引言

某公司4500t/d水泥生產(chǎn)線及配套的7.5MW余熱發(fā)電分別由兩家設(shè)計院設(shè)計。熟料燒成采用六級低阻力雙系列預(yù)熱器、ф4.8m×68m水泥窯、第四代步進(jìn)式中置輥破篦冷機(jī)；余熱電站發(fā)電機(jī)裝機(jī)功率為7.5MW，設(shè)計熟料產(chǎn)量達(dá)到5500t/d時，單位熟料發(fā)電量達(dá)到29kWh/t或發(fā)電功率6645kW。

公司水泥窯2019年7月正式投產(chǎn)運行，余熱電站同年9月并網(wǎng)發(fā)電，投產(chǎn)前水泥窯產(chǎn)量約5300t/d，運行相對穩(wěn)定。余熱電站投運后熟料產(chǎn)量達(dá)到5500t/d時，余熱電站發(fā)電功率只有3200kw，噸熟料發(fā)電量約17kWh/t，偏離設(shè)計指標(biāo)。電站總包方組織專家和專業(yè)技術(shù)人員調(diào)試運行期間連續(xù)跟蹤調(diào)整，在優(yōu)先考慮余熱發(fā)電的條件下增大窯頭排風(fēng)機(jī)開度提升電站發(fā)電量，每次調(diào)整只能短時間達(dá)到23kWh/t，且窯頭溫度波動大影響水泥窯正常運行。

針對存在的問題結(jié)合水泥窯運行狀況該公司專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行分析，認(rèn)為導(dǎo)致余熱電站發(fā)電量偏低和水泥窯運行波動大的原因主要有以下方面：

(1)篦冷機(jī)一室風(fēng)機(jī)電流波動大，做功不穩(wěn)定，風(fēng)機(jī)電流上下波動約40A。為避免電機(jī)電流過載風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制偏低，篦冷機(jī)高溫段冷卻風(fēng)量不足，部分熱能隨熟料從篦冷機(jī)高溫段帶入篦冷機(jī)中溫段，從而使二、三次風(fēng)溫偏低。但由于篦冷機(jī)中低溫段篦板不同其冷卻效率不如高溫段，為了保證篦冷機(jī)出料溫度，只能通過大風(fēng)量來實現(xiàn)冷卻，導(dǎo)致余熱電站風(fēng)量大、風(fēng)溫低，余熱發(fā)電量偏低。

(2)余熱電站取風(fēng)點偏向窯頭，存在余熱發(fā)電與水泥窯搶風(fēng)現(xiàn)象，即實際運行中“零壓面”向窯頭方向偏移，破壞了篦冷機(jī)熱平衡，余熱發(fā)電鍋爐運行時隨著“零壓面”偏移部分高溫風(fēng)進(jìn)入余熱取風(fēng)口，導(dǎo)致二、三次風(fēng)溫偏低，最低時在900℃以下。

(3)斜拉鏈地坑冒灰，窯頭負(fù)壓控制高，影響二、三次風(fēng)量及余熱發(fā)電風(fēng)量。在運行中因斜拉鏈地坑有冒灰現(xiàn)象，操作人員采用加大窯頭排風(fēng)機(jī)來控制窯頭負(fù)壓，使篦冷機(jī)熱回收區(qū)與余熱回收區(qū)以及后續(xù)冷卻廢氣區(qū)“零壓面”整體向窯頭方向偏移，影響了二、三次風(fēng)及余熱發(fā)電風(fēng)溫、風(fēng)量。

(1)針對篦冷機(jī)一室風(fēng)機(jī)電流波動大問題，在篦冷機(jī)活動篦板第一塊加裝盲板，減少冷風(fēng)直接吹穿料層，使固定篦板料層厚度穩(wěn)定，有利于厚料層操作，篦冷機(jī)一室風(fēng)機(jī)電流波動減少，提高了篦冷機(jī)高溫段冷卻效率。

(2)針對窯頭鍋爐溫度低與水泥窯搶風(fēng)問題，在錯峰限產(chǎn)階段對“零壓面”篦冷機(jī)頂部增加5.12m×0.3m×0.8m擋風(fēng)墻，通過擋風(fēng)墻將“零壓面”固定的理想位置，以減少窯頭余熱鍋爐與水泥窯搶風(fēng)問題(見圖1)。

圖1 篦冷機(jī)改造擋風(fēng)墻示意圖

(3)針對熟料拉鏈機(jī)地坑冒灰現(xiàn)象，公司組織專業(yè)人員討論后，在熟料地坑尾部增加ф800mm收塵管道(見圖2)，直接與窯頭收塵器相連，在系統(tǒng)正常運行后，地坑冒灰問題得到徹底解決。

圖2 熟料地坑增加收塵管道

發(fā)電量顯著提升，見表1運行數(shù)據(jù)。2020年與2019年比較，余熱電站每小時發(fā)電量增加1630kWh，按每天運行24h，每度電0.45元，每年10個月運行時間計算，年可節(jié)約用電成本約500萬元。

表1 改造前后運行數(shù)據(jù)

改造后水泥窯運行更加穩(wěn)定，水泥窯熟料產(chǎn)量基本穩(wěn)定在5800t/d，階段性達(dá)到6000t/d以上。斜拉鏈地坑冒灰的現(xiàn)象得到根治，給現(xiàn)場環(huán)境治理創(chuàng)造了良好條件。

在該公司對篦冷機(jī)進(jìn)行局部改造后，余熱發(fā)電提升明顯，為企業(yè)創(chuàng)造較好的收益。設(shè)計院對公司回訪后認(rèn)為局部改造方案切實可行且成效突出，改造方案得到設(shè)計院的認(rèn)可，并根據(jù)我公司改造方案在后續(xù)篦冷機(jī)設(shè)計上進(jìn)行了方案調(diào)整。項目的成功實施極大的鼓舞了專業(yè)技術(shù)人員攻堅克難的信心和優(yōu)化運行指標(biāo)的決心。

作者：高廷，王小軍，王民君，黃彥龍，黃亮亮，藺佰棟

來源：《天水祁連山水泥有限公司》

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