闪蒸技术余热发电在3×5000T/D水泥生产线上的运用及操作

　　一、 概述

　　1.1 项目介绍：

　　水泥工业发展到今天，工艺和设备技术水平有了长足进步，尽管水泥生产过程的热耗(燃煤)较以前下降了许多，但由于水泥窑的规模大，废气排量巨大，因此废气余热量仍然很大，如果能将这些热量回收用于发电，其发电量相当可观。水泥窑的废热排放主要集中在窑头冷却机和窑尾预热机排放的废气，其中预热机的废气还要用于原料烘干，我们利用预热机的废气只能在回收其热量后将它的温度降至250℃，而冷却机的废气不作其他用途，我们要充分利用其热量，回收热量后，它的排气温度可降至约90℃。因此，在充分考虑工艺流程和生产需要的基础上，结合母公司花莲厂二十年来在余热发电方面积累的丰富建设和运行经验，决定采用日本JFE公司的系统。该项目进展分两期完成：第一期工程为一、二窑余热发电项目自2004年12月破土动工，于2006年3月7日并网发电;第二期工程为配合三号窑2007年7月投产，锅炉热气于同年8月12日并入。

　　1.2 工艺流程：

　　目前系统将三套窑的废热回收合并发电，为了回收窑头冷却机的废热，设置AQC锅炉(每套窑各一套)，AQC锅炉设计为水平管式强制循环锅炉，带汽水鼓，废气垂直方向通过锅炉，锅炉依废气流向依次布置过热器、蒸发器和节热器;由于冷却机废气粉尘为熟料颗粒，粘附性不强，除尘方式采用自然沉降不使用机械振打装置，在AQC锅炉之前设置了旋风筒，降低熟料粉尘对锅炉的影响。

　　在窑尾预热机设置SP锅炉(每套窑各一套)，SP锅炉采用垂直管式强制循环锅炉，带汽水鼓，废气水平方向通过锅炉，锅炉依废气流向依次只设过热器和蒸发器，以使锅炉出口废气温度能达到250℃，用于原料干燥;预热机废气粉尘为生料粉，粘附性较强，故SP锅炉设置机械振打装置来解决粉尘附着的问题。为充分回收热能，系统配置了高、低压闪蒸器，采用能使用不同压力和温度参数的汽轮机。其中一、二号水泥生产线配置一套高、低压闪蒸器，而三号水泥生产线又配置一套高、低压闪蒸器，采并联方式运行。闪蒸技术在水位控制方面较复杂，尤其在三套窑共用一套涡轮发电机时互相影响的因素就更多了，但本系统采用了高度自动化控制系统，且完全掌控三套蒸汽共推一套涡轮发电机的复杂控制问题。其简要流程图如下(图一)：

　　图一

　　二、实际操作及改善措施

　　目前国内在水泥生产线余热发电技术也较成熟，一般的水泥生产线余热发电站配置情况基本是一条水泥生产线配一套涡轮机及发电机，或者是两条水泥生产线配一套涡轮机及发电机，很少有三条水泥生产线配一套涡轮机及发电机，而本公司的余热发电站就是将三条水泥生产线共配一套涡轮机及发电机，并且为了充分降低窑头的废气温度，增设了两套高、低压闪蒸器来辅助发电。我们通过在从两条水泥生产线配一套涡轮机及发电机的配置运行操作到今天的三条水泥生产线配一套涡轮机及发电机系统的操作中得出许多实践操作经验，现就操作方面有如下几种情况以及相应的应变方式：

　　第一种为闪蒸器管路内的水锤现象：

　　在水泥生产线上的余热发电站比较容易发生水锤现象的应该是在补水管路内。就本厂而言，就是当#1AQC或#2AQC锅炉停炉时，其本身节热器出口水温会逐步下降，而另外一套AQC锅炉正常运转中，使得进入#1高压闪蒸器的两条管路水温相差越来越大，在冷、热水相遇时就会发生水锤现象,对此本公司在节热器到#1高压闪蒸器控制阀前各安装一电动阀做自动控制排低温水至冷凝器,即回收了冷凝水，且确保了没有水锤现象发生。具体流程如下(图二)中151.17、151.18和351.17马达控制阀所示。