水泥余熱發(fā)電生產工藝及控制

水泥余熱發(fā)電，隨著熟料生產工藝線的不同，一般有兩種窯型，三種發(fā)電模式。

→兩種窯型：

余熱發(fā)電窯　

采用立式余熱鍋爐和補汽式汽輪發(fā)電機組的二級余熱發(fā)電系統(tǒng)。立式余熱鍋爐徹底解決了臥式余熱鍋爐漏風及爐內溫度場實際分布與鍋爐設計時所假想的溫度完全不相同的問題，可以大大提高鍋爐蒸汽產量；篦冷機或立式余熱鍋爐排出的200℃左右廢氣余熱可以充分回收并用以發(fā)電。這樣可使噸熟料余熱發(fā)電量在熟料熱耗不變的前提下提高到195千瓦小時以上，使水泥窯綜合能耗達到同規(guī)模預分解窯的能耗水平。

預分解窯及預熱器窯　

為了克服帶補燃鍋爐的中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)存在的缺點，采用補汽式汽輪機組，充分回收200℃以下的廢氣余熱，同時補燃鍋爐應當以煤矸石等劣質煤或垃圾為燃料，除節(jié)約優(yōu)質煤外，還可為水泥生產提供原料，降低發(fā)電成本，進一步提高經濟效益。

→三種發(fā)電模式：

中空窯高溫余熱發(fā)電

預分解窯及帶補燃鍋爐的中低溫余熱發(fā)電

純低溫余熱發(fā)電

中低溫余熱發(fā)電主要是回收利用預分解窯或懸浮預熱器窯窯頭冷卻機200℃廢氣、窯尾400℃廢氣，用于發(fā)電或熱電聯(lián)供。

余熱電站一般采用4.5MW（不等）汽機裝機容量，所涉及到的控制系統(tǒng)主要是MCS（模擬量控制）和SCS（順序控制），在控制方案中，邏輯（順序）控制占多數(shù)，主要是各電器設備的邏輯啟停；模擬量控制回量以常規(guī)PID為主，水位控制以減溫水控制回路以串級控制算法為主。

下文簡要談談純低溫余熱發(fā)電的控制方案。

一、生產工藝

窯頭篦冷機和窯尾預熱器來的廢氣，通過鍋爐與鍋爐內布置的過熱器、蒸發(fā)器、省煤器產生熱交換，加熱 水產生高壓飽和蒸汽，帶動汽輪機轉動做功，從而帶動發(fā)電機發(fā)電。一般主機為兩臺余熱鍋爐(窯頭AQC鍋爐和窯尾SP鍋爐)和一套汽輪發(fā)電機組。為減輕廢氣對AQC鍋爐的磨損，在鍋爐前設置了沉降室、AQC爐輸灰系統(tǒng)除去煙氣中的粉塵，SP爐設機械振打解決粉塵附著問題。AQC省煤器出水分兩路：一路進入AQC汽包，另一路進SP鍋爐省煤器。AQC鍋爐產生的主蒸氣和SP鍋爐產生的主蒸氣混合后進汽輪機進汽口。SP鍋爐汽包進水由AQC省煤器供給，當AQC鍋爐未投用時也可由鍋爐給水泵直接供給而獨立運行。兩臺鍋爐都設計有旁路系統(tǒng)，當鍋爐停用時水泥生產系統(tǒng)可正常運行。

二、控制方案

1、窯頭余熱爐：

主蒸汽溫度、壓力及汽包壓力的檢測。

汽包水位的三沖量控制：以汽包水位作為主調，以主蒸汽流量和給水量為參考的三沖量液位調節(jié)系統(tǒng)。在三參數(shù)液位調節(jié)時，如果產汽量或給水量發(fā)生變化，在液位未變化前就調整給水量，以保證汽包液位穩(wěn)定，特別是能克服產氣量突然增加造成汽包假液位現(xiàn)象。

窯頭余熱鍋爐輸灰系統(tǒng)：AQC1爐星型下料器、AQC爐2#鏈式輸送機、AQC爐1#鏈式輸送機間的順序起停（由后向前開，由前向后關），以及故障保護（當后面的電機出現(xiàn)故障時，前面的電機必須停）汽包水位報警。

2、窯尾余熱爐：

主蒸汽溫度、壓力及汽包壓力的檢測。

汽包水位的三沖量控制：以汽包水位作為主調，以主蒸汽流量和給水量為參考的三沖量液位調節(jié)系統(tǒng)。在三參數(shù)液位調節(jié)時，如果產汽量或給水量發(fā)生變化，在液位未變化前就調整給水量，以保證汽包液位穩(wěn)定，特別是能克服產氣量突然增加造成汽包假液位現(xiàn)象。

汽包水位報警。

3、汽機汽水：

·凝結水泵、給水泵、循環(huán)水泵各兩臺，分別是一用一備的關系，當聯(lián)鎖投上，工作泵出現(xiàn)故障跳閘時，備用泵自動啟動。

·熱井水位控制（單回路PID）。

·主氣門開關報警。

·汽機軸向位移報警、汽機轉速報警、汽機潤滑油壓報警、汽機前后軸承溫度報警。

·汽機、發(fā)電機前后軸承回油溫度檢測。

·凝汽器壓力報警。

·發(fā)電機進風溫度、出風溫度報警。

·電動油泵與主油泵出口油壓間的聯(lián)鎖（油壓低的時候起泵，油壓高時停泵，使油壓穩(wěn)定在0.49—0.58Mpa之間）

·油箱油位報警。

三、部分用戶清單