冷端智能運維系統:水泥余熱發電增效的新階梯
為尋覓可持續發展的未來,中國水泥行業從曾經的重污染工業不斷摸索,優勝劣汰,脫胎換骨,一步步邁向了節能環保的發展道路。余熱發電技術則是水泥行業面向綠色發展道路上歷史性的一步。十余年來,中國水泥窯余熱利用技術經過飛速發展,如今已非常成熟,位列國際先進水平,但水泥企業對于新科技的探索和管理的精準是永無止境的,即使技術成熟,其中仍有些許不足需要去完善。
水泥余熱發電技術是利用水泥生產過程中窯頭窯尾排放的廢氣余熱進行回收利用,通過余熱鍋爐產生蒸汽帶動汽輪發電機發電的技術,其主要分為幾大系統。一是余熱鍋爐鍋爐,作用是利用廢氣余熱生產蒸汽;二是汽輪機,由余熱鍋爐產生的蒸汽進行驅動。三是發電機,即在汽輪機的驅動下產生電力。
目前而言,保持汽輪機系統的循環冷卻系統的高效運行是余熱發電技術的一大難點。循環冷卻系統的作用是冷卻凝汽器內的蒸汽乏汽,保持汽輪機的真空度。一般而言,在設計的范圍值內,汽輪機的真空度則越高,整個機組的運行效率也就越高。保持汽輪機維持在較好的真空度上是水泥余熱發電,甚至于所有電廠運行管理中非常重要的環節。
但是,水泥低溫余熱發電在水泥廠中屬于輔助車間,相較而言基礎環境較為惡劣,比如循環水質硬度高,水泥灰塵進入水中導致大量的硅酸鹽反應物粘附在凝汽器管換熱管壁上等。除此之外,由于大量的水泥余熱發電系統為水泥生產線建成后新建的設施,存在著一些先天運行條件不足的情況,運行過程中可能出現凝汽器換熱效率不足,真空嚴密性較差,冷卻塔換熱效率不達標等問題,都對水泥窯余熱發電系統的高效運行帶來了副面的影響。
針對水泥行業余熱發電系統運行過程中容易出現的問題,重慶環際低碳節能技術開發有限公司專門開發出冷端智能運維系統,取得了良好的應用效果。
據了解,冷端智能運維系統(簡稱CIMS)目前只運用于水泥行業余熱發電方面。一般而言,CIMS系統能為余熱發電系統增效5%~10%。以一臺9MW余熱發電機組為例,運用此系統,在同等條件下,每噸熟料發電量增加2~4度電,一年可以多發600萬度電,相當于300萬元的經濟效益。
冷端智能運維系統的核心概念是圍繞設備及系統的運行管理推出一整套系統解決方案。例如,當此系統檢測發現了凝汽器換熱效率不足時,就要及時給凝汽器加入新裝置來強化換熱效率,并提高水量;當發現系統檢測發現真空系統運行不利時,就會調整相應的真空系統工作方式,使之達到相應的要求;當發現由于循環水質惡劣超過國家標準時,系統會自動改變循環水的加藥配方及加藥量,并調整循環水補水及排污的運行方式;當氣溫降低時,自動調節循環水水量以節省運行電耗指標等。該系統包括了改造、監測與運行等所有的環節。從原因入手,進行專業的評估,改造相應的設備,并維持良好的運行狀態,給客戶提供全面的解決方案,徹底解決冷端系統效率低下造成的機組運行效率不佳的問題。
目前,CIMS已經創造了數起成功案例。獲得了非常顯著的效益,成功增加余熱發電量5%以上。若技術持續進行開發,系統運用,增效發電量至10%也可以輕松達成。
水泥余熱發電技術發展至今,鍋爐傳熱技術和汽輪機研發技術已經非常成熟,進一步的提高的空間較小且成本較高,而目前冷門端系統的優化和改善確能以相對較小的成本帶來巨大的收益。經過官方考核和數據篩查,國內三分之二的水泥企業余熱發電系統存在應用CIMS系統的空間。
然而,目前對于大部分水泥廠來說缺少足夠的人力專門進行余熱發電冷端系統系統系統評估及優化,致使很多水泥廠忽視了余熱發電系統可能存在的巨大的提高空間,所以CIMS系統的推廣運用是尤為重要的,是國內水泥余熱發電效率發展的革新階梯。
編輯:俞垚伊
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