水泥窑余热发电系统运行中应注意的几个问题

  我公司（3 000+6 000）t/d生产线配套建设的16 MW闪蒸纯低温余热发电系统自2008年9月投入运行以来，总体运行比较平稳，能够维持与窑系统的同步运转，随着管理及操作人员对发电系统驾驭能力的提升，系统运行的可靠性与经济性稳步提高。现对发电系统生产过程中出现的问题及解决措施等经验作一总结。

  1 窑、磨、发电一体化操作思路

  发电系统投入后，运行系统便由窑、原料磨、煤磨、发电系统组成，水泥熟料生产是主业，发电是副业，副业服从主业，主业兼顾副业，在操作中要逐步树立窑、磨、发电一体化操作思路。发电系统的运行指标很大程度上受到窑、磨操作的制约。我公司发电系统在运行初期，窑尾锅炉的旁路阀门开度一直维持在10%～30%才能保证原料磨的烘干需要，通过对锅炉出口至原料磨进口管段检查，修补风管中破损的保温层和堵塞漏风，同时调整配料结构，变湿粉煤灰为干粉煤灰，减少磨内喷水等措施，实现了窑尾锅炉旁路阀门全部关闭不再放热风，仅此一项就提高了1 000～1 500 kW的发电负荷。

  窑操作时要考虑到发电，如尽量保证发电风量，提高取风温度，尤其是稳定窑头废气温度，窑喂料量要保持稳定；要尽可能保持熟料产量稳定，产量忽大忽小，AQC锅炉就无法运行，一般而言熟料产量越高，发电量也越高。篦冷机的操作应根据篦床下风机压力和液压缸推力来调整篦速和控制料层厚度，保证篦床上料层的稳定，尽量保持厚料层运行，尽可能地保持料层的均匀，提高Ⅰ段、Ⅱ段篦下鼓风量，在保证熟料冷却前提下适当降低Ⅲ段末级鼓风量。篦冷机一段一室的篦下压力控制为7.2～7.5 kPa，二室压力控制为5.2～5.5 kPa，四室压力控制为4.9～5.0 kPa。在煤磨停机时，应将磨机入口的冷风挡板全部关闭。 系统运行时，以保证系统设备的安全运行为主，操作上尽量避免大幅调整，保证废气温度、风量稳定。

  发电操作时要考虑到窑，如在窑头出现正压时，要适当打开窑头旁路挡板，减小通风阻力，满足窑安全运行需要，余热发电操作员在调整冷风阀或旁路放风时应及时同窑操沟通。磨操作也是如此，不能专注操磨，要考虑发电和窑运行状况。

  对窑、磨、发电操作员的绩效考核应根据实际情况进行捆绑。以前窑操单纯考核熟料电耗，现在要减去吨熟料发电量，这是为了避免窑操为降低电耗而减少拉风量。

  2 系统的磨损和积灰

  系统的磨损尤其是窑头风管、锅炉的磨损，要引起足够的重视。我公司发电系统窑头各取风、旁路阀门均使用电动百叶阀，在历次停机检查过程中都存在阀门磨损的情况，经对各阀门迎风面涂抹耐磨陶瓷涂料，阀轴位置用碳化钨耐磨焊条加固后，明显减轻了磨损程度；要加强对锅炉内部导流板或防磨假管的检查。及时更换磨损的导流板防止气流偏斜，2010年7月21日在停炉检查时发现1号AQC锅炉因飞砂磨损导致两根过热器管道爆管，另两根过热器管道受蒸汽吹损爆管的情况，经更换磨损的导流板和改变原防磨设计后恢复运行。窑头锅炉取风系统工艺流程如图1。

  操作人员应密切关注沉降室的下灰情况。2009年8月二线窑系统停窑检修，检查发现2号AQC沉降室内积灰至人孔门位置，有上百吨之多，险些压垮沉降室，经仔细检查系沉降室内浇注料大块脱落堵塞卸灰阀下料口，卸灰量少于沉降量，运行值班人员未及时发现，导致沉降室内大量积灰。沉降室内大量积灰会导致沉降效果变差，沉降效果直接关系到锅炉的磨损情况。

  由于2号AQC锅炉的实际通风量小于设计风量，受现场情况限制，锅炉的出风管垂直上升6 m后倾斜上升至窑头袋收尘进口，同时锅炉下部未设计放灰口，导致锅炉省煤器下部及风管弯头位置积灰严重，每次停炉都必须进行清理。后根据现场的时间情况，在锅炉的下部改造安装放灰口进行定期放灰，明显缓解锅炉内部的积灰状况。

  3 化学监督

  我公司余热发电系统配置的人员比较少，没有配备专业的化学水质监控人员，仅靠安装的在线仪表来监控炉水的pH值和电导率。经过一段时间的运行发现，仅检测此两项指标，不能全面反应汽水系统的水质情况。应南阳市锅炉压力容器检验所的要求，配备一人专业水质化验人员，对给水的硬度、pH值、溶解氧，联氨含量，铜，铁，炉水的磷酸根、pH值、碱度、含盐量、电导率，蒸汽的含钠量、含盐量，凝结水的硬度等指标进行全面检测，并建立一套完整的质量控制体系，能够实现对水质的全面监控，避免了热力系统的腐蚀和结垢。

  4 汽轮机油质和油温

  汽轮机油系统是用来向汽轮发电机组各轴承提供足够的高质量润滑油和向调节系统提供压力油,在机组盘车时向盘车装置和轴承供油。油系统正常运行才能保证各相关用油系统和设备的安全稳定运行。而汽轮机在正常运行中由于各种原因经常会出现油质恶化现象，从而造成了调节系统和润滑系统故障。2009年7月，调节系统的DDV伺服阀出现卡涩情况，引起机组负荷的大幅度波动，安全油压异常升高，危及机组的安全运行，用真空滤油机和板式滤油机对油进行过滤后现象逐步消失。此后每周定期过滤和清洗，同时从冷油器出口取样进行正常的运行监督检测，从油箱底部取样检查油中杂质和水分，保持油的粘度、水分、机械杂质、破乳化度等指标在合格的范围内。

  润滑油温也是汽轮机监控的主要指标之一，油温过高，会降低润滑油的粘度，降低轴承的承载能力，油膜也会因此而不稳定，同时还加剧了油质的劣化。油温过低，润滑油粘度增大，轴承磨擦功耗增加，并可能引起机组振动。我公司配备两台冷油器，冷却面积60m2，冷却水量156.6 t/h，油量800 L/min，设计冷却进水温度为20 ℃，冷却水使用循环水，在实际运行过程中，循环水温很难维持在20 ℃以下，在夏季两台冷油器同时投入运行油温仍然无法保持，最高达到48 ℃。根据现场的实际情况对冷油器的进水进行改造，在冷油器的进水侧增加一次水（水温20 ℃左右）补水口，提高进水压力至0.2 MPa，能够实现把油温控制在45 ℃以下，解决了夏季油温偏高的问题。

  5 循环水

  冷却塔的循环水温度对机组的真空度有重要的影响，汽轮机组夏季运行和冬季运行相比，发电效率明显降低，这和冷却塔在夏季循环水的温度高有紧密联系。我公司冷却塔为机力通风塔，设计的降温幅度为10 ℃，在实际运行过程中循环水的降温幅度只有6 ℃，为保证冷却效果，把冷却塔冷却风扇的扇叶角度由7°调整到9°，增大冷却塔的通风量，提高了冷却效果。

  循环水的补充水来自镇平县赵湾水库，为避免雨季来水浑浊，设置了一预处理系统，对原水进行沉降和过滤，确保补水的浊度在10 NTU以下；同时定期对循环水的硬度、碱度、含磷量、浊度、氯离子、电导率等指标进行化验，控制循环水的浓缩倍率在3左右，保证了循环水质在合格的范围内。