水泥窑余热发电综合效能提升改造措施_王鹏.pdf

引言我公司二期发电汽轮机为拆除总厂的3#旧机组建造而成（原汽轮机没进行改造），原汽轮机运行参数：主汽压力3.43 MPa，主汽温度435，额定功率12 MW。由于水泥窑系统因工艺调整及生产要求，所提供热量不能产出符合机组要求的蒸汽，因此汽轮机在我公司运行参数调整为：主汽压力1.8 MPa，主汽温度340，功率7.9 MW。在实际生产中，汽轮机机组效率下降，系统存在结焦、泄漏等问题，影响系统安全经济稳定运行。我们通过对汽轮机组、高温过热器、低温过热器等处的改造，使系统安全性及经济性提高。1存在的问题汽轮机在实际生产中存在以下问题：蒸汽参数与原汽轮机组不符，原汽轮机通流面积较大，汽轮机内效率在降温降压运行后与纯低温余热机组相比相差5%7%，机组效率下降；另外原锅炉高温过热器换热管束为螺旋翅片管型式（见图1），容易结焦堵灰，不仅工人劳动强度大，而且有爆管的危险；低温过热器管壁设计较薄，磨损泄漏现象严重（见图2）。综上所述，不利于机组的安全经济运行。图1改造前高温过热器为螺旋翅片管图2改造前低温过热器管束2问题分析原汽轮机为双列复速级（见图3），转子的每一级叶片都有与之相匹配的进汽参数，适合中温中压机组。而在我公司，实际蒸汽参数见图4，压力1.64 MPa时，发电机负荷8 699 kW。由于压力下降，进汽参数降低，不适合原来的复速级，所以需要把复速级去掉，从与之相匹配的压力级进汽。又由于进汽总量降低，转子前三级的通流面积过大，需对转子前三级封堵来提高效率。主汽压力降低，比容增加了，自动主汽门原来的通流面积无法满足，需扩大调节汽阀及自动主汽门阀芯通径。另外原锅炉高温过热器换热管束为螺旋翅片管型式，管束排列不合理，容易结焦堵灰，经交流，其他公司也存在类似情况。低温过热器管束（壁厚3 mm，材质20G）壁厚及耐磨性达不到使用要求。图3改造前汽轮机转子为双列复速级水泥窑余热发电综合效能提升改造措施王鹏，董伟（冀东水泥滦州有限责任公司，河北滦州063708）摘要：公司二期的发电汽轮机为旧机组直接使用，由于水泥窑系统所提供热量不能产出符合机组要求的蒸汽，因此发电汽轮机降温降压运行，导致汽轮机组效率及负荷较低。通过对汽轮机组、高温过热器、低温过热器的改造，使汽轮机系统的安全性及经济性得以提高。关键词：汽轮机；锅炉；H型翅片管；安全；效率中图分类号：TQ172.625.9；TM617文献标志码：B文章编号：1002-9877（2023）06-0050-03DOI：10.13739/11-1899/tq.2023.06.014-50-2023.No.6图4改造前实际蒸汽参数3解决方案3.1汽轮机改造范围（1）调节汽阀由6-50更换为6-70（见图5）；（2）喷嘴、转导、复速级都拆除（见图6）；（3）将Z00 501的压力级前三级的汽道进行封堵，封堵后的汽道数分别为42、56、78；（4）核算前后汽封漏汽量，加大汽封管道的管径；（5）主汽门更换阀芯。图5调节汽阀由6-50更换为6-70图6复速级拆除后的汽轮机转子3.2锅炉改造范围（1）高温过热器采购H型翅片，间距重新布置，同时结构形式调整为顺列逆流，管子材质选用15CrMoG，便于后期清灰（见图7）。（2）低温过热器由原来的4排改成6排，增加受热面，仍采购螺旋翅片管的形式，管子用15CrMoG材质，同时加厚管壁至4 mm，增强耐磨性（见图8）。图7高温过热器由螺旋翅片管改为H型翅片管图8改造后的低温过热器管束4改造效果改造后（2021年）发电锅炉负压、温度变化见表1。表1改造前后发电锅炉负压、温度变化对比项目改造前改造后预热器级数5级5级熟料发电量/（kWh/t）45.147.3AQC锅炉入口烟气温度/中温379高温520中温413高温558AQC锅炉出口烟气负压/Pa-800-700改造后汽轮机额定进汽压力1.5 MPa、额定进汽温度368。压力1.42 MPa时，发电机负荷8 692 kW；压力1.6 MPa时，负荷9 200 kW左右，机组负荷提高了600 kW左右。汽轮发电机组内效率变化情况见图9和图10，由图可知，改造后蒸汽品质得以提高，汽轮机内效率提升至84.86%，提升了7.3%。发电机功率汽轮机内效率汽耗热耗10.09084.86%5.45115 362MWkg/kWhkJ/kWh计算值55.00180.1 42.90.53955.002 988 2801.3554.52 998 279.81.26954.012 295 43.70.008 95t/hkJ/kgt/MPa（a）单位：主蒸汽ABC锅炉给水调节阀后C最大进汽工况tw1=25 AB汽封加热器均压箱AB1131图9汽轮发电机组内效率变化情况2023.No.6-51-王鹏，等：水泥窑余热发电综合效能提升改造措施图10改造后（2021年）汽轮发电机组负荷变化情况5结束语通过此次汽轮机及锅炉改造，2#发电机组发电量及机组内效率增加明显，运行参数稳定，运行内效率提高，问题得到彻底解决，为公司降低生产成本提供了更多能源支持。水泥窑余热机组存在此类现象比较普遍，此次改造在本行业存在参考和推广价值。（编辑王原）-52-2023.No.60引言阀门在水泥企业中的使用数量，是仅次于电动机的设备，承担着调节转换等重要功能。由于阀门种类多，且由于一些非电控专业设计人员对电控专业了解欠缺，导致设计选型订货时经常出现各种问题。笔者结合一些项目的设计调试经验，从电气控制以及故障解决方面对其进行说明，希望帮助相关人员更好地使用和管理阀门。阀门有多种分类，按驱动方式分为手动阀和动力驱动阀。本文主要针对动力驱动阀作一介绍，动力驱动阀主要有电动阀、气动阀、液压阀等，各个种类的驱动阀水泥企业中基本都能用到。1电动阀1.1电动阀结构及控制在水泥企业中，常用的电动阀有如下几种：（1）电动三通分料阀，一般用于上料时不同物料的切换；（2）电动闸板阀，一般用于水泥库顶斜槽分料、库底下料、进料路径的切换等；（3）电动弧形阀，一般用于块状成品库库底卸料。电动阀结构主要由电动机和执行机构组成，电动机为驱动装置，电（液）动推杆为执行机构，通过传动机构将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动进而带动阀门的开和关。电（液）动推杆一般需要从低压柜配回路对其进行控制，控制原理图见图1所示。阀门本体都要求有正反两个限位开关POS1和POS2（机械式或电磁式）对阀门的正反到位进行检测，到达限定位置时，自动停电动机，起到保护的作用。1.2电动阀调试运行中易出现的问题及解决方法（1）信号丢失故障。如中控备妥信号丢失，这种故障只需按照二次图顺着控制回路，结合现场依次进行检查即可。L1L2L3L1 L2 L3QFSQSQKM2WVMUPEKA1KHSB1KM1HR1 HR3KM1KM1SB2KA1KA1KM2KA2A2A211KA21309POS2SAKM2CLKA2DCS2POS1HG1FU1DCS1KHOA2A2LKANA1A1A1A1A1图1电（液）动推杆控制原理图水泥企业各类阀门的常见故障解决方法邢玉，韩喜俊（北京凯盛建材工程有限公司，北京100024）摘要：阀门在水泥企业中数量多、种类多，按照驱动方式可分为电动阀、气动阀、液动阀等。本文从电气控制及故障处理方面对各类阀门进行了比较全面的总结说明，有助于相关人员对阀门的选择、应用及维护有更深的理解。关键词：水泥厂；电气控制；阀门；执行机构中图分类号：TQ172.6；TP214文献标志码：B文章编号：1002-9877（2023）06-0052-03DOI：10.13739/11-1899/tq.2023.06.015