【正文】 泥窯運轉(zhuǎn)率，不改變水泥生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備，不增加熟料電耗和熱耗的前提下，將水泥窯窯尾預(yù)熱器排出的廢氣余熱、窯頭熟料冷卻機排出的廢氣余熱轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。 利用 DCS 系統(tǒng)同時實現(xiàn)生產(chǎn)報表、操作運行記錄、事故發(fā)生及處理記錄、參數(shù)運行曲線打印等管理控制功能。 對于熱工參數(shù)及信號，具有數(shù)據(jù)記錄功能，圖形表示功能和操作功能。設(shè)備運行時的控制、監(jiān)視及保護(hù)、調(diào) 節(jié)均由設(shè)在汽輪發(fā)電機房的主控室集中監(jiān)控。該種接線方式可保證電站與系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)靈活，同時亦可保證站用電的安全和可靠。在原水總硬度 ≤300mg/L、濁度 ≤2 度、氯化物＜ 25mg/L 情況下，處理后水質(zhì)殘留硬度可達(dá)到 ≤。 ⑥ 化學(xué)水處理系統(tǒng) 采用 “ 組合式雙柱鍋爐軟化水 ” 系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有經(jīng)濟實用、常年運轉(zhuǎn)費用低、操作簡便、整體性強、占地面積小等特點。該系統(tǒng)運行時，循環(huán)冷卻水泵自循 環(huán)水池抽水送至各生產(chǎn)設(shè)備冷卻用水，換熱后的冷卻水（循環(huán)回水）用循環(huán)水泵的余壓送至 逆流式機械通風(fēng)冷卻塔 ，冷卻后的水流至循環(huán)水池，供循環(huán)水泵繼續(xù)循環(huán)使用。 ④ 補汽凝汽式汽輪發(fā)電機組 汽輪機采用帶補汽口的 補汽凝汽式汽輪機，發(fā)電機采用交流發(fā)電機，可控硅勵磁。蒸汽 Ⅰ 段設(shè)高壓加熱器、高壓蒸發(fā)器，生產(chǎn) ～ 的飽和蒸汽；蒸汽 Ⅱ 段設(shè)低壓加熱器、低壓蒸發(fā)器和低壓 過熱器，生產(chǎn) ℃ 的過熱蒸汽；熱水段設(shè)加熱器，生產(chǎn) 100～ 105℃ 的熱水。蒸汽 Ⅰ 段設(shè)高壓加熱器、高壓蒸發(fā)器，生產(chǎn) ～ 的飽和蒸汽；蒸汽 Ⅱ 段設(shè)低壓加熱器、低壓蒸發(fā)器和低壓過熱器，生產(chǎn) ℃ 的過熱蒸汽；通過調(diào)整蒸汽Ⅱ 段 ℃ 的蒸汽產(chǎn)量使出 SP余熱鍋爐廢氣溫度降至 170～ 210℃ 后供原料烘干。 （ 3）熱力系統(tǒng) 汽輪機凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)水泵送入疏水箱，經(jīng)疏水泵為窯頭 AQC 余熱鍋爐熱水段、 AQC 蒸汽 Ⅱ 段、 SP 蒸汽 Ⅱ 段供水， AQC 余熱鍋爐熱水段生產(chǎn)的 100～ 105℃熱水通至除氧器除氧后，經(jīng)鍋爐給水泵作為 AQC、 SP 余熱鍋爐蒸汽 Ⅰ 段的 給水；AQC、 SP 蒸汽 Ⅱ 段生產(chǎn)的 ℃ 過熱蒸汽，一部分去除氧器用于熱力除氧，另一部分進(jìn)入汽輪機補汽口，輔助做功； AQC 蒸汽 Ⅰ 段生產(chǎn)的 ℃飽和蒸汽與 SP蒸汽 Ⅰ 段生產(chǎn)的 ℃ 蒸汽混合后進(jìn)入 AQCSH余熱過熱器過熱到 ～ — 340～ 435℃ 的過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機的主進(jìn)汽口；汽輪機做功后的乏汽通過冷凝器冷凝成水，經(jīng)凝結(jié)水泵送入疏水箱，從而形成完整的熱力循環(huán)系統(tǒng)。在篦冷機原余風(fēng)管路上、新設(shè)的去 AQC 鍋爐、 ASH 過熱器管路上和出 AQC 鍋爐管路上均增設(shè)電動百葉閥門，以實現(xiàn)對氣流的控制和切換。 出 AQC 鍋爐的廢氣與篦冷機尾部排出的剩余低溫余風(fēng)匯合后，進(jìn)入原有的窯頭收塵器收塵，凈化后的尾氣通過窯頭排風(fēng)機排放。余熱過熱器通過換熱，將來自 AQC余熱鍋爐的飽和蒸汽過熱后，出 ASH 余熱過熱器的廢氣再與 冷卻機中部（中溫段）抽取的廢氣混合后進(jìn)入 AQC 余熱鍋爐進(jìn)行熱交換。篦冷機采用多級取廢氣方式，根據(jù) 熟料 篦冷機 廢氣溫度從頭部的約 650℃ 到尾部的約 90℃ 逐步降低的工況，為充分利用窯頭熟料冷卻機的廢氣余熱，在不影響入窯二、三次風(fēng)的風(fēng)溫、風(fēng)量條件下，調(diào)整篦冷機的開口位置，按其溫度分布進(jìn)行梯級利用并考慮電站對水泥窯生產(chǎn)波動的適應(yīng)及簡化電站操作，將取熱方式分為高溫段和中溫段。 SP 余熱鍋爐故障或檢修時，打開旁通管道上的電動百葉閥，關(guān)閉 SP 爐進(jìn)、出口的電動閥，窯尾煙氣切換到旁通煙道，開啟窯尾增濕塔的噴水增濕系統(tǒng)，使水泥熟料煅燒系統(tǒng)正常運行?？紤]物料水份隨季節(jié)的變化，有時又需要出窯尾 SP 鍋爐的廢氣溫度高于 200℃ ，這樣就需要出窯尾 SP 鍋爐的廢氣溫度能有較大的可控制的變化范圍。 SP爐入口管道、出口管道以及旁通管道上均增設(shè)電動百葉閥門，正常情況下，關(guān)閉旁通管道上的電動百葉閥，窯尾廢氣全部通過 SP 爐進(jìn)行換熱。 （ 2）工藝流程 窯尾余熱鍋爐（ SP 鍋爐）設(shè)在窯尾預(yù)熱器與高溫風(fēng)機入口之間，采用立式結(jié)構(gòu)，安裝在高溫風(fēng)機上部。 汽機配置汽機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（ DEH）、汽機緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)（ ETS）。主要控制回路有：機組負(fù)荷、主汽壓力、主汽溫度、給水、除氧 器水位、凝汽器水位、軸封壓力、汽包水位及溫度的自動控制。 c． 控制功能 采集和處理功能（ DAS） DAS 是分散控制系統(tǒng)的一個功能站，通過 CRT 屏幕的顯示，為運行人員提供機組運行的各種信息，具有報警顯示、報表打印、模擬量輸出、開關(guān)量輸出、運行操作指導(dǎo)、事故追憶、畫面拷貝和性能計算等功能。 b． 控制水平 為使機組的控 制水平適應(yīng)自動化技術(shù)的快速發(fā)展，本工程機組的自動化水平將按下列原則進(jìn)行設(shè)計。輔助控制盤位于操作臺后面，上面設(shè)有極少量必要的常規(guī)儀表、操作設(shè)備和隨主設(shè)備供貨的控制監(jiān)視設(shè)備。采用技術(shù)先進(jìn)、性能可靠的集散型控制系統(tǒng)。 二級脫鹽水進(jìn)入除鹽水箱后，再通過除鹽水泵供至余熱鍋爐。 在反滲透處理工序，水經(jīng)保安過濾器進(jìn)一步去除雜質(zhì)，再用高壓泵升壓后送至兩級反滲透裝置，除去大約 96%鹽后得到一級脫鹽水進(jìn)入離子交換（混床）處理工序。 （ 5） 工藝流程 化學(xué)水處理車間的供水來自廠區(qū)生產(chǎn)給水管網(wǎng)，其供水的濁度應(yīng)小于 10 度，首先預(yù)處理工序。 減少了系統(tǒng)的頻繁再生操作，使系統(tǒng)的運行操作更簡單 ,系統(tǒng)的出水水質(zhì)更易得到保證，且大大提高了出水水質(zhì)。 由于純低溫余熱發(fā)電利用廢煙氣，溫差波動較大，造成鍋爐負(fù)荷變化大，因此蒸汽中攜帶的鹽分較多，在過熱器及汽輪機中造成鹽類的積聚，引起過熱器堵塞及汽輪機故障，選用純度較高的除鹽水，能在負(fù)荷不穩(wěn)的情況下 保證蒸汽的品質(zhì)，提高系統(tǒng)運行的可靠性。 大大提高了補給水水質(zhì)，解決了中低壓鍋爐中常用軟化水作補給水而引起的硅酸鹽結(jié)垢的問題。 一級反滲透 +混床制除鹽水與用軟化水相比較： 可降低鍋爐排污率，從而降低熱量的損失，提高了余熱的利用效率。阻垢分散劑能有效降低水的硬度，防止設(shè)備、管道結(jié)垢；殺菌滅藻劑對循環(huán)水中常見細(xì)菌、真菌、藻類等具有很強的抑制和殺滅作用。加藥系統(tǒng)采用一套自動加藥裝置，分別投加 HEDP 阻垢分散劑和異噻唑啉酮殺菌滅藻劑。 根據(jù)工程水源水質(zhì) 和 循環(huán)水量，為達(dá)到經(jīng)濟合理和充分節(jié)水的目的，循環(huán)水處理系統(tǒng)采用加阻垢劑處理。 ④ 循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的作用主要是為凝汽器及其他冷卻設(shè)備提供冷卻循環(huán)用水，包括冷卻水泵和一套 節(jié)能型玻璃鋼冷卻塔 及相應(yīng)的冷卻水管道等。窯頭余熱鍋爐前設(shè)置了相應(yīng)的自然沉降除灰裝置，并用特定技術(shù)保證鍋爐管束免受煙氣顆粒的沖刷、磨損及腐蝕，以防止高速高溫含塵氣體對對流管束的韌性、強度、耐磨性造成影響，保證鍋爐的換熱效率，使排煙溫度降至 95℃ 左右。 （ 4）主要設(shè)備及系統(tǒng)配置 ① SP 余熱鍋爐 窯尾余熱采用立式 SP 鍋爐， 帶單汽包，設(shè)加熱器、蒸發(fā)器和過熱器，煙氣在管外流動，受熱面為蛇形光管，并用特定的技術(shù)保證鍋爐管束免受煙氣顆粒的沖刷、磨損及腐蝕，以防止高速高溫含塵氣體對對流管束的韌性、強度、耐磨性造成影響；鍋 爐受熱面布置合理，設(shè)置機械振打裝置來解決廢氣的粉塵附著問題。 雙壓余熱發(fā)電技術(shù)按照能量梯級利用的原理，在同一臺余熱鍋爐中設(shè)置 兩 個不同壓力等級的汽水系統(tǒng)，使溫 度相對較高的介質(zhì)產(chǎn)生較高參數(shù)的蒸汽，溫度相對較低的介質(zhì)產(chǎn)生較低參數(shù)的蒸汽，分別進(jìn)行汽水循環(huán)，產(chǎn)生高壓和低壓兩種過熱蒸汽。窯頭雙壓余熱鍋爐和窯尾余熱鍋爐排污水通過排污管道分別進(jìn)入定排擴容器及連排擴容器，定排擴容器及連排擴容器內(nèi)污水進(jìn)入降溫池。做功后的 蒸汽進(jìn)入凝汽器，凝結(jié)水則通過軸封加熱器進(jìn)入真空除氧器，然后通過給水泵送入窯頭雙壓余熱鍋爐。窯頭雙壓余熱鍋 爐帶雙汽包，設(shè)公共加熱器、低壓蒸發(fā)器、低壓過熱器、高壓蒸發(fā)器、高壓過熱器，公共加熱器加熱后的熱水同時作為窯尾蒸發(fā)器、窯頭低壓蒸發(fā)器、窯頭高壓蒸發(fā)器的給水。 由篦冷機中部抽取的 360℃ 左右的廢氣通過廢氣管道送至沉降室，濾去大顆粒粉塵后，再由管道引向 窯頭雙壓余熱鍋爐，經(jīng)過 AQC 鍋爐充分換熱后，廢氣溫度降至 80~100℃ 左右，然后通過排氣管路送入窯頭收塵器，凈化后的廢氣通過窯頭排風(fēng)機經(jīng)煙囪排入大氣。保留原有的廢氣管道，作為篦冷機剩余低溫廢氣的通道。 窯頭余熱鍋爐（ AQC 爐）設(shè)在篦冷機與窯頭收塵器之間，露天布置在窯頭篦冷機框架旁， 為減少熟料粉塵對 AQC 鍋爐的磨蝕，窯頭廢氣 進(jìn) 入 AQC 鍋爐前 應(yīng) 設(shè)一級沉降室。10℃ 。通過旁通煙道的調(diào)節(jié)作用還可使水泥生產(chǎn)及余熱鍋爐的運行均達(dá)到理想的運行工況。 （ 2）工藝流程 窯尾余熱鍋爐（ SP 爐）采用立式 鍋爐， 布置在窯尾預(yù)熱器后的高溫風(fēng)機之上，在預(yù)熱器一級筒出口引出廢氣管道與 SP 鍋爐入口相連， SP 鍋爐的出口與高溫風(fēng)機的入口管道連接，引出管道與原煙氣管道以及鍋爐出口管道上均增設(shè)電動百葉閥，對氣流進(jìn)行控制和切換，原窯尾煙氣管道可做為鍋爐的旁通煙道。在余熱鍋爐蒸汽動力循環(huán)中，提高蒸汽壓力和溫度可以提高循環(huán)效率，但隨著給水壓力升高，其飽和溫度升高，為了保持一定的傳熱溫差，必須將加熱水和蒸發(fā)所需的受熱面放在較高的煙溫區(qū)段，勢必相應(yīng)提高排煙溫度，使余熱利用受到限制，在余熱煙氣溫度較低時，只能采取較低的蒸汽壓力，才能使余熱鍋爐的效率不 會 過低。 3． 雙壓補汽式純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng) （ 1）雙壓余熱發(fā)電技術(shù)的原理 雙壓余熱發(fā)電技術(shù)指采用兩種壓力等級的蒸汽參數(shù)均衡換熱端差分級吸收煙氣余熱，使工質(zhì)吸熱量最大程度趨近于煙氣放熱量，兩種壓力等級的蒸汽進(jìn)入雙壓補汽汽輪機，拖動發(fā)電機發(fā)電的技術(shù)集成系統(tǒng)。 在余熱電站未運行之前，先通過總降中壓開關(guān)柜將總降的電能輸送至余熱電站，以啟動電站設(shè)備。 c． TSI 系統(tǒng) TSI 汽輪機監(jiān)視儀表系統(tǒng)，用來在線監(jiān)測對機組安全有重大影響的參數(shù)，主要是汽輪機的轉(zhuǎn)速、振動、軸向位移等參數(shù)，以便在這些參數(shù)超過安全限值時，通過 DEH 和 ETS 控制汽輪機，實現(xiàn)安全停機。 b． ETS 保護(hù)系統(tǒng) ETS 即汽輪機緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)，用來監(jiān)視對機組 安全有重大影響的某些參數(shù)，以便在這些參數(shù)超過安全限制值時，通過該系統(tǒng)去關(guān)閉汽輪機的全部進(jìn)汽閥門，實現(xiàn)緊急停機。 DEH 系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)速控制回路，電功率控制回路，主汽壓控制回路，超速保 原 水 原 水 箱 原 水 泵 多級砂過濾器 過濾水箱 原 床 子核 陰 床 純 水 箱 凝汽器熱水井 護(hù)回路等基本控制回路以及同期、調(diào)頻限制、解耦運算、信號選擇、判斷等邏輯回路。 ⑦ 汽輪機 DEH 控制系統(tǒng) a． 基本工作原理 DEH 控制系統(tǒng)的主要目的是控制汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速和功率，從而滿足供電的要求。 為了系統(tǒng)的安全和可靠運行，整套系統(tǒng)在配置時充分考慮到必要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和控制處理機冗余，并由 UPS 電源和市電冗余供電。過程工程師可以通過工程師站調(diào)出過程組態(tài)畫面進(jìn)行操作方案組態(tài)、過程流程圈組態(tài)、趨勢畫面及各種報表組態(tài)等。 控制管理層的作用是實現(xiàn)集中操作和統(tǒng)一管理。 現(xiàn)場控制 層的作用是對現(xiàn)場的 I/O 信號進(jìn)行采集、運算和邏輯順控處理，通過現(xiàn)場控制層網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)數(shù)據(jù)送入控制處理機 ， 實現(xiàn)過程控制和順序、邏輯控制。 圖 93 化學(xué)水處理流程 ⑥ DCS 子系統(tǒng) 整套余熱發(fā)電機組采用先進(jìn)、成熟的集散控制系統(tǒng) （ DCS） 進(jìn)行控制、監(jiān)視?；瘜W(xué)水處理裝置運行中失效的陽離子樹脂和陰離子樹脂分別通過化學(xué)藥品進(jìn)行再生，以恢復(fù)樹脂變換能力。在水資源缺乏的地區(qū)，也可以采用風(fēng)冷凝汽技術(shù)。 蒸汽冷凝時放出大量熱，必須要有大流量的冷卻水帶走，為解決冷卻水本身的溫度升高問題，設(shè)置機械強制通風(fēng)立式冷卻塔對其進(jìn)行冷卻，水系統(tǒng)為循環(huán)運行，為保證循環(huán)水質(zhì)，系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)投加相應(yīng)的除垢劑和防腐劑。加熱后的凝結(jié)水再通過管道與閃蒸器下降管束水匯合，作為鍋爐給水泵進(jìn)口給水，經(jīng)鍋爐給水泵增壓后通過鍋爐給 水管道送往 AQC 鍋爐省煤器，提高鍋爐給水溫度后作為余熱鍋爐的給水。 發(fā)電機為三相交流同步發(fā)電機，采用同軸交流無刷勵磁或靜止可控硅勵磁方式。 針對汽輪機后級蒸汽中水分較多、葉片易發(fā)生水蝕現(xiàn)象的特點，在低 壓部分特別設(shè)計了集水槽和疏水孔，充分利用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的離心力分離水珠，避免水蝕。工質(zhì)循環(huán)方式為自然循環(huán)。 AQC 鍋爐前設(shè)置一臺預(yù)收塵器（沉降室），以降低入爐廢氣粉塵濃度。因生料粉塵具有黏附性，故鍋爐下部設(shè)置振打裝置進(jìn)行除灰，工質(zhì)循環(huán)采用 循環(huán)泵進(jìn)行強制循環(huán)。同時，因為增加了閃蒸回路，使得該系統(tǒng)具有平衡和吸收不穩(wěn)定熱源發(fā)生的參數(shù)變化，保證發(fā)電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運行，也對原工藝系統(tǒng)起到了平衡穩(wěn)定的作用。 閃蒸發(fā)電技術(shù)是一種能最大限度地利用中、低溫余熱的純余熱利用發(fā)電技術(shù)。進(jìn)入兩臺鍋爐汽包內(nèi)的高溫水在鍋爐內(nèi)循環(huán)受熱，最終產(chǎn)生過熱蒸汽，兩路過熱蒸汽匯集后進(jìn)入汽輪機。在生產(chǎn)線窯尾、窯頭各設(shè)置一臺余熱鍋爐，用于與廢氣的熱量交換，熱交換后鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽導(dǎo)入汽輪機做功，汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。在新安裝的鍋爐取風(fēng)管道上安裝一臺電動百葉閥，用來控制鍋爐入口風(fēng)量；在冷卻機至原收塵器入口管道上安裝一臺電動百葉閥，用來控制或切斷直接進(jìn)入收塵器的廢氣；在鍋爐出口廢氣管道上安裝一臺電動閘板閥，以滿足窯系統(tǒng)運行而鍋爐系統(tǒng)故障需要臨時檢修時完全切斷進(jìn)入鍋爐的廢氣；在冷卻機尾部余風(fēng)風(fēng)管至鍋爐取風(fēng)管之間連接一根風(fēng)管并安裝一臺電動百葉閥，用于調(diào)節(jié)