滕州中聯(lián)水泥有限公司位于山東省滕州市，現(xiàn)有1條5 000t/d熟料生產(chǎn)線，設(shè)計年產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熟料155萬t、水泥240萬t。滕州中聯(lián)9MW余熱發(fā)電項目是我公司熟料生產(chǎn)線的配套項目，由南京凱盛開能環(huán)保能源有限公司設(shè)計、施工。發(fā)電熱力系統(tǒng)采用補汽式汽輪機的雙壓單級補汽系統(tǒng)，配有余風(fēng)再循環(huán)利用系統(tǒng)。
主要配置為：汽輪機采用青島捷能集團生產(chǎn)的型號為BN8-1.05/0.20的9MW凝汽式帶補氣的汽輪機組;發(fā)電機采用東方電氣集團東風(fēng)電機有限公司生產(chǎn)的汽輪發(fā)電機，型號為QF2-9-2Z，采用密閉循環(huán)式空氣循環(huán)冷卻，發(fā)電機勵磁系統(tǒng)為靜止可控硅勵磁方式;窯頭鍋爐、窯尾鍋爐采用兩臺杭州鍋爐廠QC系列立式、自然循環(huán)鍋爐，總蒸發(fā)量47t，窯頭鍋爐設(shè)計為雙壓系統(tǒng)，型號分別為QC240/380-22.2(5)-1.6(0.35)/360(195)、QC355/330-24.9-1.6/310;DCS系統(tǒng)選用的是北京和利時MacsV系統(tǒng)。滕州中聯(lián)余熱發(fā)電自2012年3月份開工建設(shè)，歷經(jīng)7個月的建設(shè)周期，2012年10月23日機組一次性沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)發(fā)電成功。
經(jīng)過近10個月的摸索，滕州中聯(lián)9MW的汽輪發(fā)電機組生產(chǎn)運行安全、平穩(wěn)，生產(chǎn)運行指標(biāo)也逐步提高。從試生產(chǎn)時期的發(fā)電機組平均發(fā)電功率7 200kW/h、噸熟料發(fā)電量不足30kWh，到現(xiàn)在逐步提高并穩(wěn)定在平均發(fā)電功率9 000kW/h、噸熟料發(fā)電量36～37kWh左右。發(fā)電成本也控制在0.11元/kWh左右，經(jīng)濟效益顯著。
本文將從建設(shè)階段質(zhì)量管理、生產(chǎn)運行監(jiān)控與維護、總結(jié)推廣操作技巧與技術(shù)革新、工藝環(huán)節(jié)的優(yōu)化四個方面分別對怎樣提高5 000t/d熟料線余熱發(fā)電運行指標(biāo)做一介紹，希望能夠為讀者提供一些有參考價值或值得借鑒的管理經(jīng)驗。
1項目建設(shè)期間對工程質(zhì)量的全力管控
余熱發(fā)電機組設(shè)備的運行狀況平穩(wěn)、安全，早日達(dá)到設(shè)計的產(chǎn)能，應(yīng)該從源頭抓起，把好項目工程建設(shè)質(zhì)量關(guān)，把底子打好，這是實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的最關(guān)鍵的第一步。
1.1力求優(yōu)化設(shè)計施工方案
在余熱發(fā)電項目建設(shè)期間，我們各專業(yè)技術(shù)人員共同結(jié)合安裝實際情況，對余熱發(fā)電項目的圖紙資料進行審核。從有利于設(shè)備運行、方便維護及降低生產(chǎn)成本的角度出發(fā)，查找需要增加或改進的設(shè)備選型或工藝環(huán)節(jié)不合理的問題共計16項，力求進一步優(yōu)化設(shè)計方案。安裝工程施工階段，嚴(yán)格對施工方案、調(diào)試方案進行詳細(xì)的審核。多次對施工方案進行了科學(xué)合理的改進與修訂，確保施工方案能夠切實的為施工提供管理和技術(shù)上的有效支持。
1.2嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)
堅持嚴(yán)把進場材料、設(shè)備檢驗關(guān)。從源頭抓起，堅決杜絕任何不合格的差次品進入工地或應(yīng)用于工程之中。如協(xié)調(diào)更換三無高壓電纜頭10余套，使高壓電纜熱縮終端頭施工質(zhì)量得以保證。強化工程質(zhì)量的檢驗，加大對隱蔽工程(如電氣及自動化接地網(wǎng)工程)、主機設(shè)備安裝、保溫工程等重點環(huán)節(jié)施工的監(jiān)控力度，嚴(yán)格要求施工單位按照圖紙要求和國家有關(guān)施工驗收規(guī)范的規(guī)定及監(jiān)理程序進行施工及組織驗收。堅持做到逐臺設(shè)備、逐個分項進行篩網(wǎng)式檢查驗收。
針對鍋爐、汽機等主機設(shè)備的安裝、調(diào)試，我們均安排了專人全程跟蹤監(jiān)督，既有效地保證了安裝質(zhì)量，提高了施工項目檢驗質(zhì)量的優(yōu)良率，又掌握了第一手技術(shù)資料。詳細(xì)的安裝參數(shù)為以后的主機設(shè)備運行提供了完整的參考數(shù)據(jù)。
通過在工程建設(shè)時期的努力，滕州中聯(lián)9MW余熱發(fā)電機組能夠在較短的建設(shè)周期內(nèi)以高標(biāo)準(zhǔn)的安裝質(zhì)量投入運行。機組投運后，汽輪機發(fā)電機各項運行參數(shù)均較為理想，如汽輪機發(fā)電機1~4W振動值，在啟機過程過臨界點時振動值均不超過20μm，正常運行時隨負(fù)荷變化保持在6~10μm，軸瓦溫度也基本在50℃~60℃之間。
機組自投入使用以來，從未因為安裝質(zhì)量等原因出現(xiàn)過停機事故。由于保溫工程監(jiān)管到位，余熱發(fā)電整個熱力系統(tǒng)鍋爐、汽機本體、熱力管道的熱損也很小，熱交換良好，主蒸汽與進氣煙風(fēng)溫差在30℃~40℃之間。這一切為滕州中聯(lián)機組能夠高效率、高運轉(zhuǎn)率運行奠定了堅實的基礎(chǔ)。
2生產(chǎn)運行期間強化設(shè)備運行監(jiān)控與維護管理，練好內(nèi)功，確保發(fā)電機組高質(zhì)量運行
(1)以制度促管理，健立健全各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工作標(biāo)準(zhǔn)、管理制度，做到任何工作、行為都要有法可依、有章可循，確保設(shè)備運行安全平穩(wěn)。
依據(jù)余熱發(fā)電各工種、崗位的特點，編制、完善了電氣、鍋爐、汽機、化水、中控五個工種的運行規(guī)程、檢修規(guī)程、安全操作規(guī)程、崗位工作標(biāo)準(zhǔn)、崗位巡檢標(biāo)準(zhǔn)，作為車間生產(chǎn)運行的技術(shù)支持。完善了“兩票三制”管理制度，確保工作票制度、操作票制度、巡回檢查制度、設(shè)備潤滑制度、設(shè)備定期切換制度等制度能夠為設(shè)備的安全操作與維護提供相應(yīng)的管理規(guī)范。
(2)加強設(shè)備運行監(jiān)控。
通過提高巡查質(zhì)量、加密巡查次數(shù)，詳細(xì)記錄設(shè)備狀態(tài)。并通過各專業(yè)的運行記錄，準(zhǔn)確詳實地把最能真實反映設(shè)備運行狀況的有價值的運行參數(shù)保存下來，為生產(chǎn)運行、設(shè)備運行狀況分析提供科學(xué)準(zhǔn)確的依據(jù)，以便于員工在運行操作中能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行中出現(xiàn)的可不停機處理的故障與隱患，提高了余熱發(fā)電設(shè)備故障的預(yù)見能力，進一步增強了制定相關(guān)事故防范措施的有效性和實用性。
(3)強化設(shè)備計劃性維護管理。
維護好設(shè)備，做好計劃性的設(shè)備檢修工作。根據(jù)設(shè)備運行狀況，編制定檢計劃、備件計劃。做到小缺陷當(dāng)場處理消缺，大問題合理統(tǒng)籌安排定期檢修。利用停機之余，加大消缺力度，通過維修、更換、改造等方式，徹底消除設(shè)備運行隱患，杜絕“跑、冒、滴、漏”的現(xiàn)象，確保安全發(fā)電和各項工作的順利進行，使發(fā)電設(shè)備保持在一個較高的運轉(zhuǎn)率。
3加強技能培訓(xùn)，提高操作技巧，提倡技術(shù)革新
3.1加強培訓(xùn)，提高發(fā)電運行人員操作技巧
歸納總結(jié)日常工作中的取得的一些能夠提高發(fā)電量的余熱電站設(shè)備的操作經(jīng)驗和技巧。通過培訓(xùn)，加以推廣，使員工在操作細(xì)節(jié)上能夠精益求精。實踐證明，這些看似可有可無的操作上的細(xì)微改變，往往會對提高發(fā)電量產(chǎn)生出乎意料之外的結(jié)果。
(1)在保證汽包水位正常時盡量通過調(diào)整給水泵速，減小給水壓力，提高鍋爐的換熱效果，提高飽和蒸汽量和飽和蒸汽品質(zhì)。因為給水泵壓力大鍋爐上水快換熱效果差，會減少飽和蒸汽量和影響飽和蒸汽品質(zhì)，降低發(fā)電量。我公司一般汽包壓力控制在1.25MPa以內(nèi)，水位控制在0~100mm的范圍。
(2)鍋爐進口氣體溫度基本不變時，穩(wěn)定主蒸汽壓力使其與汽輪機額定壓力基本相同，使主蒸汽在母管內(nèi)的流速盡量降低，盡量使從蒸發(fā)器到過熱器這部分蒸汽會在過熱器管道內(nèi)停留時間延長一些，能更充分吸收過熱器熱量，提高過熱蒸汽的品質(zhì)，從而提高過熱蒸汽的潛化熱。我公司主蒸汽壓力保持在1.0~1.05MPa最為合理，有利于發(fā)電。
(3)在滿足汽輪機前后汽封的工作壓力滿足要求，保證系統(tǒng)真空不變的情況下，盡量減小軸封加熱閥門開度穩(wěn)定均壓箱壓力，避免均壓箱壓力出現(xiàn)過高的狀態(tài)，減小軸封加熱器疏水管凝結(jié)水流量，從而避免浪費能用以做功的蒸汽，我公司目前均壓箱壓力保持在0.02MPa或略高一點。
3.2提倡技術(shù)革新，鼓勵小改小革
降低運行成本通過實施一些技術(shù)創(chuàng)新，降低生產(chǎn)運行成本。如增加射水箱放水循環(huán)再利用改造項目中，若想保持凝汽器的真空度在-90kPa以下，射水箱需 要維持一定的水溫，盡量不超過35℃。這就要求射水箱在水溫高時，要經(jīng)常放熱水，補冷水。在射水箱回水管道增加1臺管道泵，將射水箱放水回收到循環(huán)水池再利用，降低了生產(chǎn)水耗、節(jié)約了發(fā)電成本，效果在夏季尤為明顯，每天回收射水箱放水近400m3，冬季也在200m3左右。
4通過對熟料生產(chǎn)線和余熱發(fā)電結(jié)合點環(huán)節(jié)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，逐步提高余熱發(fā)電生產(chǎn)運行指標(biāo)
余熱發(fā)電與熟料生產(chǎn)線的生產(chǎn)狀況息息相關(guān)。試生產(chǎn)時，公司就組織余熱發(fā)電和熟料線工藝技術(shù)人員、中控操作人員組成攻堅技術(shù)小組，對制約系統(tǒng)正常運行的因素進行了不間斷地深入分析、排查、改造，逐一解決了余熱發(fā)電產(chǎn)能受限的問題，提高了生產(chǎn)運行指標(biāo)。
眾所周知，對于低參數(shù)的汽輪發(fā)電機而言，影響發(fā)電量的3個主要參數(shù)，是過熱蒸汽的流量、壓力和溫度，其中過熱蒸汽流量對發(fā)電量起決定性影響，壓力和溫度對汽輪發(fā)電機組熱能轉(zhuǎn)化為電能的機械效率有影響。遵循這個理念，我們在窯系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量、煤耗、電耗均盡可能不受影響的情況下，做了以下幾項工作，充分挖掘、發(fā)揮了回轉(zhuǎn)窯余熱的最大潛能，以提高窯頭窯尾鍋爐的過熱蒸汽產(chǎn)能。
滕州中聯(lián)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的主要生產(chǎn)指標(biāo)為：日產(chǎn)量5 800~6 000t;噸熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗105kg以下;熟料分步電耗33kWh/t、熟料綜合電耗55kWh/t。
4.1加強余熱發(fā)電與熟料線中控操作員的交流溝通
余熱發(fā)電與回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)是唇齒相依的關(guān)系，發(fā)電中控操作人員與熟料線中控操作人員必須做到默契配合，勤調(diào)、微調(diào)，有效控制。對各自工藝狀況的變化，要相互及時通報，以便于雙方特別是余熱發(fā)電操作員，能夠及時根據(jù)工藝狀況的變化、煙風(fēng)溫度的變化，通過調(diào)整進出風(fēng)及旁路閥門開度等參數(shù)，合理控制負(fù)荷，在不影響熟料線正常生產(chǎn)的情況下力爭做到余熱發(fā)電穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。可通過一系列的措施，使雙方操作員能夠明確的感覺到相互是榮辱與共的共同體的意識，如可用余熱發(fā)電與回轉(zhuǎn)窯操作員捆綁考核的做法，或是每個月噸熟料發(fā)電量最高的一個班的熟料線操作員和余熱發(fā)電操作員能共同獲得一定數(shù)額的特別獎金來強化這一點。
4.2解決了生產(chǎn)初期，受熟料生產(chǎn)配料工藝限制，窯尾旁路風(fēng)門開度較大，余熱發(fā)電窯尾鍋爐產(chǎn)能發(fā)揮不足的問題
由于我們公司回轉(zhuǎn)窯喂料量較高，日均喂料量在395~405t/h之間。高喂料量決定了預(yù)熱器一級筒出口風(fēng)溫不是太高，正常情況下在295℃~305℃左右。余熱發(fā)電投運初期，熟料線原料配料使用的濕粉煤灰水分過大，水分在35%左右。輥壓機系統(tǒng)需要較大的熱風(fēng)量烘干物料、維系生產(chǎn)，出輥壓機精細(xì)選粉機風(fēng)溫也相對控制的較高在75℃~80℃之間。為保證熟料線生產(chǎn)，SP爐旁路風(fēng)門開度基本在40%~60%之間，造成窯尾SP爐熱風(fēng)實際進量較小，窯尾鍋爐出力不足，窯尾鍋爐蒸發(fā)量只能達(dá)到鍋爐設(shè)計指標(biāo)的1/3~1/2期間機組發(fā)電量較低，發(fā)電機平均功率7 600kW左右。
由于窯尾煙溫較低的工藝狀況較難改善，我們就通過與熟料線工藝技術(shù)人員的共同分析與現(xiàn)場檢測，制定3點措施改善窯尾旁路風(fēng)門開度較大的不利因素的影響：
(1)逐步摸索，將出輥壓機精細(xì)選粉機風(fēng)溫逐漸降低在60℃~65℃左右，這樣的溫度不會對輥壓機系統(tǒng)的正常生產(chǎn)帶來太大的影響。
(2)對所用濕粉煤灰進場后進行7~10天的晾曬控水，待水分降到20%以下時，再投入生產(chǎn)使用。
(3)采用高鋁鐵礦石代替粉煤灰，高鋁鐵礦石含水量在8%左右，而且對生產(chǎn)工藝、熟料質(zhì)量還會有正面的影響。
通過對熟料線輥壓機系統(tǒng)的工藝優(yōu)化，極大的減少了輥壓機系統(tǒng)對熱風(fēng)量的需求。目前窯尾旁路閥門基本處于全關(guān)狀態(tài)，緊靠SP爐的190℃左右的出風(fēng)溫度就能滿足輥壓機系統(tǒng)的工藝要求，窯尾鍋爐過熱蒸汽產(chǎn)能基本保持在23~24t左右，基本達(dá)到設(shè)計指標(biāo)，對于提高發(fā)電量有明顯作用。
4.3改善窯頭余熱鍋爐產(chǎn)氣能力
在窯頭AQC爐環(huán)節(jié)，我們通過控制篦冷機篦速，改變料層厚度，提高了進AQC爐的煙風(fēng)溫度，顯著提高了窯頭鍋爐的出力。
在余熱發(fā)電投運初期，我公司篦冷機三段篦速一般控制在8.5r/min、14.5r/min、16.0r/min左右，后來經(jīng)過不斷的摸索嘗試，我們將篦冷機三段篦速控制在8.2r/min、13.5r/min、14.5r/min左右，穩(wěn)定1段篦速，降低2段、3段篦速，在最大提高了篦冷機料層厚度，同時適當(dāng)?shù)靥岣唧骼錂C冷卻風(fēng)機風(fēng)量，明顯提高了篦上室及二次風(fēng)溫、風(fēng)量。相對合理的熟料厚度，既不至于影響篦冷機輸送能力，還能夠使熟料不會被風(fēng)吹得過于懸浮，而能充分的進行熱交換，達(dá)到快速冷卻的目的。在這種工況下，生產(chǎn)線出熟料破碎機的熟料溫度能保持在60℃~70℃之間，冷卻效果良好。
這些操作細(xì)節(jié)的改變，使窯頭AQC爐進風(fēng)溫度從360℃~380℃提高到了410℃~430℃，煙風(fēng)溫度、風(fēng)量的改善，使窯頭鍋爐的蒸發(fā)量也基本達(dá)到并超過了設(shè)計產(chǎn)能22.2t，補氣流量也可達(dá)到3t左右，大大提高機組發(fā)電能力。但需要注意的是在料層厚度的增加，會增加篦冷機液壓缸的受力，需要相關(guān)崗位人員勤檢查，關(guān)注其運行狀況。
4.4緩解了因熟料生產(chǎn)線用電負(fù)荷低，造成的余熱發(fā)電部分時段發(fā)電負(fù)荷受限的問題
因滕州中聯(lián)水泥磨系統(tǒng)、石灰石破碎機系統(tǒng)、輥壓機系統(tǒng)經(jīng)常避峰生產(chǎn)。熟料線回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)用電負(fù)荷只有約10 000kW多一些，若僅回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)運行，總降壓電站剩余負(fù)荷只有1 000~2 000kW，功率因數(shù)難以控制，電網(wǎng)電能質(zhì)量差，并存在因調(diào)節(jié)不及時，而導(dǎo)致倒送電的危險。
我們采取的解決措施：
(1)合理調(diào)度，通過生產(chǎn)調(diào)度對各生產(chǎn)系統(tǒng)避風(fēng)時間的統(tǒng)一調(diào)度。盡可能在水泥磨不開的情況下，避免石破系統(tǒng)、輥壓機系統(tǒng)、煤磨系統(tǒng)出現(xiàn)同時停機的情況，確保用電負(fù)荷各時段分配合理。在啟停大型設(shè)備的時候及時通知總降及發(fā)電中控人員，以便于能夠及時調(diào)整。
(2)提高發(fā)電中控操作員及總降壓電站值班人員的操作能力，對出現(xiàn)系統(tǒng)負(fù)荷過低的狀況提前預(yù)判，通過及時調(diào)整發(fā)電機有功無功的比例、掌握好投退各電力室高低壓電容器的時間，避免總降系統(tǒng)功率因數(shù)超范圍、過頻的波動。
通過以上措施，總降系統(tǒng)電能質(zhì)量得以改善，余熱發(fā)電在最大限度上提高了發(fā)電能力。
5結(jié)論
只有在項目建設(shè)階段就開始加大關(guān)注力度，確保工程質(zhì)量，然后在生產(chǎn)運行階段實施制度化管理、精細(xì)化管理，保持設(shè)備高運轉(zhuǎn)率。再通過不斷地摸索、磨合、充分挖掘潛能，使余熱發(fā)電和熟料生產(chǎn)找到一個最佳的平衡點，在不增加生產(chǎn)成本的前題下雙方產(chǎn)能、效益均能達(dá)到最大化，實現(xiàn)雙贏，這才是水泥企業(yè)熟料生產(chǎn)與余熱發(fā)電的最終目標(biāo)。