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正文內(nèi)容

水泥廠純低溫余熱發(fā)電——畢業(yè)設計-資料下載頁

2025-02-27 12:41本頁面

【導讀】府重點鼓勵的對象。而水泥企業(yè)充分利用余熱發(fā)電,既可以最大限度滿足企業(yè)終身的用。我國作為世界最大的水泥生產(chǎn)和消費大國,也是能源緊缺國家,充分利用水。泥窯外分解系統(tǒng)余熱發(fā)電勢在必行。

  

【正文】 濃度高,灰所帶進的熱量也高。對于窯尾鍋爐,采用了機械振打清灰,減輕了高灰對傳熱的影響,灰濃度每增加 20g/Nm3,鍋爐蒸發(fā)量增加 %~1% 。 ⑼ 鍋爐運行時壓力參數(shù)變化的影響 對于額定蒸汽壓力 的余熱鍋爐,如按 壓力運行,產(chǎn)汽量將上升 2%左右,過熱蒸汽溫度將下降約 1% ~2%,同時過熱器和省煤器中介質(zhì)平均流速都有較大幅度提高。 為適應運行時壓力參數(shù)的變化,受熱面 布置應遵循“上多下少”的原則,即:①充足的過熱器 (過熱蒸汽溫度應比額定溫度高 1~2% );②適當?shù)恼舭l(fā)器;③較少的省煤器或不布置省煤器。 ⑽ 溫度參數(shù)變化對部件設計的影響 水泥窯頭煙氣溫度上下變化幅度很大,也很頻繁,當煙氣溫度升高時,余熱鍋爐產(chǎn)汽量隨之上升,為控制汽水阻力在一個合理的水平,在布置過熱器和省煤器時應考慮比較低的介質(zhì)平均流速 (這樣考慮對鍋爐降壓運行也有好處 )。采用大直徑汽包,增加水容量,減輕水位的波動。按可能的最高進口煙氣溫度選用合適的 材質(zhì),按可能的最大蒸發(fā)量確定鍋爐安全閥等。 ⑾ 系統(tǒng)設計壓力的比較 目前水泥窯純低溫余熱鍋爐代表性的設計壓力有 、 、 三種,以 最為普遍。不同設計壓力的余熱鍋爐,在結構上并沒有顯著的差異,但由于窄點高低不一,在蒸汽段省煤器的布置上有所不同: 鍋爐布置較多省煤器; 鍋爐布置較少或不布置省煤器; 鍋爐基本不布置省煤器。對于進出口煙黃河水院自動化工程系畢業(yè)論文 17 氣條件相同余熱鍋爐,配置不同的設計壓力,主 蒸汽焓值相差不大。但壓力越高,從熱力學角度看,做功效率會有所提高,如果要確定合理的蒸汽壓力參數(shù),還需考慮到系統(tǒng)配置、投資成本等方面。 ⑿ 易世達水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)特點: ① 采用最高發(fā)電量的雙壓發(fā)電系統(tǒng)。 ② 窯頭取風口開在較高溫度區(qū)域,系統(tǒng)采用 壓力參數(shù),鍋爐吸 熱量大,發(fā)電效率高。 ③ 對水泥窯余熱條件的變化的適用性好;采用獨立的過熱器,方便調(diào)整過熱汽溫。 純低溫余熱發(fā)電技術的拓展應用:純低溫余熱發(fā)電技術近幾年在水泥行業(yè)得到了廣泛的推廣應用,但在玻璃窯等其它建材行業(yè),純低溫余熱發(fā)電技術未得到廣泛應用,還處于起步階段。 通鍋利用自己在水泥低溫余熱利用方面所取得的成果與經(jīng)驗,對玻璃窯、鋼鐵燒結、石灰窯、硅鐵爐余熱利用技術做了深入的研究。在三峽新材,一條 450t/d、兩條 600t/d浮法玻璃線余熱鍋爐已投入使用,成功并網(wǎng)發(fā)電。在濟鋼、淮鋼,燒結余熱鍋爐投入運行,并網(wǎng)發(fā)電。 2021 年六月,中標國內(nèi)首個硅鐵爐余熱發(fā)電項目。 水泥廠純低溫余熱發(fā)電 18 6 余熱發(fā)電運行中的電氣問題 閥門的控制問題 投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn),由于設計保守,產(chǎn)汽量有較大富余,不得不調(diào)節(jié)旁通閥來控制煙氣進入鍋爐的流量,以控制鍋爐的產(chǎn)汽量,使發(fā)電量在一個安全范圍。經(jīng)過幾個月的調(diào)試與磨合,電站與水泥線中控達成共識,余熱發(fā)電系統(tǒng)只完全控制窯頭冷風閥,其他均電話通知窯操,由窯操根據(jù)水泥線控制參數(shù)來進行操作。這樣既不影響水泥線的正常生產(chǎn)又使得電站能安全運行。 高溫風機的頻繁跳閘問題 2021 年 10 月份,高溫風機開始頻繁跳閘。每次跳閘后 都能開啟,正常運行,但每隔 5~6h 過流一次。 對水泥線高溫風機電流趨勢觀察發(fā)現(xiàn),每隔 1~2h 就有一個小的電流尖峰,其他時候電流平穩(wěn),但跳閘前的電流過流時間稍長。結合這個現(xiàn)象,我們判斷可能是粉塵料在某個地方堆積,在一定時候突然剝落,大量粉塵料進入風中,造成高溫風機過流。 我們首先改進窯尾鍋爐振打裝置的控制方法,從下而上分層間隔啟動振打裝置,來避免塌料。改進后,間隔 1~2h 的尖峰電流消失了。又對余熱發(fā)電煙氣管道施工圖進行分析,判斷大股堆積料應該在窯尾旁通閥到鍋爐進口閥這一段,當粉塵堆積過多時旁通閥(蝶閥)已不能 嚴密關閉,小股堆積的粉塵料開始由蝶閥縫隙直接進入高溫風機,并進一步引起蝶閥的開啟,當全部的堆積料在短時間內(nèi)通過高溫風機時,就引起過流跳閘,在水泥生產(chǎn)線中控室風機電流趨勢上反映的就是一個大的尖峰。這兩種情況與小股塌料和大股塌料相對應。 問題找到后,針對性地采取了措施。規(guī)定:水泥線中控間隔 4h 開旁通閥 1 次,防止過多的粉塵堆積。自從間隔開啟旁通閥后,高溫風機就沒有因此跳閘,電流一直很平穩(wěn)。設計院也根據(jù)這個情況改進了后續(xù)項目的設計方案。 凝結水泵和給水泵的變頻控制 ⑴ 開始階段,凝結水泵故障率高,電動機軸承經(jīng)常燒壞,更換進口軸承后情況并未有多大改善。分析認為,可能是電動機與水泵匹配不好,使得軸承受力,磨損加劇,壽命變短。水泵廠家短時間內(nèi)改進了水泵型號,并免費更換了兩臺新型號的水泵,問題得到了解決。 開始時因?qū)Σ僮鞑皇?,所以余熱發(fā)電中控設置每班有 3 個操作員, 1 個巡檢員。主黃河水院自動化工程系畢業(yè)論文 19 要的操作是控制發(fā)電量、鍋爐水位和熱井水位。窯頭廢氣溫度的不穩(wěn)定會導致窯頭鍋爐產(chǎn)汽量波動,因此熱井水位也需要操作員頻繁操作調(diào)節(jié)。首先在程序控制上增加熱井水位的 PID 自動調(diào)節(jié),但使用一段時間 后發(fā)現(xiàn)閥門不受控制,且閥門摸上去燙手。其原因是由于頻繁開關導致電動機熱保護,使閥門不動作。由于頻繁的動作,閥門機械部分磨損嚴重,振動很大,嚴重時閥芯都振動脫落,緊急開旁通閥才解決問題。嘗試安裝了變頻器,使用后,熱井水位非常穩(wěn)定,熱井水位控制閥門開度 100%,而經(jīng)過 PID 控制參數(shù)的微調(diào),控制精度在 9mm 以內(nèi),大大超出預料。不但熱井水位穩(wěn)定,而且節(jié)約了用電(長期運行于 30~45Hz),延長了設備的使用壽命。 ⑵ 又將鍋爐上水的控制進行變頻改造,即將閥門控 制改成給水泵變頻控制,這樣鍋爐長期在零水位運行,效果很好。通過變頻改造,不僅提高了設備效率,還大幅度降低了操作人員的勞動強度,從原本需要 3 個監(jiān)控人員逐漸減少到現(xiàn)在的 1 個。 可以看出,凝結水泵平均節(jié)電率是 %,鍋爐給水泵平均是 %。 在變頻水位控制中需要注意以下幾點: ①啟動汽輪機時,需要開再循環(huán)閥門,如工況不穩(wěn)定,熱井水位最好手動控制,當負荷穩(wěn)定時就可以投自動控制了。 ②變頻控制下限不可過低,以免水泵出力太低,打不出水。 ②變頻控制下限不可過低,以免水泵出力太低,打不出水。 ③ PID 參數(shù)中的微分 量不可太小,以免引起電動機加速過流和 PID 調(diào)節(jié)振蕩。 ④給水泵頻率給定應。 ⑤ 使兩鍋爐上水壓力一致。 Woodward505 調(diào)速器的使用 Woodward505/505E 控制器是專為蒸汽輪機控制而設計的,采用現(xiàn)場可編程形式,通過控制器的編程菜單,工程師可以根據(jù)發(fā)電機應用或驅(qū)動機械負荷應用的要求,有針對性地配置參數(shù)。它可獨立運行,也可以與 DCS 系統(tǒng)結合使用。根據(jù)我廠特點,在和利時 系統(tǒng)中組態(tài)了啟動條件、故障復 位等,在 505 上組態(tài)了遠程自動啟動、遠程轉(zhuǎn)速給定(給定調(diào)門開度)和遠程負荷給定(自動負荷控制)等系統(tǒng)功能。 在建廠初期沒有組態(tài)負荷自動控制,由于鍋爐產(chǎn)汽量過多,很多時候負荷升得太快,稍不注意發(fā)電量就超過 7300kW,這對于 6000kW 的發(fā)電機來講是很危險的。后來組態(tài)了負荷的自動控制功能,中控給定一個發(fā)電量控制值,由 DCS 給 505 一個模擬量信號, 505根據(jù)給定信號經(jīng) PID 控制,自動控制調(diào)門開度,將發(fā)電量穩(wěn)定在給定值,有效地防止了過去由于操作員的疏忽而導致發(fā)電量過高的故障隱患。 水泥廠純低溫余熱發(fā)電 20 在使用負荷控制調(diào)節(jié)調(diào)門時,汽輪機 調(diào)速裝置內(nèi)的軸承會磨損,有時會卡澀,在中控反映就是調(diào)速時滯后太大。因此一般 6 個月需要更換一次軸承。 粉塵輸送系統(tǒng)的改進 在建廠初期沉降器收下的熟料粉塵是經(jīng)過螺旋輸送機輸送到水泥線的電除塵器輸送系統(tǒng)中,由于熟料粉塵溫度高,輸送距離長( 21m 左右),原設計的螺旋輸送機僅使用 3 個月就因變形、輸送軸偏心嚴重而徹底損壞。更換成拉鏈輸送機后情況好轉(zhuǎn),但因是連續(xù)運行,鏈條使用壽命也僅一年多。 因此采用料位自動控制,當熟料粉塵在沉降器錐斗堆積到一定高度時,料位計( AMETEK)動作,信號輸入 DCS, DCS 啟動拉鏈機 ,然后啟動分格輪下料,為了防止粉塵出料過多,分格輪安裝變頻器以 10Hz 速度運行下料,運行一定時間后停分格輪,延時停拉鏈機。拉鏈機平均每天運行時間為 ,有效地減緩了拉鏈機的磨損。同時又在DCS 程序中增加了時間控制,如果規(guī)定時間內(nèi)料位計沒有動作,則自動啟動一次下料程序。 通過改變拉鏈機控制方式,鏈條壽命現(xiàn)在已延長到 3 年左右,每年為公司節(jié)約生產(chǎn)成本 7 萬元左右;而且平均每天節(jié)約用電 180kWh 左右(拉鏈機電動機額定功率 11kW)。 由于建廠時的技術及裝備水平不高,汽輪機汽耗率偏大(約 ),裝機規(guī)模僅為6MW,汽輪機的額定進汽量也小于鍋爐產(chǎn)汽量(過多的蒸汽只能對空排掉或通過廢氣旁通減少鍋爐蒸發(fā)量),因此造成熱量沒有被充分利用。鑒于此,在原 6MW 汽輪發(fā)電機房的南側新建一座 9MW 汽輪發(fā)電機房(建設期間 6MW 汽輪機照常工作),仍利用原 6MW 機組主廠房的高低壓配電室及中控室; 9MW 汽輪發(fā)電機安裝完畢后,用拆下的 6MW 機組替代原 3MW 機組,實現(xiàn)增容改造。目前,改造已完成,發(fā)電量平均達 11MW 黃河水院自動化工程系畢業(yè)論文 21 參考文獻 [1] 范錫普 .發(fā)電廠電氣部分(第二版) .水利電力出版社 . 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