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 我國(guó)新型干法水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)目前的實(shí)際水平

1  第一代水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)的實(shí)際水平

    對(duì)于第一代余熱發(fā)電技術(shù)，只利用了水泥窯窯尾預(yù)熱器及窯頭熟料冷卻機(jī)排出的廢氣中的部分余熱，在具體技術(shù)細(xì)節(jié)上也同時(shí)還存在如下問(wèn)題：

     (1)由于采用0.689～1.27MPa—280～330℃低壓低溫主蒸汽參數(shù)，鍋爐內(nèi)水及水蒸氣的飽和溫度(水變成蒸汽的溫度)只有170～198℃，使鍋爐內(nèi)的廢氣與水及水蒸氣的平均換熱溫差增大，即循環(huán)系統(tǒng)的系統(tǒng)總固有損失△Ng增大。因此當(dāng)窯尾預(yù)熱器廢氣溫度為320～330℃時(shí)，目前實(shí)際發(fā)電量只達(dá)到了22～33kWh/t,不能達(dá)到實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo)28～35KWh/t的發(fā)電量。

    (2)由于汽輪機(jī)主蒸汽溫度不能調(diào)整，使主蒸汽溫度波動(dòng)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出保證汽輪機(jī)壽命所允許的波動(dòng)范圍，因此汽輪機(jī)壽命(主要是葉片壽命)受到影響。

    (3)由于汽輪機(jī)采用低壓低溫主蒸汽參數(shù)，使汽輪機(jī)不具備采用滑參數(shù)（滑參數(shù)是指：在保證汽輪機(jī)壽命和效率的前提下，汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力和溫度允許有很大的變化范圍，這一點(diǎn)，對(duì)水泥窯純低溫余熱電站的運(yùn)行非常重要）運(yùn)行的條件（如:當(dāng)設(shè)計(jì)采用主蒸汽壓力和溫度為0.689MPa-317℃時(shí)，實(shí)際運(yùn)行變化范圍只能達(dá)到0.49～0.78MPa、292～330℃），保證汽輪機(jī)效率和壽命的允許主蒸汽參數(shù)運(yùn)行變化的范圍很小，這樣發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率、可靠性、汽輪機(jī)效率和壽命、對(duì)水泥窯生產(chǎn)波動(dòng)的適應(yīng)性等都不理想的。

    (4)由于熱力系統(tǒng)配置的原因，第一代余熱發(fā)電電站在實(shí)際運(yùn)行中，一方面窯頭熟料冷卻機(jī)約130℃以下廢氣余熱沒(méi)有得到私分利用，另一方面鍋爐給水除氧又不得不采用真空或者化學(xué)加藥除氧方式。這樣，不但難以保證鍋爐給水品質(zhì)連續(xù)穩(wěn)定滿足鍋爐運(yùn)行要求，又加大了電站運(yùn)行成本。

    （5）由于熱力系統(tǒng)配置的原因，窯頭余熱鍋爐、窯尾余熱鍋爐給水系統(tǒng)不得不采用混合給水系統(tǒng)，使兩臺(tái)鍋爐的運(yùn)行互相影響，造成電站運(yùn)行不穩(wěn)定同時(shí)難以適應(yīng)水泥生產(chǎn)的工況波動(dòng)。

    （6）窯尾余熱鍋爐出口廢氣溫度不可調(diào)整，不適應(yīng)水泥生產(chǎn)原燃料烘干所需廢氣溫度的變化(原燃料水分高時(shí)，烘干需要的廢氣溫度高；原燃料水分低時(shí)，烘干需要的廢氣溫度低；當(dāng)原燃料生產(chǎn)系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)則不需要烘干廢氣)，使廢氣余熱不能最大限度地轉(zhuǎn)化為電能。

    (7)由于窯尾余熱鍋爐給水來(lái)自于窯頭冷卻機(jī)鍋爐，同時(shí)一般情況下窯尾余熱鍋爐蒸汽溫度又不能滿足汽輪機(jī)運(yùn)行要求，因此當(dāng)點(diǎn)窯、窯尾臨時(shí)止料或窯頭鍋爐故障時(shí)電站不能投入運(yùn)行，從而影響電站相對(duì)于水泥窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率。

    (8)由于電站設(shè)計(jì)或總承包單位設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)(或是有意的行為)的原因，在余熱鍋爐受熱面配置(鍋爐重量)、管道配置、保溫結(jié)構(gòu)及選材等方面不能滿足電站的實(shí)際要求，使電站實(shí)際發(fā)電能力達(dá)不到應(yīng)該達(dá)到的設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo)，同時(shí)也使電站的運(yùn)轉(zhuǎn)率、設(shè)備使用壽命達(dá)不到應(yīng)該達(dá)到的指標(biāo)。

    由于有上述問(wèn)題的存在，類(lèi)比新型干法水泥窯技術(shù)水平，目前我國(guó)第一代水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)相當(dāng)于上個(gè)世紀(jì)80年代末、90年代初新型干法水泥窯的技術(shù)水平。

    2 第二代水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)的實(shí)際水平

    第二代余熱發(fā)電技術(shù)也仍然只利用了水泥窯窯尾預(yù)熱器及窯頭熟料冷卻機(jī)排出的廢氣中的部分余熱，在具體技術(shù)細(xì)節(jié)上雖然解決了第一代余熱發(fā)電技術(shù)存在的絕大部分問(wèn)題，但由于技術(shù)水平的限制也還同時(shí)存在著以下問(wèn)題。

    (1)窯筒體余熱、窯頭熟料冷卻機(jī)廢氣經(jīng)收塵器排出的廢氣余熱還沒(méi)有回收利用。

    (2)雖然采用1.57～2.45MPa—340～390℃次中壓中溫主蒸汽參數(shù)使鍋爐內(nèi)水及水蒸氣的飽和溫度提高至210～225℃，相應(yīng)地使鍋爐內(nèi)的廢氣與水及水蒸氣的平均換熱溫差減小，循環(huán)系統(tǒng)的系統(tǒng)總固有損失△Ng減小，實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo)提高到：當(dāng)窯尾預(yù)熱器廢氣溫度為320～330℃時(shí)噸熟料發(fā)電量為38～42kWh/t，但由于仍然沒(méi)有使總固有損失△Ng減小到接近理論極限發(fā)電能力的25%，因此其實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo)也沒(méi)有達(dá)到實(shí)際應(yīng)該達(dá)到的實(shí)際最大發(fā)電能力：噸熟料發(fā)電量46kWh/t。

    (3) 由于窯尾余熱鍋爐主蒸汽需至窯頭冷卻機(jī)過(guò)熱器過(guò)熱，同時(shí)窯尾余熱鍋爐蒸汽溫度不能滿足汽輪機(jī)運(yùn)行要求，因此當(dāng)點(diǎn)窯、或窯頭冷卻機(jī)過(guò)熱器故障時(shí)電站不能投入運(yùn)行，也影響電站相對(duì)于水泥窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率。

    由于有上述問(wèn)題的存在，目前我國(guó)第二代水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)相當(dāng)于本世紀(jì)初新型干法水泥窯的技術(shù)水平。

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