浅谈篦冷机窜风对余热发电的影响.docxVIP

浅谈篦冷机窜风对余热发电的影响0 前言水泥熟料煅烧过程是一分温度一分强度，对于余热发电则是一分温度一分发电量，温度对热能转换为电能有极大影响。篦冷机窜风将严重影响余风温度，从而制约余热发电量的提高，本文就实际生产过程中出现的窜风浅谈自己的认识。1 篦冷机配置我线为南京院设计的4600t/d生产线，于2009年建成，其篦冷机采用第三代推动式篦冷机，型号NC423400，宽4.2m,长34m，篦床有效面积133.2m2，生产能力5500~6000t/d，允许入料温度高达1400℃，冲程次数0~24.9次/min。2 中温段温度对余热发电的影响对于余热发电而言，要在同等条件下提高熟料的发电量就必须提高热能转换为电能的能力，而温度又对热能转换为电能有极大的影响。具有同样热量的两种热水由于其温度不同，其转换效率可能相差几倍。例如1kg-1000℃的热水与10kg-100℃的热水虽然它们拥有同样的热量，但是前者的热量理论转换效率为78.55%，而后者却只有26.81%。所以温度不同，必然产生不同的转换效率，在余热发电过程中，当废气温度高时，则主蒸汽温度高，汽轮机的进汽焓高；当废气温度低时，则主蒸汽温度低，汽轮机的进汽焓低。汽轮机的发电功率是汽轮机进汽晗与排汽晗的差值，这说明主蒸汽温度在很大程度上决定了汽轮机的发电功率，而废气温度又对主蒸汽温度有主导作用。实际操作过程中要提高废气温度必须提高篦冷机冷却效率，以240t/h的熟料生产线为例：如果篦冷机出口的熟料温度由180℃降至90℃，取熟料比热为0.79kJ/kg.℃，则回收热量增加1.7×107kJ/h,以此热来提高185000Nm3/h的锅炉热风风温，热风比热为1.34kJ/kg.℃，则热风风温将提高68.9℃，大大提高进入锅炉热风的品位，从而提高热风的换热效率。实际生产中，中温段取风口的位置是固定不动的，在其它条件都相对稳定的前提下，要提高余热发电中温段温度就必须防止篦冷机窜风，从而才能提高篦冷机冷却效率。3 篦冷机窜风影响中温段温度的原理分析检修过程中更换的余热发电取风口处篦板见图1。根据更换下篦冷机篦板磨损的情况可以看出：由于篦冷机长期运转使得余热发电取风口处篦板磨损严重，造成冷却风在篦冷机内部发生短路而窜风，这严重降低了余热发电中温段热风的品位，制约热风的换热效率。为了更加清晰分析篦冷机窜风对中温段温度的影响，现建立如图2所示的数学模型进行分析。熟料在X轴方向以速度V向前运动，同时不断接受篦冷机风机供风的冷却，熟料温度逐步下降，为了分析的简化，假设熟料温度只是X的函数，T=T（X），这样整个过程就可以简化为一维问题进行求解。从上面熟料温度沿篦冷机运动方向的分布就可以明显看出，对于特定的某个区域（比如余热发电的取风口处）发生窜风，必将造成熟料在该区域的有效冷却宽度下降，也造成从该处经过冷却的废气温度大大降低，从而严重影响余热发电所取废气的品位。同时，当余热发电中温段取风口处篦板发生磨损后会造成同一个冷却断面的冷却阻力相差很大，没有磨损的地方阻力大，磨损的地方阻力小，那么在同样供风压力的情况下造成阻力小的地方风大，阻力大的地方风小，而过多的风从阻力小的区域经过后不能有足够多的熟料提高其温度，低温废气与其它没有磨损的地方产生的高温废气混合后使得其它高温废气的热质大打折扣。再者，当篦冷机发生窜风时，会造成熟料在该冷却的地方没有得到良好冷却，操作中为了降低熟料温度必然会加大冷风区风量，造成进入篦冷机的风量增加，根据热平衡原理可知，当进去的冷风增加时必然使出去热风的质有所下降，而余热发电汽轮机的效率对温度的依赖性很强，降低余热发电中温段温度的同时也降低了中温段热风的品位，从而影响余热发电效率，降低单位熟料发电量。4 窜风解决前后中温度段温度变化在检修中更换磨损篦板，更换前后中温段温度和发电量的变化情况如表1。从表1的数据可以看出：检修中通过更换磨损篦板很好解决了篦冷机窜风问题，为提高余热发电中温段温度创造了条件，检修后余热发电中温段温度在同等产量和热耗相当的情况下比没有检修前平均上涨50℃左右，发电量同比上涨1000kWh左右，同时，更换磨损篦板后对篦冷机的长期运转更加有利。5 总结提高中温段温度才能提高发电量，中温段温度的影响因素甚多，篦冷机窜风只是其中一个，在操作中应该从多方面考虑。一旦篦冷机发生窜风必然影响熟料沿篦冷机运动方向的温度分布，造成熟料的冷却效果变差，影响余热发电热风的品位，所以在操作中应该杜绝篦冷机窜风。