余热发电运行中遇到的问题及分析.doc

5000吨熟料线余热发电运行中遇到的问题及分析 作者：郑咸雨 单位：南方水泥有限公司0 前言江山南方水泥有限公司前身为浙江虎山集团，2007年加盟中国建材集团南方水泥有限公司。07年企业在拆除3条高能耗湿法窑水泥生产线的前提下，开始建设1条日产4000吨新型干法熟料生产线，配套建设10MW纯低温余热发电项目。由于涉及到老厂改造，在工艺布置上不象新厂建设那样做到合理布局，只能因地置宜，在项目建设上做最适合自己的方式：窑头窑尾锅炉采用新型的纯低温余热锅炉，汽轮机利用原来的中温中压机组进行改造，其它辅机系统也进行相应的技改。余热锅炉的技术参数及相应的汽机改造内容1.1窑头AQC炉的技术参数：锅炉入口设计温度取值为380，蒸汽压力1.35MPa，蒸汽温度34020，蒸汽量20t/h；窑尾SP炉的技术参数：锅炉入口设计温度取值为330，蒸汽压力1.35MPa，蒸汽温度30020，蒸汽量25t/h；1.2 利用原来的汽机厂房，将原来中温中压的15MW汽轮机组改造成低温低压的10MW凝汽式汽轮机组，发电机保留不变。汽轮机改造后的参数：压力1.25 Mpa，进汽温度31020 ，最高温度380 ，进汽流量4555 t/h，汽耗5.26 kg/kwh。1.3 其它改造：更换凝结水泵、给水泵；对相应的电气及自动化系统进行改造；除氧系统利用原有的热力除氧系统，只对部分管路进行改造；化水系统及循环水系统保留不变；各车间利用原有的厂房和基础。项目于2008年10月竣工投入试生产，到现在已安全运行有2年多时间。在两年的运行中，遇到了一些问题，也进行了相应的技术改造。下面就运行中存在的问题及处理方法进行总结介绍,供参考。问题1：主蒸汽管道沿程阻力大锅炉在额定工况下，其AQC、SP炉过热器出口的压力与汽机主汽门前的压降达0.18MPa，使得进汽机的主蒸汽压力最高仅能到1.1MPa，远小于设计参数1.25MPa。汽轮机的做功效率降低，汽耗高，影响发电量。通过分析发现主蒸汽管道压降大部分阻力损失在流量孔板上，一个流量孔板的平均压降约有0.04MPa。沿程设有三个流量孔板，其中两个布置在AQC、SP炉过热器出口管道上，以计量AQC、SP炉的产汽量，另有一个布置在汽机主汽门前，以计量进汽机的总进汽量（见图一）。在运行初期，其数据对评定锅炉的热效率及汽机的汽耗有一定的参考意义，但由于窑工况波动较大，其蒸汽的压力及温度变化大，其计量并不是很准确。作为操作人员来说，其计量数据也仅作参考，孔板去除后，对操作并不会产生大的影响。在综合考虑后，我们将此三个流量孔板割除用短管予以替换。去除三个流量孔板后，AQC炉主蒸汽管道的沿程阻力损失由原来的0.16MPa降低至0.09MPa，阻力减少0.07MPa；SP炉主蒸汽管道的沿程阻力损失由原来的0.18MPa降低至0.09MPa，阻力减少0.09MPa。汽机主汽门前的压力在相同的工况下增加0.09MPa；由于提高了汽轮机自动主汽门前的压力，使得汽轮机的工作效率得以提高。在相同工况下，整体发电量平均比原来增加约250kw/h，相当于年可多发180万度电。问题2：AQC、SP炉产汽量相互压制一般余热电站因预热器出口温度及风压较稳定，SP炉的产汽量不会有大的波动，而我公司SP炉的产汽量可在1230T/H之间波动。其原因是由于主蒸汽管道设有一分汽缸，而分汽缸又距离厂房有300米距离（见图一），运行时引起AQC、SP炉产汽量相互压制：当AQC炉进风温度升高，AQC炉过热器出口压力上升，带动分汽缸的压力升高，由于分汽缸的牵制，SP炉过热器出口压力也会上升，其产汽量减少；而当AQC炉进风温度下降，分汽缸压力下降，SP炉过热器出口压力下降，其产汽量上升。AQC炉工况的变化引起SP炉产汽量的波动，影响锅炉的热效率。为解决这一矛盾，将SP炉的主蒸汽管道直接接管至汽轮机房，不再进入窑头的分汽缸；另在汽机房内增加两根DN100的排汽管（加消音器）以方便暖管，在紧急情况下可在机房手动开启，确保锅炉安全运行（见图二）。进行改造后，两条锅炉相互牵制的现象明显减少，在AQC炉工况波动时，SP炉产汽量相对稳定，对两条锅炉的运行工况均有积极的影响。 问题3：射水抽气器耗能大汽轮机凝汽器抽真空装置原为单管射水器，配套45kw电机。机组进行纯余热改造后，其负荷由原来的15MW降至10MW，抽气器的能力有点偏大，不能满足经济运行，长期运行耗功偏大。在充分论证后，利用原射水器的进水管及抽气管道，将单管射水器改换成低耗能的TDA型双通道射水抽气器，其配套的射水泵电机功率减少为22KW。改造好后，在相同负荷和真空条件下，射水泵电机的功率由原来的68A下降至36A，达到了很好的节能效果。问题4：凝结水水质超标2010年6月在一次机组停检重新启运后发现凝结水水质超标。正常情况下凝结水电导率一般维持在1.21.8us/cm，钠离子为510ug/l，。此次开机后凝结水电导率达58 us/cm，钠离子达100ug/l，从数据上分析应该是凝汽器发生了内漏。对凝汽器的铜管进行检查没有发现明显的渗漏点。当时由于窑况不正常经常开停窑，汽轮机组也频繁启停，凝结水的品质又会好转不再超标，而在某一次启停后又会出现超标现象。几次停机对凝汽器铜管进行全面查漏均没有发现问题，但随着机组的启停，其水质时好时坏，反复多次，这一现象困惑了我们很长一段时间。后来仔细分析发现凝结水泵的轴封上接有一路循环冷却水（见图），在密封失效的情况下外界冷却水会进入凝结水系统：两台凝结水泵，当其中一台泵冷却水密封泄漏，此泵运行，泵内压力高于循环冷却水压，循环水不泄漏；当此泵停运，水泵内部为负压，循环冷却水就渗漏至凝结水系统，引起凝结水水质超标。而凝结水泵的定期切换造成了凝结水质时好时坏。咨询厂方说在凝结水温不高的情况下，其泵可以不接外界冷却水。由此将冷却水切断后，凝结水水质就好转了，并不再出现反复。正常运转没多长时间，8月份限产后开机又出现了凝结水质超标的现象，且超标的幅度要远大于上一次的量，在水质变差的同时伴有热井水位上升现象，说明确实有大量的循环水进入汽机系统。排除凝汽器铜管渗漏和凝结水泵端口渗漏外，还有一路外界水与凝汽器相通，那就是射水泵的抽空气管。因此次停机后刚好对射水抽气器进行改造（见前述），会是射水抽气器的水倒灌回来了吗？根据对图纸的分析，有这种可能。如图：理论上喷嘴3产生的高压水束裹协着气体全部进入收缩管5，以达到最佳的抽气效果，但由于加工或安装的误差，高压水束若有部分水激射在收缩管外，此部分水会反溅入抽气口，在极端恶劣情况下，混合室内满水，会引起大量的水倒流入抽气口入凝汽器。停机检查发现收缩管5的四周有明显的一圈冲击水印，表明高压水束确实没有完全的进入收缩管，部分水不断地进入汽机系统。改造方案：将喷嘴加长20mm，其直径缩小1.0mm，尽量使高压水束集中进入收缩管，另外在抽空气管上加了一个U形弯（见图三），若有部分水溅入后可不至于入凝汽器。经过改造后达到了理想的效果，改造后至今已运转有3个月时间，凝结水再未出现超标现象。5 结语技术改造可以为企业提高经济效益，增强机组运行的安全性。通过技术改造可在充分利用水泥窑余热的基础上，更好的发挥机组自身的运行效率。南方水泥有限公司郑咸雨简历姓名：郑咸雨 职称：高级工程师单位：南方水泥 联系电话：[phone] zhejiangzly