內(nèi)容摘要：介紹了12MW熱電聯(lián)產(chǎn)裝置的特點及運行情況總結(jié)。

關(guān)鍵詞    熱電聯(lián)產(chǎn)  運行  總結(jié)

1.前言

    福建永安智勝化工有限公司是以生產(chǎn)經(jīng)營高效化肥為主的省百家重點企業(yè)，具有先進的經(jīng)營理念、科學的管理模式和雄厚的資金實力。公司主要產(chǎn)品及生產(chǎn)能力為：合成氨16萬t/a、尿素20萬t/a、食品級CO2 3萬t/a，其中，合成氨、尿素產(chǎn)量居福建省第二位，并與中化集團合資生產(chǎn)高效三元復(fù)合肥20萬t/a、與福建永安化工廠合資生產(chǎn)工業(yè)結(jié)晶硝酸銨6.25萬t/a，公司通過了ISO9001質(zhì)量體系認證，尿素、高效三元復(fù)合肥產(chǎn)品為“國家免檢產(chǎn)品”。

    多年來，企業(yè)為福建省化肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出了重要貢獻，被國家發(fā)改委列為首批氮肥原料及動力結(jié)構(gòu)調(diào)整項目——12MW熱電聯(lián)產(chǎn)裝置工程，是福建永安智勝化工有限公司加快發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。

2.裝置基本情況

    總投資9500萬元的12MW熱電聯(lián)產(chǎn)技改工程，其建設(shè)規(guī)模依據(jù)以熱定電和廢渣、廢氣、余熱、余壓資源綜合利用的原則，新建1臺75t/h次高溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐及1臺次高溫次高壓吹風氣余熱鍋爐，配1臺單機容量為12MW次高壓雙抽汽冷凝式汽輪發(fā)電機組。該工程于2005年1月開工建設(shè)以來，經(jīng)過500多天的緊張施工，終于實現(xiàn)裝置一次性開車成功。該裝置從2006年7月1日投產(chǎn)、運行至目前負荷率達到101％，全廠熱效率達到77％，熱電比達到415％，自動投入率和保護投入率及各類試驗合格率均達到100％。預(yù)計年發(fā)電量1.06億KW.h、年供熱135.7萬GJ。

3.裝置的原則性熱力系統(tǒng)圖及說明

3.1原則性熱力系統(tǒng)圖（見圖1）

3.2原則性熱力系統(tǒng)圖說明

    圖1為CC12-4.9/1.7/0.6型雙抽汽冷凝式汽輪發(fā)電機組的原則性熱力系統(tǒng)圖。燃煤鍋爐的額定蒸發(fā)量為75t/h、壓力為5.3MPa、溫度為485℃，吹風氣余熱鍋爐的額定蒸發(fā)量為40t/h、壓力為5.3MPa、溫度為485℃。該機組有二級調(diào)整抽汽，二級不調(diào)整抽汽，配一臺低壓加熱器，一臺高壓加熱器。一級調(diào)整抽汽壓力為1.7MPa、二級調(diào)整抽汽壓力為0.6MPa,一、二級抽汽直接供應(yīng)尿素工序及造氣工序，三級抽汽供除氧器用，四級抽汽供低壓加熱器使用?；瘜W補充水直接進入除氧器。高壓加熱器的疏水進入除氧器，裝置內(nèi)的四級抽汽凝結(jié)水均經(jīng)高、低壓疏水膨脹箱回收進入除氧器，軸封加熱器及低壓加熱器的疏水均進入凝汽器。

4.裝置的技術(shù)特征

4.1廣泛應(yīng)用先進的技術(shù)保障措施，為裝置安全運行提供保障

（1）12MW機組采用了部分大型機組使用的控制設(shè)備和技術(shù)，如系統(tǒng)采用英國歐陸Eurotherm公司的DCS控制、汽輪機采用北京?和利時的DEH控制系統(tǒng)，這些技術(shù)的使用，實現(xiàn)了生產(chǎn)的微機進行自動控制，對異常情況調(diào)節(jié)迅速，操作人員的角色由直接操作者變成了監(jiān)控者，提高了運行可靠性。

（2）在汽機上安裝了國產(chǎn)先進的在線監(jiān)視系統(tǒng)，對關(guān)鍵部位的震動、軸向位移、熱膨脹、脹差、轉(zhuǎn)速等參數(shù)進行在線監(jiān)測。

（3）設(shè)置大量的連鎖裝置，根據(jù)不同的控制要求，及時控制連鎖裝置，保證裝置安全運行。

（4）采用UPS備用電源自投技術(shù)，解決裝置關(guān)鍵部位失電時應(yīng)急用電。

4.2實施技術(shù)創(chuàng)新，降低生產(chǎn)能耗

（1）率先應(yīng)用載波內(nèi)反饋調(diào)速電機技術(shù)

    本裝置配備的75t/h循環(huán)流化床鍋爐引風機功率為400KW，額定轉(zhuǎn)速1000rpm；一次風機功率為450KW，額定轉(zhuǎn)速1500rpm；供電電壓均為6KV。鍋爐在運行過程中需要根據(jù)工況對風壓進行調(diào)節(jié)，如果采用傳統(tǒng)的風門來調(diào)節(jié)風壓，因為風門的阻截會導(dǎo)致電機運行效率低，節(jié)能效果不明顯；且風壓不穩(wěn)定，爐況波動大。若采用高壓變頻不但投資大，而且因為高壓變頻器連在高壓與電機之間，可靠性低，維護比較困難。

    近幾年，內(nèi)反饋交流調(diào)速電機技術(shù)和控制系統(tǒng)得到快速發(fā)展，產(chǎn)品有大、中容量6KV、10KV電壓等級。斬波內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)利用現(xiàn)代電子技術(shù)，控制電動機轉(zhuǎn)子（繞線式）感應(yīng)電流，從而控制轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)矩，達到調(diào)速目的。

    綜合以上因素，本裝置在鍋爐技術(shù)方案設(shè)計時應(yīng)用了此項新技術(shù)，在全國氮肥企業(yè)熱電廠中屬率先采用此項技術(shù)。從我公司生產(chǎn)實踐證明，采用內(nèi)反饋斬波調(diào)速控制器具有高壓變頻器所不具備的一些優(yōu)點：

    ①內(nèi)反饋調(diào)速采用頻敏啟動，啟動電流小，啟動轉(zhuǎn)矩大；高壓變頻器雖然啟動電流可以從零開始，但是對于啟動慣性大的風機負載時，啟動將會很困難；

    ②內(nèi)反饋可以工作在全速和調(diào)速兩種狀態(tài)，在調(diào)速故障時能自動切換到全速運行，以保證生產(chǎn)正常運行；而高壓變頻器則不具備，或必須另外加裝旁路；

    ③內(nèi)反饋調(diào)速控制的是電機的部分容量，只有電機額定容量的20％，所以損耗比高壓變頻器小近一半，調(diào)速效率比高壓變頻高，綜合節(jié)電效果更好；從本裝置實際運行證明，采用內(nèi)反饋載波調(diào)速控制器比不使用調(diào)速產(chǎn)品時可節(jié)能約30％，即一小時可節(jié)電199KW?h；

    ④內(nèi)反饋調(diào)速控制器連在電機轉(zhuǎn)子側(cè)，所以電壓一般在1000V以下，對我們用戶來說，這樣維護起來就比較容易；而高壓變頻器則相反，裝置必須處理高壓，安全性降低，維護也較困難。

（2）采用最新的低溫吹風氣余熱發(fā)電技術(shù)

    隨著我公司生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，即造氣爐的增加，吹風氣氣量發(fā)生了變化，原有的吹風氣余熱鍋爐已不能適應(yīng)目前的生產(chǎn)工況；同時為了提高蒸汽能量梯級利用效率，故配套熱電聯(lián)產(chǎn)技改工程新建1臺低溫吹風氣余熱發(fā)電鍋爐機組。主要技術(shù)創(chuàng)新要點：

    ①改變原余熱鍋爐機組的結(jié)構(gòu)形式，在鍋爐機組外、燃燒爐補燃段處增設(shè)水冷式補燃裝置，旨在控制馳放氣（補燃氣體）燃燒時的高溫煙氣進對流段的溫度達到碳化煤球造氣吹風氣煙灰不會燒結(jié)的程度；

    ②采用?48200×11600雙層矮胖式蓄熱型非預(yù)混燃燒爐，降低吹風氣在燃燒爐內(nèi)的流速和阻力，增加停留時間，使用吹風氣中可燃物充分燃燒，從而滿足“三重風”的設(shè)計需要；

    ③余熱鍋爐機組采用微機DCS控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了鍋爐液位、過熱蒸汽溫度、馳放氣壓力的自動控制，而且穩(wěn)定可靠，并在過熱器蒸汽放空、過熱蒸汽出口、鍋爐緊急放水等處安裝了電動閥，在微機上即可控制開啟度。

    ④本余熱鍋爐所產(chǎn)的高品位蒸汽（5.3MPa，485℃）先送入熱電廠的蒸汽母管中進行發(fā)電，后供造氣工序使用，實現(xiàn)能量二級利用，提高了余熱回收利用價值。

    ⑤余熱鍋爐機組尾部安裝了靜電除塵器，從而保證煙氣達標排放（環(huán)境監(jiān)測煙塵濃度為10.3mg/m3，保護了環(huán)境。

（3）熱電化水采用一級除鹽后再加一級混床處理技術(shù)

    為了確保鍋爐給水的質(zhì)量，本裝置化學水處理采用一級除鹽后再加一級混床處理技術(shù)，規(guī)模按150t/h能力配置；三列，兩開一備。工藝流程圖見圖2。

該裝置的特點：

    ①進樹脂床前，清水已經(jīng)過混凝和過濾處理，再經(jīng)活性炭吸附處理。截污和去除有機物效果都比較好，并使用空氣擦洗濾料，大大提高反洗效果。

    ②陽床、陰床為逆流式頂壓再生固定床，其再生效果好，使用周期較長，酸堿較省。

    ③流程末端增加混床處理裝置，進一步提高了裝置除鹽和脫除SiO2的能力。同時也起到二級把關(guān)的作用，防止陰床失效后不合格水的送出。

    ④裝置采用微機DCS控制系統(tǒng)，并配備了在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了DCS控制，數(shù)字化調(diào)節(jié)，在線監(jiān)測，裝置運行穩(wěn)定可靠;脫鹽能力強，化水水質(zhì)達到國家二級標準。即混床出水總硬度≈0，SiO2≤20ug/L，電導(dǎo)率≤0.2us/cm，〔Na+〕≤20 ug/L,PH=6.0～7.5。為汽機長周期、穩(wěn)定運行創(chuàng)造了良好的條件。

（4）積極應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)

    結(jié)合本工程鍋爐摻燒造氣細灰的特殊性，為了確保循環(huán)流化床鍋爐和長周期穩(wěn)定運行，本工程在飛灰回燃裝置的J閥風機、二次風機及圓盤喂料給渣機等均采用了變頻技術(shù)，為鍋爐的穩(wěn)定運行及降低鍋爐運行電耗創(chuàng)造了良好的條件。

4.3采取嚴格的環(huán)境保護措施，改善大氣環(huán)境質(zhì)量

（1）在循環(huán)流化床鍋爐尾部安裝了靜電除塵和高效濕法稀氨水脫硫裝置，鍋爐煙氣經(jīng)處理后達標排放。具體煙氣監(jiān)測數(shù)據(jù)見表1

(2)破碎工序、干煤棚和灰渣裝車等系統(tǒng)均安裝袋式除塵器，煤輸送系統(tǒng)采取全密閉操作方式，并采取定時噴水清掃等降塵措施，減少粉塵的無組織的排放。

（3）規(guī)范設(shè)置煤灰渣堆場，灰渣等固廢做到及時清理，并采取全封閉的專用運輸車運輸灰渣，防止產(chǎn)生二次污染。

（4）選用低噪聲設(shè)備并采取隔聲、消聲和減震等綜合降噪處理措施，確保廠界噪聲達標排放。

5.裝置運行情況

    12MW熱電聯(lián)產(chǎn)裝置有關(guān)運行數(shù)據(jù)（2006年10月22日～10月29日）見表2：

從以上數(shù)據(jù)測算出本裝置發(fā)電煤耗率為338g/kw.h（余熱爐消耗參照燃煤鍋爐按所供蒸汽折算成燃煤耗），預(yù)計年效益1600萬元以上。

6.存在問題及建議

    循環(huán)流化床鍋爐在原設(shè)計中雖然采取了許多防磨措施，但實際運行中其受熱面和分離器的磨損速度仍比常規(guī)鍋爐大得多。本裝置在運行期間停爐檢修時發(fā)現(xiàn)存在以下問題：

6.1高溫過熱器管束有磨損現(xiàn)象，磨損部位在防磨罩經(jīng)過處，此處煙氣易形成渦流而加劇沖刷。為此應(yīng)采取將高溫過熱器前排防磨罩由120°型改為180°型。

6.2關(guān)于燃料顆粒特性對鍋爐運行的影響

    粗顆粒燃煤較多時對鍋爐運行的影響：（1）會沉積于燃燒室下部燃燒，易造成密相區(qū)燃燒份額過大，爐床超溫結(jié)焦;（2）床層加厚風阻增大，如果采取經(jīng)常排渣措施，會造成帶出熱量多、鍋爐效率下降，如加大風壓，則電耗會加大;（3）風壓加大，大顆粒在爐內(nèi)流速增大，加劇了爐內(nèi)下部受熱面的磨損。

    為此一定要穩(wěn)定控制好燃料中各種粒度物料的比例，摸索合理的爐膛溫度流化狀態(tài)下的合理風量，從而保證設(shè)計工況性能。

7.結(jié)語

該工程充分體現(xiàn)了氮肥企業(yè)建設(shè)熱電站，實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，可實現(xiàn)廢渣、廢氣、余熱、余壓資源綜合利用，具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量、增加電力供應(yīng)等綜合效益。是提高能源利用率、降低能耗的重要措施。這是以煤為原料的中、小氮肥企業(yè)徹底解決造氣爐渣及細灰綜合利用，使其變廢為寶的一條重要途徑。也是氮肥企業(yè)降低生產(chǎn)成本、增加效益、提高企業(yè)市場競爭力的必然選擇，也符合國家有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策。

文章作者：邢一德 （福建永安智勝化工有限公司 366013）