節(jié)能減排形勢(shì)下原水泥線補(bǔ)燃電站的出路
2009-04-01 00:00
一. 項(xiàng)目提出的背景
隨著我國(guó)人口的不斷增加和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源相對(duì)不足的矛盾日益突出，尋找新的資源或可再生資源，以及合理、綜合地利用現(xiàn)有的寶貴資源將是我國(guó)今后如何確保經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。為此，早在1996年國(guó)務(wù)院就制定并出臺(tái)了一系列開(kāi)展資源綜合利用的政策，倡導(dǎo)要堅(jiān)持資源開(kāi)發(fā)與節(jié)約并舉，并把節(jié)約放在首位。一切生產(chǎn)、建設(shè)、流通、消費(fèi)等各個(gè)領(lǐng)域，都必須節(jié)約和合理利用現(xiàn)有的各種資源，千方百計(jì)減少資源的占用和消耗。
為了利用水泥熟料生產(chǎn)線的余熱，一些水泥生產(chǎn)線在前幾年建設(shè)投產(chǎn)了以生產(chǎn)線窯頭和窯尾的廢氣余熱，輔以低熱值燃料補(bǔ)燃方式的余熱發(fā)電機(jī)組，對(duì)節(jié)能降耗起到了一定的效果。
當(dāng)前，隨著國(guó)內(nèi)低參數(shù)、多級(jí)進(jìn)汽汽輪機(jī)的開(kāi)發(fā)成功以及熱力系統(tǒng)的日益完善，國(guó)產(chǎn)裝備的純低溫余熱電站也進(jìn)入了成熟階段，采用低品位余熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)械的純低溫余熱發(fā)電技術(shù)具有更顯著的節(jié)能效果。
二. 現(xiàn)有水泥窯補(bǔ)燃電站難以生存的幾點(diǎn)原因
1、汽輪發(fā)電機(jī)組大多為中壓中溫純凝發(fā)電機(jī)組成，熱效率低，發(fā)電標(biāo)煤耗高，通常沒(méi)有余熱時(shí)為：560g標(biāo)煤/Kwh，有余熱時(shí)發(fā)電標(biāo)煤耗為：450g標(biāo)煤/Kwh。
2、余熱利用效率不高，余熱產(chǎn)生的蒸汽平均每小時(shí)發(fā)電量只有2500Kwh左右(日產(chǎn)2500噸熟料生產(chǎn)線)。
3、補(bǔ)燃鍋爐為循環(huán)流化床鍋爐，燃用低熱值的劣質(zhì)煤，由于劣質(zhì)煤含硫量高，脫硫成本高，SO2很難做到達(dá)標(biāo)排發(fā)，同時(shí)存在一定量的廢氣排放,不符合國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策。
4、同純余熱電站相比經(jīng)濟(jì)效益明顯偏低。
三. 現(xiàn)有補(bǔ)燃電站改造的必要性
如前所述,補(bǔ)燃電站同純余熱電站相比具有天然的競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì),如果推倒新建純余熱電站將會(huì)造成原有投資的極大浪費(fèi).早在前年我公司就提出了補(bǔ)燃電站改為純余熱電站的想法并付諸實(shí)施,采用我公司技術(shù)的浙江省內(nèi)幾條改造后的純余熱電站已陸續(xù)成功發(fā)電并運(yùn)行良好,我們正把此項(xiàng)技術(shù)在全國(guó)范圍內(nèi)推廣.改造技術(shù)方案有以下特點(diǎn):
1、最大限度的利用了原有系統(tǒng)和設(shè)施, 建設(shè)周期短,投資省見(jiàn)效快,改造費(fèi)用只需新建項(xiàng)目的一半,一年多時(shí)間即可收回改造投資。
2、發(fā)電量與新建余熱電站基本沒(méi)有差別,電站自用電可做到6.5%以內(nèi)。
3、在采用純低溫余熱發(fā)電后將比原補(bǔ)燃方式的余熱發(fā)電用水量減少60%左右,杜絕了原燃煤鍋爐的廢氣排放,符合國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策還可享受節(jié)能減排專(zhuān)項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。
四. 改造技術(shù)方案簡(jiǎn)述
以日產(chǎn)2500噸熟料生產(chǎn)線補(bǔ)燃改純低溫余熱發(fā)電工程為例，簡(jiǎn)要介紹改造技術(shù)方案
1、 改造原則
(1) 盡量利用原補(bǔ)燃余熱電站設(shè)備及系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造工程
(2) 充分利用水泥生產(chǎn)線窯頭熟料冷卻機(jī)及窯尾預(yù)熱器廢氣余熱
(3) 本純余熱電站的系統(tǒng)及設(shè)備應(yīng)以成熟可靠、技術(shù)先進(jìn)、節(jié)省投資、提高效益為原則，并考慮目前國(guó)內(nèi)余熱發(fā)電設(shè)備實(shí)際技術(shù)水平.
(4) 煙氣通過(guò)余熱鍋爐沉降下來(lái)的窯灰應(yīng)回收并用于水泥生產(chǎn)以達(dá)到資源綜合利用及環(huán)境保護(hù)的目的。
(5) 盡量利用原有電氣儀表設(shè)備備用回路。
(6) 在滿足工藝要求的前提下，部分電機(jī)可考慮加裝變頻控制。
2、熱力系統(tǒng)
(1) 改造后的系統(tǒng)主機(jī)包括兩臺(tái)余熱鍋爐及一套汽輪發(fā)電機(jī)組。將原中壓中溫的12MW汽輪機(jī)改造成低壓、低溫的4.5MW冷凝式汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)保留原有發(fā)電機(jī)不變.AQC余熱鍋爐利用原有鍋爐結(jié)構(gòu)件將受壓件改為三段受熱面，最大限度地利用了窯頭熟料冷卻機(jī)廢氣余熱。SP爐利用原有鍋爐結(jié)構(gòu)件將受壓件改為一段受熱面，保證了電站運(yùn)行安全并充分保證水泥生產(chǎn)線烘干用廢氣余熱。
(2) 除氧系統(tǒng)利用原有除氧器,對(duì)部分管路進(jìn)行更改。
(3) 更換凝結(jié)水泵,給水泵加變頻或更換。
3、化水系統(tǒng)及循環(huán)水系統(tǒng)原有能力可滿足改造后電站需求，循環(huán)水泵加變頻,其他不需改造。
4、各車(chē)間利用原有廠房和基礎(chǔ)。
5、電氣部分：
(1)原有電氣系統(tǒng)：12MW發(fā)電機(jī)出口電壓為10.5KV，發(fā)電機(jī)母線為單母線不分段接線方式，與總降單回10.5KV線路聯(lián)絡(luò)。2臺(tái)站用變壓器（2×800KVA）、煤制備變壓器（500KVA）、一次風(fēng)機(jī)（355KW）、引風(fēng)機(jī)（315KW）、2臺(tái)給水泵（290KW）電源取自發(fā)電機(jī)母線。
發(fā)電機(jī)及站用電中壓系統(tǒng)采用微機(jī)型綜合自動(dòng)化保護(hù)，發(fā)電機(jī)保護(hù)屏、通訊屏及計(jì)量屏安裝于電站中央控制室。兩臺(tái)站用變壓器按互為暗備用方式配設(shè)，0.4KV廠用Ⅰ、Ⅱ段母線設(shè)母聯(lián)。
配電控制室設(shè)置有：主廠房?jī)?nèi)中壓配電室、主廠房?jī)?nèi)低壓配電室（布置站用干式變壓器）、煤制備配電室（布置煤制備干式變壓器）、化學(xué)水配電室、窯尾SP爐配電室及主廠房?jī)?nèi)中央控制室。
(2)改造后電氣系統(tǒng)：
1）停用4臺(tái)中壓電機(jī)、停用煤制備變壓器及相應(yīng)配電設(shè)備，停用補(bǔ)燃鍋爐配電設(shè)備。
2）給水泵由原2臺(tái)290KW中壓電機(jī)改為2臺(tái)45KW低壓電機(jī)，配電回路采用原有低壓抽屜柜備用回路。
3）2臺(tái)射水泵由原45KW改為18.5KW，配電回路采用原有低壓抽屜柜備用回路。
4）2臺(tái)22KW凝結(jié)水泵由原直接起動(dòng)改為變頻控制，動(dòng)力電纜型號(hào)由原YJV-0.6/1改為變頻電纜BPGVFP。
5）因新增清灰振打電機(jī)，對(duì)窯尾SP爐配電柜進(jìn)行改造，滿足新增電機(jī)后配電控制要求。
6）新增窯頭AQC爐配電室，購(gòu)置AQC爐配電柜，滿足新增AQC爐電機(jī)、閥門(mén)配電控制要求。
7）其中1臺(tái)132KW主機(jī)循環(huán)泵由原軟起動(dòng)改為變頻控制。
6、儀表部分：
(1)原有儀表系統(tǒng)：采用DCS對(duì)機(jī)、電、爐進(jìn)行集中監(jiān)視和控制，中央控制室設(shè)置4臺(tái)操作員站、1臺(tái)工程師站、汽輪機(jī)現(xiàn)場(chǎng)I/O站和補(bǔ)燃爐現(xiàn)場(chǎng)I/O站；化學(xué)水、煤制備車(chē)間和SP爐控制室分別設(shè)置遠(yuǎn)程站。
(2)改造后儀表系統(tǒng)：
1）停用煤制備和補(bǔ)燃鍋爐儀表及配套設(shè)備。
2）根據(jù)工藝要求增設(shè)節(jié)流裝置，部分節(jié)流裝置可根據(jù)新的節(jié)流裝置規(guī)格單由相關(guān)廠家進(jìn)行改造。
3）部分壓力變送器進(jìn)行量程遷移滿足改造后測(cè)點(diǎn)量程范圍。
4）增設(shè)AQC爐遠(yuǎn)程站，由于距離較遠(yuǎn)采用光纖和中控室主站通訊。
5）根據(jù)改造后窯尾余熱鍋爐遠(yuǎn)程站（SAPL）和窯頭余熱鍋爐遠(yuǎn)程站（AAPL）I/O點(diǎn)的配置情況，增設(shè)相應(yīng)I/O模塊（利用補(bǔ)燃爐控制站I/O模塊）。
6）根據(jù)汽輪發(fā)電機(jī)房、窯尾余熱鍋爐房和窯頭余熱鍋爐房的工藝改造情況，增編、修改DCS程序，滿足改造后純低溫余熱電站DCS控制要求。
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