節能減排形勢下原水泥線補燃電站的出路
2009-04-01 00:00
一. 項目提出的背景
隨著我國人口的不斷增加和經濟的快速發展，資源相對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、綜合地利用現有的寶貴資源將是我國今后如何確保經濟可持續發展的關鍵所在。為此，早在1996年國務院就制定并出臺了一系列開展資源綜合利用的政策，倡導要堅持資源開發與節約并舉，并把節約放在首位。一切生產、建設、流通、消費等各個領域，都必須節約和合理利用現有的各種資源，千方百計減少資源的占用和消耗。
為了利用水泥熟料生產線的余熱，一些水泥生產線在前幾年建設投產了以生產線窯頭和窯尾的廢氣余熱，輔以低熱值燃料補燃方式的余熱發電機組，對節能降耗起到了一定的效果。
當前，隨著國內低參數、多級進汽汽輪機的開發成功以及熱力系統的日益完善，國產裝備的純低溫余熱電站也進入了成熟階段，采用低品位余熱動力轉換機械的純低溫余熱發電技術具有更顯著的節能效果。
二. 現有水泥窯補燃電站難以生存的幾點原因
1、汽輪發電機組大多為中壓中溫純凝發電機組成，熱效率低，發電標煤耗高，通常沒有余熱時為：560g標煤/Kwh，有余熱時發電標煤耗為：450g標煤/Kwh。
2、余熱利用效率不高，余熱產生的蒸汽平均每小時發電量只有2500Kwh左右(日產2500噸熟料生產線)。
3、補燃鍋爐為循環流化床鍋爐，燃用低熱值的劣質煤，由于劣質煤含硫量高，脫硫成本高，SO2很難做到達標排發，同時存在一定量的廢氣排放,不符合國家的產業政策。
4、同純余熱電站相比經濟效益明顯偏低。
三. 現有補燃電站改造的必要性
如前所述,補燃電站同純余熱電站相比具有天然的競爭劣勢,如果推倒新建純余熱電站將會造成原有投資的極大浪費.早在前年我公司就提出了補燃電站改為純余熱電站的想法并付諸實施,采用我公司技術的浙江省內幾條改造后的純余熱電站已陸續成功發電并運行良好,我們正把此項技術在全國范圍內推廣.改造技術方案有以下特點:
1、最大限度的利用了原有系統和設施, 建設周期短,投資省見效快,改造費用只需新建項目的一半,一年多時間即可收回改造投資。
2、發電量與新建余熱電站基本沒有差別,電站自用電可做到6.5%以內。
3、在采用純低溫余熱發電后將比原補燃方式的余熱發電用水量減少60%左右,杜絕了原燃煤鍋爐的廢氣排放,符合國家的產業政策還可享受節能減排專項獎勵。
四. 改造技術方案簡述
以日產2500噸熟料生產線補燃改純低溫余熱發電工程為例，簡要介紹改造技術方案
1、 改造原則
(1) 盡量利用原補燃余熱電站設備及系統進行技術改造工程
(2) 充分利用水泥生產線窯頭熟料冷卻機及窯尾預熱器廢氣余熱
(3) 本純余熱電站的系統及設備應以成熟可靠、技術先進、節省投資、提高效益為原則，并考慮目前國內余熱發電設備實際技術水平.
(4) 煙氣通過余熱鍋爐沉降下來的窯灰應回收并用于水泥生產以達到資源綜合利用及環境保護的目的。
(5) 盡量利用原有電氣儀表設備備用回路。
(6) 在滿足工藝要求的前提下，部分電機可考慮加裝變頻控制。
2、熱力系統
(1) 改造后的系統主機包括兩臺余熱鍋爐及一套汽輪發電機組。將原中壓中溫的12MW汽輪機改造成低壓、低溫的4.5MW冷凝式汽輪機，發電機保留原有發電機不變.AQC余熱鍋爐利用原有鍋爐結構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廢氣余熱。SP爐利用原有鍋爐結構件將受壓件改為一段受熱面，保證了電站運行安全并充分保證水泥生產線烘干用廢氣余熱。
(2) 除氧系統利用原有除氧器,對部分管路進行更改。
(3) 更換凝結水泵,給水泵加變頻或更換。
3、化水系統及循環水系統原有能力可滿足改造后電站需求，循環水泵加變頻,其他不需改造。
4、各車間利用原有廠房和基礎。
5、電氣部分：
(1)原有電氣系統：12MW發電機出口電壓為10.5KV，發電機母線為單母線不分段接線方式，與總降單回10.5KV線路聯絡。2臺站用變壓器（2×800KVA）、煤制備變壓器（500KVA）、一次風機（355KW）、引風機（315KW）、2臺給水泵（290KW）電源取自發電機母線。
發電機及站用電中壓系統采用微機型綜合自動化保護，發電機保護屏、通訊屏及計量屏安裝于電站中央控制室。兩臺站用變壓器按互為暗備用方式配設，0.4KV廠用Ⅰ、Ⅱ段母線設母聯。
配電控制室設置有：主廠房內中壓配電室、主廠房內低壓配電室（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）、化學水配電室、窯尾SP爐配電室及主廠房內中央控制室。
(2)改造后電氣系統：
1）停用4臺中壓電機、停用煤制備變壓器及相應配電設備，停用補燃鍋爐配電設備。
2）給水泵由原2臺290KW中壓電機改為2臺45KW低壓電機，配電回路采用原有低壓抽屜柜備用回路。
3）2臺射水泵由原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22KW凝結水泵由原直接起動改為變頻控制，動力電纜型號由原YJV-0.6/1改為變頻電纜BPGVFP。
5）因新增清灰振打電機，對窯尾SP爐配電柜進行改造，滿足新增電機后配電控制要求。
6）新增窯頭AQC爐配電室，購置AQC爐配電柜，滿足新增AQC爐電機、閥門配電控制要求。
7）其中1臺132KW主機循環泵由原軟起動改為變頻控制。
6、儀表部分：
(1)原有儀表系統：采用DCS對機、電、爐進行集中監視和控制，中央控制室設置4臺操作員站、1臺工程師站、汽輪機現場I/O站和補燃爐現場I/O站；化學水、煤制備車間和SP爐控制室分別設置遠程站。
(2)改造后儀表系統：
1）停用煤制備和補燃鍋爐儀表及配套設備。
2）根據工藝要求增設節流裝置，部分節流裝置可根據新的節流裝置規格單由相關廠家進行改造。
3）部分壓力變送器進行量程遷移滿足改造后測點量程范圍。
4）增設AQC爐遠程站，由于距離較遠采用光纖和中控室主站通訊。
5）根據改造后窯尾余熱鍋爐遠程站（SAPL）和窯頭余熱鍋爐遠程站（AAPL）I/O點的配置情況，增設相應I/O模塊（利用補燃爐控制站I/O模塊）。
6）根據汽輪發電機房、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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