干法水泥旋窯純低溫余熱發(fā)電綜合經(jīng)濟(jì)效益探討
全球倡導(dǎo)節(jié)能減排、保護(hù)地球環(huán)境、減少燃料燃燒造成的大量溫室氣體排放,從而減緩全球大氣溫室效應(yīng),現(xiàn)今還處在應(yīng)對(duì)全球金融危機(jī)造成企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益下降受損時(shí)期;我集團(tuán)公司積極應(yīng)對(duì)此次金融危機(jī),響應(yīng)全球倡導(dǎo)的節(jié)能減排、減少溫室氣體排放號(hào)召,對(duì)現(xiàn)新建的新型干法旋窯水泥生產(chǎn)線配置純低溫余熱發(fā)電,對(duì)原未配置純低溫余熱發(fā)電的新型干法旋窯水泥生產(chǎn)線,也積極進(jìn)行技改籌建配置純低溫余熱發(fā)電,此即達(dá)上述節(jié)能減排目地又可為企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益,使企業(yè)在現(xiàn)激烈竟?fàn)幍纳鐣?huì)之中立于不敗之地。
我集團(tuán)公司2006年開(kāi)始至2009年10月共投運(yùn)了四條日產(chǎn)4500噸的新型干法旋窯水泥純低溫余熱發(fā)電及一條日產(chǎn)2500噸的新型干法旋窯水泥純低溫余熱發(fā)電,此五條純低溫余熱發(fā)電都采用雙壓系統(tǒng):汽輪機(jī)為主汽帶補(bǔ)汽的雙壓雙溫配置,蒸汽壓力為1.6MPa及0.35MPa,蒸汽溫度為320℃及170℃;窯尾SP余熱鍋爐單壓,蒸汽壓力為1.6MPa,蒸汽溫度為310℃;窯頭AQC余熱鍋爐為雙壓,蒸汽壓力為1.6MPa及0.35MPa,蒸汽溫度為345℃及180℃;兩余熱鍋爐都為立式布置,煙氣流程為上進(jìn)下出;窯尾SP余熱鍋爐帶機(jī)械振打清灰設(shè)備;此五套純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的投運(yùn),為企業(yè)增加了十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益,為減緩全球大氣溫室效應(yīng)也做出了一定貢獻(xiàn),但現(xiàn)各條線的噸熟料發(fā)電量卻各不相同,所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益參差不齊,前期投運(yùn)的二條純低溫余熱發(fā)電噸熟料發(fā)電量在25 kW.h/t、28kW.h/t,2009年投運(yùn)的三條純低溫余熱發(fā)電噸熟料發(fā)電量在28 kW.h/t、32kW.h/t 、40kW.h/t;以下就各條純低溫余熱發(fā)電量參差不齊的原因探討如下:
1、 干法旋窯水泥生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)單位不同,從而生產(chǎn)過(guò)程中的煙氣量、排煙溫度也不同,如蕉嶺鑫達(dá)日產(chǎn)4500噸干法旋窯熟料線其為天津設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì),其窯尾C1筒的排煙溫度約在365℃左右,龍門、福塔日產(chǎn)4500噸干法旋窯水泥線的設(shè)計(jì)單位為南京設(shè)計(jì)院,其窯尾C1筒的排煙溫度約在335℃左右,另兩設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的熟料篦冷機(jī)結(jié)構(gòu)形式也各不相同,活動(dòng)篦梁與固定篦梁的通風(fēng)方式有所不同、篦冷機(jī)熟料的冷卻風(fēng)量配置不同,故兩院同產(chǎn)量水泥生產(chǎn)線設(shè)計(jì)配套的純低溫余熱發(fā)電量也有所不同;
2、 干法旋窯水泥線生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣量、煙溫不同,另各水泥生產(chǎn)線原料磨用煙溫的要求不同(有需230℃、有只需200℃就可),故設(shè)計(jì)配套的余熱鍋爐受熱面面積大小、產(chǎn)汽量不同,故發(fā)電量也不同,如龍門一線與二線及現(xiàn)福塔、鑫達(dá)雖同是日產(chǎn)4500噸線,但各余熱鍋爐受熱面面積卻不相同,故各線的發(fā)電量也不同;
3、 干法旋窯水泥線產(chǎn)量的不同,其噸熟料標(biāo)煤耗不同,噸熟料余熱發(fā)電量也不同;如日產(chǎn)2500t/d線與日產(chǎn)4500t/d線的熟料篦冷機(jī)長(zhǎng)短差異特別大;4500t/d線熟料篦冷機(jī)長(zhǎng),有三段;2500t/d線篦冷機(jī)很短,只有二段,篦冷機(jī)很短由此造成運(yùn)行中煙氣溫度變化幅度大,AQC爐穩(wěn)定性遠(yuǎn)差于日產(chǎn)4500t/d線,此就使AQC爐負(fù)荷嚴(yán)重不穩(wěn),由此直接影響到余熱發(fā)電的發(fā)電量;
4、 各干法旋窯水泥線使用的原材料各不相同,有好有差,故生產(chǎn)過(guò)程中的熱工工藝參數(shù)也各不相同,特別是金塔公司的2500t/d線,原材料質(zhì)量較差又無(wú)預(yù)均化,故粉磨后的原材料質(zhì)量好、壞很不均勻,在此條件下熟料生產(chǎn)過(guò)程造成熱工工藝參數(shù)很不穩(wěn),時(shí)常二、三次風(fēng)溫都嚴(yán)重下降,此使生產(chǎn)煤耗增加,又嚴(yán)重影響到余熱發(fā)電量,故使用品質(zhì)差又未經(jīng)預(yù)均化的原材料,其生產(chǎn)過(guò)程中使用的煤量將有所增加,噸熟料標(biāo)煤耗高且發(fā)電量低;
5、 生產(chǎn)過(guò)程中使用的燃煤不同,有的揮發(fā)份高,有的熱量高,使其生產(chǎn)過(guò)程中煤的燃盡度不同,此也造成燃煤再生產(chǎn)過(guò)程中不能將所有熱量釋放出來(lái),從而造成噸熟料標(biāo)煤耗升高及發(fā)電量下降,生產(chǎn)用煤如使用石油焦、煙煤,由于其揮發(fā)份高,易煤性好,故使用滲有石油焦、煙煤的燃煤,其燃煤在生產(chǎn)過(guò)程中能充分燃盡,產(chǎn)生的熱量高,故其配置的純低溫余熱發(fā)電量就高,如鑫達(dá)公司的純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng),其噸熟料發(fā)電量在40kW.h及以上,每小時(shí)發(fā)電量在9500kW.h左右;
6、 窯工藝操作員的技術(shù)水平高低不同,使其在熟料生產(chǎn)過(guò)程中的用風(fēng)量、煤量、調(diào)節(jié)過(guò)程都有差別,此特別反映在出窯熟料的粒度上,生產(chǎn)熱工工藝好的,其熟料粒度成型均勻,其在冷卻機(jī)內(nèi)就能得到充分冷卻,熟料的熱量也能充分釋放出來(lái),從而能使熟料冷卻后的風(fēng)溫達(dá)余熱鍋爐所需煙溫,并能將冷卻機(jī)其尾部低的煙氣也回收,經(jīng)過(guò)余熱鍋爐作功產(chǎn)汽多發(fā)電;若生產(chǎn)熱工工藝不好,則出窯熟料粒度有大有小不能均勻成型甚至在篦冷機(jī)內(nèi)形成飛砂,則進(jìn)入冷卻機(jī)后其內(nèi)部的熱量不能充分換熱釋放出來(lái)而排出冷卻機(jī),另砂狀熟料進(jìn)入冷卻機(jī)則形成飛砂,造成大量冷風(fēng)進(jìn)入,此兩種狀況都將使進(jìn)入余熱鍋爐的煙溫大幅下降,不能達(dá)余熱鍋爐所需煙溫而由旁路門全部排放走;冷卻機(jī)內(nèi)煙溫下降幅度過(guò)大,當(dāng)煙溫低于300℃,AQC爐則會(huì)因汽溫低于汽機(jī)進(jìn)汽要求而被迫退出運(yùn)行,從而造成余熱發(fā)電量大降及大量浪費(fèi)除鹽水;
7、 管理模式的不同,其也整體對(duì)余熱發(fā)電量有所影響,現(xiàn)集團(tuán)內(nèi)企業(yè)對(duì)余熱發(fā)電的管理運(yùn)行有歸屬于電氣部進(jìn)行管理的,其余電與生產(chǎn)、燒成部不處于一個(gè)部門,則互相之間有時(shí)不能很好地互相綜合統(tǒng)籌間顧,此也對(duì)余熱發(fā)電量有一定影響;
8、 根據(jù)各地電價(jià)的不同或有區(qū)分峰、平、谷電價(jià)的企業(yè),則應(yīng)進(jìn)行綜合考慮,對(duì)于外購(gòu)電價(jià)高的企業(yè),可進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn),找出在噸熟料標(biāo)煤耗增加不多,而發(fā)電量能大增的工況,使其增加的煤費(fèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于多發(fā)出電量的電價(jià),從而產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益;對(duì)有峰、平、谷電價(jià)的企業(yè),則在平、谷時(shí)間按噸熟料最低標(biāo)煤耗工況進(jìn)行發(fā)電,對(duì)在峰期則可略增加煤量,也按上述方式,進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn),找出最佳的增加噸熟料標(biāo)煤耗的方式進(jìn)行多發(fā)電,從而減少峰期外購(gòu)電量,減少企業(yè)生產(chǎn)成本從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益;
針對(duì)上述各條,提出如下對(duì)策探討:
1、 成型的熟料生產(chǎn)線已不法改變,但對(duì)熟料冷卻機(jī)的配風(fēng)則可以進(jìn)行優(yōu)化技改,特別是對(duì)冷卻機(jī)一段風(fēng)量風(fēng)壓不足的可進(jìn)行增加風(fēng)量風(fēng)壓,使其熟料出窯達(dá)急冷且提高質(zhì)量目地,又可增加一段冷卻熟料而產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓丝蓾M足窯生產(chǎn)用風(fēng)量及余熱發(fā)電鍋爐的煙溫調(diào)節(jié)目地,最大限度地減少熱煙氣的直接排放,從而最大限度的提高發(fā)電量;如龍門公司一線的余熱發(fā)電系統(tǒng),則應(yīng)增加篦冷機(jī)一段風(fēng)量的前提下,可在冷卻機(jī)二段的前部再增加一個(gè)煙氣取風(fēng)口,并增加二個(gè)調(diào)節(jié)煙氣量的高溫百葉物料閥,龍門公司二線的余熱發(fā)電系統(tǒng),則也可在冷卻機(jī)的兩個(gè)煙氣抽風(fēng)管上加裝調(diào)節(jié)煙氣量的高溫百葉物料閥,從而能對(duì)煙氣溫度進(jìn)行靈活調(diào)節(jié),以期達(dá)余熱鍋爐最佳用煙溫;如對(duì)金塔公司余熱發(fā)電現(xiàn)存在窯頭冷卻機(jī)一段風(fēng)量嚴(yán)重不足,造成第一個(gè)煙氣取風(fēng)口的煙風(fēng)門自試運(yùn)行以來(lái)一直處在全關(guān)閉位置而不能使用,此造成當(dāng)進(jìn)入AQC爐的煙溫不達(dá)標(biāo)時(shí)而無(wú)法調(diào)節(jié)最終不經(jīng)余熱爐而走旁路而排掉,此造成了AQC爐煙溫太低而頻繁退出運(yùn)行,使發(fā)電量大減,不利余熱綜合利用,為此應(yīng)盡早增加篦冷機(jī)一段的風(fēng)機(jī),從而增加風(fēng)量及風(fēng)壓;
2、 此條已成事實(shí),但如今后在原料磨用煙溫可下降到200℃至210℃左右,則可進(jìn)行技術(shù)改造,可請(qǐng)鍋爐設(shè)計(jì)計(jì)算,調(diào)整余熱鍋爐受熱面而增加發(fā)電量;
3、 此條有待今后不斷技改試驗(yàn),共同提高發(fā)電量;
4、 此條則受當(dāng)?shù)氐脑牧纤?,也是不可改變的,原材料差,則造成熟料生產(chǎn)熱工工藝不穩(wěn),熟料質(zhì)量不穩(wěn)定,從而影響發(fā)電量,但如有可能則對(duì)無(wú)原材料預(yù)均化的企業(yè)爭(zhēng)取技改上原材料預(yù)均化設(shè)備,以此改變現(xiàn)狀;
5、 此條是可以改變的,但要考慮最終的綜合經(jīng)濟(jì)效益,如揮發(fā)揮高、熱值高的好煤價(jià)位合造,則可多用,此能在生產(chǎn)過(guò)程中完全充分燃燒,從而在同等量的用煤提供更多的熱量,此也就間接的提高發(fā)電量,如鑫達(dá)公司燃料中摻入了石油焦,石油焦熱值高、揮發(fā)份高,在窯內(nèi)能充分完全燃燒,故鑫達(dá)余電一投產(chǎn)其發(fā)電量就處在整個(gè)集團(tuán)余電的前位,但石油焦摻用,也必須考慮原材料的成份及對(duì)水泥熟料生產(chǎn)質(zhì)量的影響,而不能盲目摻加,應(yīng)進(jìn)行不斷試驗(yàn),找到一個(gè)最佳摻燒量,使熟料質(zhì)量不受影響而發(fā)電量又可增加;
6、 窯工藝操作員的技術(shù)水平高低不同,此條則應(yīng)加強(qiáng)窯操人員互相之間技術(shù)交流,選取好的經(jīng)驗(yàn)好的熱工工藝參數(shù),進(jìn)行規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)化操作,從而整體提高窯操技術(shù)水平,此即提高了窯產(chǎn)量、熟料質(zhì)量,又間接的提高了發(fā)電量;
7、 此條各公司可以進(jìn)行一些償試,將余熱發(fā)電歸口生產(chǎn)部(燒成部)進(jìn)行統(tǒng)一管理、考核,將發(fā)電量的考核與窯操、余電人員共同掛勾,在噸熟料標(biāo)煤耗有保證的情況下,制定好一可行的噸熟料發(fā)電指標(biāo)(可抽取一個(gè)月的高發(fā)供電量的平均發(fā)電指標(biāo)),盡量要采用多獎(jiǎng)少罰,如此才能提高運(yùn)行人員的積極性,才能充分發(fā)揮人的主動(dòng)性,才能更好的提高發(fā)電量;
8、 此條也值得試用,企業(yè)重視的是相同的投入要?jiǎng)?chuàng)造最高的經(jīng)濟(jì)效益;
9、 為確保余熱發(fā)電長(zhǎng)期安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,尚應(yīng)做好循環(huán)冷卻水的防結(jié)垢及除菌,也即做好循環(huán)水的預(yù)處理工作,現(xiàn)各企業(yè)余熱發(fā)電所用水質(zhì)不同,有用地表水,有用地下水的,故進(jìn)行水預(yù)處理的方法也不同,即水預(yù)處理用藥品不同,水預(yù)處理增加的費(fèi)用也就不同,相應(yīng)度電的增加消耗費(fèi)用也不同,此雖一定程度上影響了余熱發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮,則為余熱發(fā)電的長(zhǎng)期安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行創(chuàng)造了先決條件;
10、 另今后還可償試窯頭電收塵后排放的90℃左右低溫?zé)煔獬榛厥炝象骼錂C(jī)再循環(huán)使用,此又可再增加余熱發(fā)電量;
結(jié)束語(yǔ):純低溫余熱發(fā)電的投用,為保護(hù)地球環(huán)境而減少燃料燃燒造成的大量溫室氣體的排放做出了一定貢獻(xiàn),又使各干法旋窯熟料、水泥生產(chǎn)線企業(yè)生產(chǎn)成本下降、效益大增(熟料生產(chǎn)線的電耗可下降50%以上,水泥生產(chǎn)線的電耗可下降30%以上),但現(xiàn)各余熱發(fā)電生產(chǎn)線的發(fā)電量各不相同,并未進(jìn)入最佳狀態(tài),尚有潛力可挖,如各企業(yè)在重視熟料、水泥生產(chǎn)線的同時(shí)也對(duì)余熱發(fā)電給予高度重視,積極尋求實(shí)施最有利提高余熱發(fā)電量的方案,則最終將能使企業(yè)產(chǎn)生最大化的綜合經(jīng)濟(jì)效益。
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文章作者:季海兵 廣東塔牌集團(tuán)梅州金塔水泥有限公司 廣東蕉嶺 514100