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主汽压力控制在水泥余热发电机组的必要性

发布日期:2022-10-31

  在新型干法水泥生产线生产过程中,通过余热回收装置—余热锅炉将窑头、窑尾排出大量低品位的废气余热进行回收换热,产生过热蒸气推动汽轮机实现热能———机械能的转换,再带动发电机发出电能,并供给水泥生产过程中的用电负荷。该项技术不仅大大提高了水泥生产过程中能源的利用水平,对于保护环境,提高企业的经济效益,提升产品的市场竞争力,起到了巨大的促进作用。同时该项技术的开发应用,完全符合我国的可持续发展战略。
  例如:一条日产5000吨水泥熟料生产线每天可利用余热发电21-24万度,可解决约60%的熟料生产自用电,产品综合能耗可下降约18%,每年节约标准煤约2.5万吨,减排二氧化碳约6万吨。
  但不规则的波动对余热发电系统是非常不利的,如从篦冷机空气干燥煤磨、煤磨操作不会完全同步与窑系统的运行,必须有与气体温度的浪费热发电量的天然气和煤磨排风的变化。从理论上讲,如果余热发电系统与风热水泥生产系统,余热发电系统的容量的系统平衡必须要应对这种波动的措施,以及发电也将改变。在余热发电系统的设计中,应详细地向汽轮机制造商提供这种波动的参数,并在DEH控制系统设计中采取相应的调整措施。
  然而,在实际生产操作过程中,系统的平衡不是绝对的,实际的操作是难以控制的。为了保持系统的稳定,余热发电系统又是完全可能的,而水泥系统则是热点问题,因此,利用窑尾余热锅炉出口的废气作为干燥热源,从源头上消除波动,稳定出口压力。从而维持稳定水泥窑的最高效的运转才是水泥厂最重要的经济指标。
  一、什么是主汽压力调节
  主汽压力调节控制控制指DEH汽轮机控制系统的一种功能,即根据主汽汽压与主汽压力设定值之间的偏差控制调节汽门开度,以维持主汽压力在一额定压力的范围,从而达到仅能节能,又能保证汽轮机安全稳定运行。此处,主汽压力就是水泥窑余热综合后,给与汽轮机的主蒸汽管道的蒸汽压力。
  二、主汽压力调节在水泥余热机组的必要性
  2.1 主蒸汽压力对汽轮机本体的影响
  主蒸汽压力升高对运行的影响主要有:在主蒸汽温度不变时,主蒸汽压力升高,整个机组的焓降就增大,运行的经济性提高。但当主蒸汽压力升高超过规定变化范围的限度,将会直接威胁机组的安全,主要情况有以下几点: 
  (1)机组末几级的蒸汽湿度增大,使末几级动叶片的工作条件恶化,水冲刷严重。 
  (2)使调节级焓降增加,将造成调节级动叶片过负荷。 
  (3)会引起主蒸汽承压部件的应力升高,将会缩短部件的使用寿命,并有可能造成这些部件的变形,以至于损坏汽轮机部件。
  2.2 主蒸汽压力降低对机组运行的影响主要有: 
  (1)在主蒸汽温度不变时,主蒸汽压力降低,整个机组的焓降就减小,运行的经济性降低。 
  (2)主蒸汽压力降低后,若调节阀的开度不变,则汽轮机的进汽量减小,各级叶片的受力将减小,轴向推力也将减小,机组的功率将随流量的减小而减小。对机组的安全性没有影响。 
  (3)主蒸汽压力降低后若机组所发功率不减小,甚至仍要发出额定功率,那么必将使全机蒸汽流量超过额定值,这时若各监视段压力超过最大允许值,将使轴向推力过大,这是危险的,不能允许的。
  处理:
  (1)主蒸汽压力低于规定压力时,联系锅炉恢复正常; 
  (2)主汽压力继续降低时,注意高压油动机开度(或调节阀开度)不应超过规定值,否则应减去部分负荷,并注意汽温、轴向位移、胀差等变化。
  三、主汽压力调节控制在水泥行业的应用的必要性
  水泥余热发电在现今的水泥行业以全部普及。但是工艺设计方案却大不相同,基本上可分为;单压、双压、闪蒸、卧式、立式、旋风筒沉降室、矩形折向挡板沉降室、上进风、锅炉和沉降室一体的下进风、u型锅炉、过热器单独布置烟道等。按汽轮机进气压力来说基本有三种0.689mpa、1.05mpa、1.25mpa。按排烟温度来说也有三种83度、95度、116度。不管怎么分现在的余热发电在运行中都存在几个普遍问题:汽轮机压力控制偏低,偏离设计值较大。传统的透平机组多采用woodword的505控制器,505控制器无主汽压力控制功能,通常采用阀位控制,蒸汽压力偏低,蒸汽损耗大,汽耗高,经济效益低,不但不节能还会给生产和设备如汽轮机造成安全隐患。
  四、总结
  我公司针对主汽压力控制的各种条件和方案进行深入研究,并加以总结,同时在水泥余热机组加以投运验证实际的运行效果。本方案的目的就是通过调整汽轮机进汽调门开度,合理改变汽机做功,达到既能保证汽轮机组进汽稳定,即能安全稳定运行,又能达到节能的最大化汽轮机DEH自动控制方案。
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