炉炉墙外表面温度：应小于55。通常来讲，对于内护板为钢护板、外护板为彩钢瓦的炉墙，炉墙外表面温度不容易测量，测量出的温度与实际温度偏差较大（一般在20以上）。当炉墙外表面温度超过55，每超出5，电站发电能力减少1%。（7）SP炉本体废气阻力分布：每组受热面废气阻力应接近或偏差不大。通常来讲，当某一组受热面废气阻力突然增加时：或者该组受热面漏水、或者该组受热面积灰严重。（8）SP炉炉内废气温度分布：当为单压锅炉时：不关注此问题；当为双压锅炉时：高压段锅炉出口废气（低压段锅炉进口废气）温度比

16、高压段锅炉汽包压力对应的饱和温度高出25以内。如果水泥窑实际熟料产量为2750t/d，则每多高出1，电站发电能力损失22KW25KW；如果水泥窑实际熟料产量为5500t/d，则每多高出1，电站发电能力损失42KW48KW。（9）窑尾高温风机负荷：应比SP炉投入前略有降低。当不能达到上述标准时，通常来讲是锅炉设计、电站设计存在问题。（1）窑头罩负压与电站投运之前相比无明显变化：保证电站与窑不争风。（2）出冷却机熟料温度：应小于120。通常来讲：如果水泥窑实际熟料产量为2750t/d，则出冷却机熟料温度每增加1，电站发电能力损失4.0KW5.0KW；如果水泥窑实际熟料产量为5500t/d，则出冷却机熟料温度每增加1，电站发电能力损失9.0KW11.0KW。（3）冷却机余风（直接排入窑头收尘器）风温：日平均温度应控制在120140。通常来讲：冷却机余风温度增加或降低，电站发电能力都将产生损失（冷却机余风温度升高