水泥余热发电系统节能降耗的技术改造.pdf

2023.No.8-45-0引言我公司余热发电（4.5+7.5）MW汽轮机于2014年4月投入运行。我们对运行过程中出现的问题，在不影响生产线正常生产的前提下，遵循“成熟可靠、技术先进、节省投资、提高效益”的原则，不断地进行优化调整，达到“小投资，大回报”的目的，取得了很好的经济效益。1两级反渗透浓水回归至原水箱我公司的原水电导率在270290 S/cm之间，pH值在78之间，采用两级反渗透；二级出水的浓水电导率在110130 S/cm之间，pH值在78之间。浓水数值远优于原水，水质明显较原水好，因此，浓水可以作为补充水引回原水箱；并且二级原水泵采用的是CDL16-14型多级离心泵，反渗透膜后压力能达到0.951.0 MPa之间，扬程也完全能满足回归至原水箱的需要。现场进行UPVC管道粘接改造（见图1），将二级浓水回归至原水箱，作为一级反渗透的补充水循环使用。改造后反渗透每天按运行2 h计算，每天可节约用水10 t/h。一年按运行9个月计算，全年可节约用水10309=2 700（m3）。一次投入永久见效。图1二级浓水回收改造2锅炉给水系统单控改造2.1锅炉给水系统运行说明我公司采用D46-50X6型给水泵，运行方式是两用一备，集中供水。系统阀门在运行时间久了以后，由于阀门阀板长期受水流冲刷，通常会出现关闭不严窜水的问题，既增加了能源损耗，又增加了维护难度。尤其是在一条生产线停用以后更为明显。2.2改造及效果通过对现场观察，改造成1#线、2#线单控供水方式，1#泵供2#线锅炉用水，2#泵供1#线锅炉用水，3#泵备用，紧急情况又可以切换至母管运行方式（见图2）。图2给水泵单控改造这样不仅锅炉水位控制更加精准，提高了锅炉运行的安全可靠性；其次能耗明显降低，水泵电流和水泥余热发电系统节能降耗的技术改造高新虎1，陈治坤1，王民君2，李红明2（1.漳县祁连山水泥有限公司，甘肃定西748300；2.天水祁连山水泥有限公司，甘肃天水741300）摘要：针对余热发电系统生产中的实际情况，对在用设备和工艺进行不断地优化，浓水回收再利用，调整锅炉给水系统控制，对AQC锅炉受热面螺旋翅片管的材质和防护进行改造，锅炉主蒸汽管线涂刷新型保温涂层，在不影响设备正常运行，不改变生产工艺和增加设备的情况下，达到了节水、节电、节省维修费用，提高经济效益的目的。关键词：余热发电；锅炉给水系统；浓水；螺旋翅片管；无机耐高温涂层中图分类号：TQ172.625.9文献标志码：B文章编号：1002-9877（2023）08-0045-02DOI：10.13739/11-1899/tq.2023.08.015-46-2023.No.8往年同期比下降了20 A左右。改造前，两台泵需要控制在同样的频率下，否则会出现泵抢水的现象；1#线、2#线母管压力也相同，给现场操作员调整锅炉水位带来许多困难。改造后，一是操作过程中不再考虑水泵抢水问题；二是可根据系统水压各自调整压力，水位控制更加精准；三是能耗降低，两台给水泵每天按运行24 h计算，每天可节约用电480 kWh，一年按运行9个月计算，全年可节约用电480309=129 600（kWh），按当地电价0.45元/kWh计算，对两条及以上的母管制给水系统改造后，全年可节约电价5.83万元。一次改造永久见效。3AQC窑头锅炉翅片管防磨损的改造3.1AQC窑头锅炉说明我公司AQC余热锅炉废气流程采用下进上出，废气在锅炉内流速控制在56 m/s，废气阻力小于750 Pa。窑头锅炉受热面采用螺旋翅片管来达到扩展换热面积的方式，有效地提高了锅炉的换热效率。窑头锅炉分三段设置，其中I、II段为蒸汽段，生产过热蒸汽进入汽轮机发电；III段为热水段，为窑头锅炉蒸汽段、低压段和窑尾锅炉供水，充分利用了窑头的废气余热，使窑头锅炉的出口温度尽可能地降低。在锅炉迎风向增设了数排非受热面管束，以防止磨损，延长锅炉的使用寿命。但在实际运行中，由于窑头锅炉磨损严重，常年出现过热器层翅片管破裂问题。3.2改造及效果通过现场对翅片管观察，磨损主要在最下层过热器管束。协商厂家将原有G20锅炉钢改成12Cr1MoVG合金钢；其次在原有迎风面阻风板上，加一层干净的破损翅片管，也就是假管，主要起耐磨作用。安装方式同阻风板一样，菱形错位布置。改造后换管周期明显延长，自2019年1#线窑头锅炉换管后，至今未发现破损情况。有效延长了设备使用周期，节省了换炉管的费用。4采用新型冷喷铝无机耐高温涂层4.1保温管线说明我公司余热发电1#线锅炉主蒸汽管线现场保温效果差，AQC锅炉过热器集箱出口至汽机房汇汽集箱，温差平均约53；SP锅炉过热器集箱出口至汽机房汇汽集箱，温差平均约35，蒸汽温降大，窑尾并汽温度已低于设计值280。蒸汽焓值降低影响蒸汽品质和发电效率。4.2新材料应用及效果为进一步提高蒸汽品质，我公司计划利用管道保温机会，在管道上涂刷新型保温涂层，进一步提高蒸汽焓值提高热效率。冷喷铝无机耐高温涂层是新型保温材料。涂层传热系数极低，只有0.033 W/（m K），在一定厚度条件下隔热效果可达到90%，能有效抑制外界热源由于热量传导导致物体温度上升；其次涂层导热系数接近真空导热系数，起到了有效的隔热保温作用。现有1#窑头、窑尾主蒸汽管道为219 mm，长度约700 m，保温管线1 100 m2。在管道涂层2 mm厚度条件下，在200 m以内100 温降仅有10。考虑到还需做外保温，试喷涂1 mm厚度的涂料，加上外保温，理论上也可达到90%的隔热效果。开窑后管线温差由原来的53，降至30；且保温外铁皮温度均低于30，进一步延缓了蒸汽焓值降低，提升了蒸汽品质（见图3）。图3实测现场保温效果5结束语综上所述，对原有的设备，在不影响设备正常运行和不新增设备的情况下，可以通过对机组运行情况进行细致分析，加强实际生产中的运行管理和改造，同样达到了节约能源、提高经济效益的目的。（编辑王原）