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5000t/d生產線余熱發電量低的熱工分析

作者:譽騰集團 瀏覽: 發表時間:2017-03-20 00:00:00

5000t/d生產線余熱發電量低的熱工分析

原創 2017-03-17 張蒙蒙,于世川 水泥

山東山水集團有限公司棗莊5000t/d熟料生產線配套的9MW余熱發電機組發電能力不足6400kW,而另一條5000t/d微山線相同設計的9MW余熱發電機組發電能力達8500kW。經勘查兩條生產線產能均正常,窯工況都相對穩定,為了查找余熱發電能力相差較大的原因,集團對兩條生產線做了一次系統的熱工標定。

1 兩線標定計算數據對比

1.1 兩線余熱系統介紹

1為兩線余熱發電系統示意。如圖1所示,余熱系統配有獨立的ASH過熱器,篦冷機的二、三室及末端位置分別引出高溫、中溫和低溫煙道,其中高溫廢氣經過窯頭ASH獨立過熱器后同中溫廢氣匯合進入窯頭AQC爐。廢氣出AQC爐后與低溫廢氣匯合直接排入窯頭袋除塵器,C1出口廢氣從余熱系統的SP爐頂部進入,自上而下地加熱鍋爐。因為直接對比廢氣溫度和風量無法直觀地看出所存在的差異,所以本文換算為熱量單位來進行比對,可以一目了然。

1 兩線余熱發電系統示意

1.2 標定計算數據對比分析

  1)可用余熱廢氣量對比

  棗莊線與微山線標定的部分計算數據如表1和表2所示。

1 棗莊線部分標定數據

2 微山線標定部分數據

 

  從表1和表2的對比可以看出,雖然微山線熟料系統收入總熱量低于棗莊線,但是微山線發電能力卻遠高于棗莊線,這是因為微山線可用余熱占比熟料系統總熱量高于棗莊線,棗莊線可用廢氣余熱熱量比微山線低29872252kJ/h,按照其余熱鍋爐效率和汽輪機發電效率來計算這些熱量至少可以得到發電能力1600kW。

  2)鍋爐做功能力對比

  鍋爐做功方面的區別通過表3和表4進行對比。

3 棗莊線余熱發電系統標定數據

4 微山線余熱發電系統標定數據

  余熱鍋爐吸收熱量占比余熱系統熱量和汽輪機進汽端熱量占比余熱鍋爐吸收熱量這兩項數據反映了余熱鍋爐的一個總體做功水平,它和鍋爐保溫能力、內部管排分布設計、材質、結垢、漏風及蒸汽輸送管路散熱閥門泄漏等因素有關。從表3和表4的對比看出汽輪機進汽端熱量占比余熱鍋爐吸收熱量相差無幾。造成棗莊線發電量低的主要原因是棗莊線汽輪機總收入熱量低于微山線27928920kJ/h,整體可利用廢氣熱量的減少降低了余熱鍋爐的蒸發量所致。

  3)汽輪機組性能對比

  汽輪機組性能對于余熱發電量的影響也至關重要,兩條線汽輪機組的性能對比見表5。

  通過表5可以直觀地看出在標準煤耗和臺時產量相差不多時,噸熟料發電量相差非常明顯,另外,棗莊線的汽輪機真空度遠低于微山線。汽輪機組這些相關數據的差異都說明棗莊線的汽輪機真空度也是影響發電量的另一個重要原因。在現場我們首先更換了一個新的汽輪機排汽室溫度表,所測溫度和原溫度表一致,排除了中控數據顯示錯誤的可能性。仔細排查現場設備,發現汽輪機導管疏水管線表面溫度達到175℃,這說明導管疏水控制閥門損壞,導致汽輪機汽缸有一部分高溫汽體流入凝汽器喉部,降低了凝汽器的做功效率,這是汽輪機真空度低的主要原因。按照以往的工作經驗,真空度每下降1kPa,發電能力將至少會下降150kW。除此之外汽缸高溫蒸汽泄露也會降低發電能力,如果棗莊線汽輪機真空度提高到-0.093MPa,那么發電能力大約可以再提高500kW。

5 棗莊線和微山線汽輪機組性能對比

2 SP爐旁路閥門損壞引起的廢氣短路問題

  在對兩線熱工標定期間發現兩線SP爐旁路都不同程度存在漏風短路現象,即C1出口有一部分廢氣不經過SP爐直接從旁路管道進入窯尾高溫風機入口,損失了大量的余熱資源。棗莊線SP爐旁路短路廢氣量3200m3/h,折合發電能力約300kW,微山線SP爐旁路短路廢氣量4200m3/h,折合發電能力400kW以上。

3 問題處理及整改效果

  綜上所述,棗莊線余熱發電量低的主要原因是:***是可利用余熱資源的減少,高中溫區鼓風量少,另外篦冷機三室篦縫堵塞導致的氣路不通無法及時和出窯熟料熱交換獲得余熱資源,棗莊線停窯篦冷機檢修印證了這一推測;第二是汽輪機組導管疏水閥門泄露高溫蒸汽導致凝汽器做功下降,影響了發電量;第三是SP爐廢氣短路,一般情況下SP爐出口廢氣溫度低于窯尾高溫風機入口溫度,那么就可以認為SP旁路廢氣閥門關閉不嚴有漏風現象。

  按照標定整改要求,本次檢修工作清理篦縫更換篦板和磨損泄漏的閥門,棗莊線發電能力在開機后基本在83009000kW之間波動,汽輪機真空度可以維持在-0.092-0.093MPa之間,這說明我集團熱工標定對于該問題的診斷是正確的。



作者:張蒙蒙1,于世川2

作者單位:1.山東山水集團有限公司;2.山東譽騰工業科技有限公司

文章摘自《水泥》雜志2016年第12期



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