在设计SP锅炉时,首先适当的增大受热面补偿积灰造成的影响,其次是选用清灰周期短、效果好的锤式机械振打清灰,这两者有机结合,前者可以降低清灰振打频率,减轻蛇形管焊口的疲劳,后者可以提高锅炉产汽量。
4 采取有效的锅炉密封措施,避免漏入冷风影响锅炉的产汽量
AQC锅炉和SP锅炉都有一定的负压,尤其窑尾SP余热锅炉烟气侧负压很大,一般都在负5000Pa以上,如果密封措施做不好,大量冷空气漏入炉内,会影响到水泥窑的正常运行,降低锅炉的产汽量。
设计时,锅炉受热面采用整体内挂式结构,锅炉整体采用钢板全焊接密封,并采用特殊的管子穿墙密封装置及专用炉门装置,振打装置穿墙采用油浸盘根和特殊的橡胶圈密封措施。
5借鉴国外标准,合理设计每个细微结构
盐城市锅炉制造有限公司今年采用美国ASME标准和印度IBR标准为印度设计制作了BVC5100t/d、SCW4500 t/d、CCW+BCW4400 t/d、CCW+BCW2×1000 t/d五条水泥窑生产线的全套纯低温余热锅炉,使盐城市锅炉制造有限公司的设计制作水平上了一个新的台阶。在国内产品的设计中,执行中国标准的同时,也借鉴国际标准中优于国内标准的合理之处,优化锅炉的每个细微结构,比如焊接节点形式。这样设计出来的锅炉性能更优、寿命更长、产汽量更高。
6 应用情况
盐城市锅炉制造有限公司根据每一个客户实际要求,结合多年来设计与制造余热锅炉所积累的丰富经验及水泥工艺自身的特点,不断优化水泥窑纯低温余热锅炉的设计,已设计制作了华新金猫苏州水泥有限公司、枣庄榴园水泥有限公司、浙江绍兴兆山建材有限公司、兆山新星集团有限公司、印度博拉水泥公司等五十几条水泥窑生产线的纯低温余热锅炉,分别配套1000t/d~5100t/d水泥窑生产线,锅炉的运行良好,产汽量高,为提高吨熟料发电量创造了必要的前提条件。以兆山新星集团水泥窑纯低温余热锅炉发电系统为例,吨熟料发电量正常维持在45kwh左右。
加强低质粉煤灰综合利用,降低水泥熟料生产能耗
(兼谈对余热发电的影响)
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作者:杜春亮,付洪岩,胡永森 单位:山水集团潍坊山水水泥公司 [2009-7-17]
关键字:粉煤灰-余热发电
? 摘要:
1.概述
粉煤灰是火力发电厂排出的工业废渣,主要产物是电厂旋风式煤粉炉燃烧后残留的煤灰,煤灰的理化性质与所用煤的品质(细度、水分、发热量),所采用煤粉炉特性有关,对于优质煤粉燃烧形成的粉煤灰或普通品质燃煤在特性优良的燃烧炉形成的粉煤灰,由于燃烧比较充分,烧失量较低,颗粒也较细小,这部分灰经分选后作为Ⅰ级灰或Ⅱ级灰被广泛用作水泥混合材料用于水泥生产,但是对于较差煤种或特性较差的燃烧炉所形成的粉煤灰,因其机械燃烧不完全,大多是细度较粗、烧失量较高,这种灰作为混合材用于水泥生产比较困难,但利用其化学成分的校正特性和残余可燃物发热特性,将其用于水泥配料可大大降低熟料生产能耗。山水集团潍坊山水水泥公司从2008年开始使用昌乐热电厂排出的低品质粉煤灰进行水泥配料生产,取得了吨熟料标准煤耗下降5.1kg标煤,吨熟料发电量提高2.51kWh的技术效果,为公司和社会创出了显著的经济效益和社会效益。为表明使用低品质粉煤灰配料前后节能效果,现从原料使用、物料配料、熟料烧成以及余热电站运行情况变化来加以说明。 2.原燃料的使用及成分分析
在使用低品质粉煤灰配料前后,潍坊山水水泥公司所使用的主要原燃料石灰石、砂岩、铁尾矿、烧成用煤化学成分等特性变化不大,变化较大是粉煤灰。在使用低品质粉煤灰配料之前生料制备采用石灰石、砂岩、铁尾矿、优质粉煤灰四组分配料;在使用低品质粉煤灰配料之后,生料配料改用石灰石、砂岩、铁尾矿、低质粉煤灰四组分配料。原燃料成分分析情况如下:
2.1原料化学成分
在使用低品质粉煤灰配料前后物料化学成分见下表1。
表1.原料化学成分
物料名称 石灰石 砂岩 铁尾矿 优粉煤灰 劣粉煤灰 Loss 40.09 1.93 -0.70 4.22 16.21 SiO2 6.54 85.72 58.07 51.57 45.21 Al2O3 1.62 6.81 1.00 31.34 27.35 Fe2O3 0.96 1.46 33.64 7.32 6.96 CaO 48.73 0.26 1.85 1.94 1.68 MgO 1.21 0.43 2.25 0.97 0.85 ∑ 99.16 96.61 96.11 97.36 98.26 从表中看到:劣粉煤灰烧失量较高,内含大量的固定碳,说明具有一定的发热能力,根据分析,低品质粉煤灰发热量为3350~4200kJ/kg,平均为3770 kJ/kg。另外劣粉煤灰在校正Al2O3同时可提供SiO2量和Fe2O3量,相应减少砂岩用量和铁尾矿用量,这对于合理使用原料和提高磨机能力具有一定积极作用。 2.1.2煤工业分析
在使用低品质粉煤灰配料前后烧成用煤工业分析见下表2。
表2.煤的工业分析
阶段 使用前 使用后 Ma (%) 10.00 10.00 Mad(%) 3.85 4.57 Vad(%) 30.75 30.91 Aad(%) 16.66 14.96 FCad(%) 48.74 49.56 Qnet,ad(kJ/kg) 25017 25359 2. 2物料配比
因使用低品质粉煤灰配料后,低品质粉煤灰的烧失量和化学成分变化较大,因此物料配比发生了变化,其使用低品质粉煤灰前后配比变化情况见下表3所示。
表3.使用低品质粉煤灰前后物料配比
阶段 使用前 使用后 石灰石(%) 88.2 87.6 砂岩(%) 5.4 5.4 铁尾矿(%) 2.5 2.4 优粉煤灰(%) 3.9 0.0 劣粉煤灰(%) 0.0 4.6 从表中看到:劣质粉煤灰使用量要比优质粉煤灰高4.6-3.9=0.7百分点,相对提高18%,说明改用劣粉煤灰后其综合利用废渣能力得到增强。另外,应用低质粉煤灰配料后,每生产1t熟料所需生料中可多带入212.0MJ/t,相当于带入7.2kg标煤/t热量。 3.熟料产量及煤耗变化
根据生产统计,应用低质粉煤灰后窑系统工作正常,没发生因配料改变出现结圈、结大块、预热器结皮、堵塞等不正常现象,应用低质粉煤灰配料期间熟料产量没有发生改变,说明低质粉煤灰对熟料生产没有不良影响。但是低质粉煤灰带入的可燃组分进入预分解系统后,先与预热器中过剩O2氧化燃烧放热,用以提高废气温度进而提高生料预热程度,然后再进入分解炉继续燃烧用以碳酸盐分解。由于低质粉煤灰中可燃物质燃烧替代了部分燃料,因此应用低质粉煤灰配料后熟料烧成标准煤耗由应用前的117.14kg标煤/t降至应用后的112kg标煤/t,烧成煤耗下降5.1kg标煤/t,占低质粉煤灰带入热量的71.0%。其余热量用于加热废气,然后被废气带走,这部分热量占低质粉煤灰带入热量的29.0%。 4.水泥窑余热发电能力变化
使用劣质粉煤灰后,所带入的29.0%热量即约2.1kg标煤/t用于加热废气。理论计算该部分热量可使2500t/d水泥窑废气温度升高15~25℃。实际过程要比我们想像得复杂,因为不仅熟料烧成热耗下降值有波动,而且粉煤灰烧失量稳定度、化学成分的稳定度也有波动,再加上C1筒效率、预热器漏风率、表面散热等因素,因此实际窑尾C1A/C1B出口温升值要比理论计算值低一些,这可从实际运行的中控操作画面上看到:使用前C1A/C1B出口废气温度为(310~316)℃/(316~324)℃,使用后C1A/C1B出口废气温度为(323~329)℃/(327~336)℃,平均温升约为10~15℃。
因废气温度升高引起的发电量增加可通过余热电站发电量修正计算公式进行计算,对于2500t/d水泥窑,当废气温度升高10~15℃时,每小时可产生:23kWh/℃×(10~15)℃=230kWh~345kWh发电量,平均为288kWh。 5.经济效益分析
应用劣质粉煤灰替代优质粉煤灰进行水泥配料后,由于配比改变、熟料烧成煤耗降低、发电能力提高,水泥熟料生产成本也将发生改变,其变化情况见下表4所示:
表4.采用劣质粉煤灰替代优质粉煤灰后水泥熟料生产成本变化
应用前 序号 项目 定额 (t/t) 1 1.1 1.2 1.3 1.4 2 3 4 原料成本 石灰石 砂岩 铁尾矿 粉煤灰 燃料(原煤) 1.5329 1.3520 0.0828 0.0383 0.0598 0.1367 单价 (元/t) 16.49 34.50 35.00 35.04 600.00 0.50 成本 (元/t) 28.59 22.29 2.86 1.34 2.09 82.00 20.00 90.58 定额 (t/t) 1.5461 1.3544 0.0835 0.0371 0.0711 0.1307 42.5135 应用后 单价 (元/t) 16.49 34.50 35.00 33.33 600.00 0.50 成本 (元/t) 28.88 22.33 2.88 1.30 2.37 78.40 21.26 86.03 前后变化 (元/t) 0.30 -3.60 1.26 -4.56 核减发电(kWh/t) 40.0000 合计 潍坊山水水泥公司利用其化学成分的校正特性和残余可燃物发热特性用于水泥配料全年可综合利用工业废渣:0.0711t/t×88万t=6.3万t,节约煤炭:(0.1307 t/t -0.1367 t/t)×880000t=5277t,多发电:(42.5135 kWh/t -40.0000 kWh/t)×88万t=221万kWh,吨熟料生产成本下降4.56元,全年可为公司节约成本费用401万元。 6.结论
我国热电厂分布较广,装机一般较小,机械燃烧不完全问题比较突出,根据测定热电厂所排粉煤灰热含量高达3350~4200kJ/kg,潍坊山水水泥公司利用其化学成分的校正特性和残余可燃物发热特性用于水泥配料取得综合利用工业废渣和降低熟料生产成本的双重效益,为劣质粉煤灰在水泥窑中应用开辟了新的途径。
篦冷机循环鼓风技术在水泥窑余热发电中应用
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作者:1张亮,2董寿连 单位:1山水集团安丘山水水泥公司,2大连易世达新能源发展股分有限
公司 [2009-7-17] 关键字:余热发电
? 摘要:
1.概述
篦冷机循环鼓风技术是大连易世达新能源发展股份有限公司的一项专利技术。主要技术要点是:在窑头排风机出口提取小于或等于窑头AQC余热锅炉通风量的70~90℃温空气,通过专用管道与冷却机中温室鼓风机串联,然后鼓入冷却机中,从而构成热风从篦冷机→沉降室→AQC锅炉→窑头收尘器→窑头排风机→专用管道→冷却机鼓风机→篦冷机的循环。在循环过程中,空气是循环纽带,热量是循环携带对象。首先温空气进入冷却机与熟料进行热交换获得热量成为热空气,然后热空气进入AQC锅炉再将所获得的热量全部传递给工质,由于该循环过程中热损失量很少,因此大大提高了余热锅炉的余热利用率。
过去由于担心温空气会导致熟料质量下降、会对篦冷机运行安全带来不利影响,因此该项技术一直未敢采用,直到去年下半年山水集团受到世界性金融危机冲击后,集团领导为寻求更大的经济效益,决定在安丘山水水泥公司的2# 5000t/d水泥窑余热电站上进行篦冷机循环鼓风技术应用试点,试用成功后向集团所有电站推广。
安丘山水2#窑篦冷机循环风技术改造由大连易世达新能源发展股份有限公司负责设计,于3月15日改造完成并投入使用,通过试运行发现进AQC锅炉温度提高57.2℃,单窑发电功率平均提高823kW,未出现温空气影响熟料质量和冷却机运行安全问题,试用喜获成功。为使大家全面了解篦冷机循环风技术和篦冷机循环风技术带来的技术效果,现就安丘山水2#窑篦冷机循环风技术改造设计、安装、操作等进行介绍。 2.篦冷机循环鼓风系统设计 2.1篦冷机循环风量的确定
篦冷机循环风服务对象是AQC余热锅炉,因此篦冷机循环风量应由AQC余热锅炉通风量来确定,为获取最大的余热利用效率,应尽可能地提高篦冷机循环风量,因此篦冷机循环风量QC设计按AQC余热锅炉通风量QAQC进行设计。
QC=QAQC……………………………………………………………………(1) 式中:QC—篦冷机循环风量,Nm3/h; QAQC—AQC余热锅炉通风量,Nm3/h; 2.2篦冷机循环风管道的设计 (1) 篦冷机主循环风管径的确定 ①篦冷机A侧主循环风管径的确定
DA=(QGCA/2826ω)0.5…………………………………………………(2)