水泥余熱發(fā)電生產(chǎn)工藝及控制
水泥余熱發(fā)電,隨著熟料生產(chǎn)工藝線的不同,一般有兩種窯型,三種發(fā)電模式。
→兩種窯型:
余熱發(fā)電窯
采用立式余熱鍋爐和補汽式汽輪發(fā)電機組的二級余熱發(fā)電系統(tǒng)。立式余熱鍋爐徹底解決了臥式余熱鍋爐漏風(fēng)及爐內(nèi)溫度場實際分布與鍋爐設(shè)計時所假想的溫度完全不相同的問題,可以大大提高鍋爐蒸汽產(chǎn)量;篦冷機或立式余熱鍋爐排出的200℃左右廢氣余熱可以充分回收并用以發(fā)電。這樣可使噸熟料余熱發(fā)電量在熟料熱耗不變的前提下提高到195千瓦小時以上,使水泥窯綜合能耗達到同規(guī)模預(yù)分解窯的能耗水平。
預(yù)分解窯及預(yù)熱器窯
為了克服帶補燃鍋爐的中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)存在的缺點,采用補汽式汽輪機組,充分回收200℃以下的廢氣余熱,同時補燃鍋爐應(yīng)當(dāng)以煤矸石等劣質(zhì)煤或垃圾為燃料,除節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤外,還可為水泥生產(chǎn)提供原料,降低發(fā)電成本,進一步提高經(jīng)濟效益。
→三種發(fā)電模式:
中空窯高溫余熱發(fā)電
預(yù)分解窯及帶補燃鍋爐的中低溫余熱發(fā)電
中低溫余熱發(fā)電主要是回收利用預(yù)分解窯或懸浮預(yù)熱器窯窯頭冷卻機200℃廢氣、窯尾400℃廢氣,用于發(fā)電或熱電聯(lián)供。
余熱電站一般采用4.5MW(不等)汽機裝機容量,所涉及到的控制系統(tǒng)主要是MCS(模擬量控制)和SCS(順序控制),在控制方案中,邏輯(順序)控制占多數(shù),主要是各電器設(shè)備的邏輯啟停;模擬量控制回量以常規(guī)PID為主,水位控制以減溫水控制回路以串級控制算法為主。
下文簡要談?wù)劶兊蜏赜酂岚l(fā)電的控制方案。
一、生產(chǎn)工藝
窯頭篦冷機和窯尾預(yù)熱器來的廢氣,通過鍋爐與鍋爐內(nèi)布置的過熱器、蒸發(fā)器、省煤器產(chǎn)生熱交換,加熱 水產(chǎn)生高壓飽和蒸汽,帶動汽輪機轉(zhuǎn)動做功,從而帶動發(fā)電機發(fā)電。一般主機為兩臺余熱鍋爐(窯頭AQC鍋爐和窯尾SP鍋爐)和一套汽輪發(fā)電機組。為減輕廢氣對AQC鍋爐的磨損,在鍋爐前設(shè)置了沉降室、AQC爐輸灰系統(tǒng)除去煙氣中的粉塵,SP爐設(shè)機械振打解決粉塵附著問題。AQC省煤器出水分兩路:一路進入AQC汽包,另一路進SP鍋爐省煤器。AQC鍋爐產(chǎn)生的主蒸氣和SP鍋爐產(chǎn)生的主蒸氣混合后進汽輪機進汽口。SP鍋爐汽包進水由AQC省煤器供給,當(dāng)AQC鍋爐未投用時也可由鍋爐給水泵直接供給而獨立運行。兩臺鍋爐都設(shè)計有旁路系統(tǒng),當(dāng)鍋爐停用時水泥生產(chǎn)系統(tǒng)可正常運行。
二、控制方案
1、窯頭余熱爐:
主蒸汽溫度、壓力及汽包壓力的檢測。
汽包水位的三沖量控制:以汽包水位作為主調(diào),以主蒸汽流量和給水量為參考的三沖量液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在三參數(shù)液位調(diào)節(jié)時,如果產(chǎn)汽量或給水量發(fā)生變化,在液位未變化前就調(diào)整給水量,以保證汽包液位穩(wěn)定,特別是能克服產(chǎn)氣量突然增加造成汽包假液位現(xiàn)象。
窯頭余熱鍋爐輸灰系統(tǒng):AQC1爐星型下料器、AQC爐2#鏈?zhǔn)捷斔蜋C、AQC爐1#鏈?zhǔn)捷斔蜋C間的順序起停(由后向前開,由前向后關(guān)),以及故障保護(當(dāng)后面的電機出現(xiàn)故障時,前面的電機必須停)汽包水位報警。
2、窯尾余熱爐:
主蒸汽溫度、壓力及汽包壓力的檢測。
汽包水位的三沖量控制:以汽包水位作為主調(diào),以主蒸汽流量和給水量為參考的三沖量液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在三參數(shù)液位調(diào)節(jié)時,如果產(chǎn)汽量或給水量發(fā)生變化,在液位未變化前就調(diào)整給水量,以保證汽包液位穩(wěn)定,特別是能克服產(chǎn)氣量突然增加造成汽包假液位現(xiàn)象。
汽包水位報警。
3、汽機汽水:
·凝結(jié)水泵、給水泵、循環(huán)水泵各兩臺,分別是一用一備的關(guān)系,當(dāng)聯(lián)鎖投上,工作泵出現(xiàn)故障跳閘時,備用泵自動啟動。
·熱井水位控制(單回路PID)。
·主氣門開關(guān)報警。
·汽機軸向位移報警、汽機轉(zhuǎn)速報警、汽機潤滑油壓報警、汽機前后軸承溫度報警。
·汽機、發(fā)電機前后軸承回油溫度檢測。
·凝汽器壓力報警。
·發(fā)電機進風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度報警。
·電動油泵與主油泵出口油壓間的聯(lián)鎖(油壓低的時候起泵,油壓高時停泵,使油壓穩(wěn)定在0.49—0.58Mpa之間)
·油箱油位報警。
三、部分用戶清單
虎山熱電 | 2×2500t/d生產(chǎn)線,75 t/h補燃 |
15MW |
虎球熱電 | 2000t/d生產(chǎn)線,75 t/h補燃 | 12MW |
豪龍建材 | 1000 t/d 水泥窯頭3 t/h,窯尾 6 t/h純低溫余熱 | 1.5MW |
三獅余熱 | 2500 t/d+5000 t/d水泥窯頭,窯尾 純低溫余熱 | 3MW+6MW |
祁連山余熱發(fā)電 | 2*2500 t/d水泥窯頭,窯尾 純低溫余熱 | 6MW |
昌樂余熱發(fā)電 | 2500t/d水泥窯頭,窯尾 純低溫余熱 | 3MW |
東華余熱發(fā)電 | 5000 t/d 水泥窯頭,窯尾 純低溫余熱 | 6MW |
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