浅谈水泥余热发电孤网运行

浅谈水泥窑余热发电孤网运行

陈永亮

（安康市尧柏水泥有限公司陕西旬阳）

随着国家节能减排力度不断加码，水泥窑余热发电项目的魅力日益显著。由于水泥行业属高耗电行业，尽管余热发电水平在不断地提高，但是余热发电量也只占到了水泥生产线总用电量的25%左右，这样以来水泥窑余热发电的电源质量一直以来依赖于大网进行平衡，孤网运行应用相对较少。我公司熟料生产线设计产量为4000T/D，配套低温余热发电机组为7.5MW。2015年5月10日接到当地供电局的通知，临时需要停电检修，面对不能改变的事实，我们只好应对。结合日常发电负荷及回转窑系统和包装系统的用电负荷，经过认真讨论，制定详细的措施方案，并最终成功应用余热发电孤网运行确保了回转窑系统及包装发货系统正常运行。结合运行情况，总结以下几点经验：

一、发电量与用电负荷的匹配情况进行统计分析

为了确保孤网平稳、安全运行，事先必须对需要保供的用电负荷进行详细的统计，统计的过程坚决不能漏项，即需要在大网断电后开启的用电设备，包含办公用电、水汽用电等。为了避免在孤网运行的过程中出现用电负荷大起大落的现象，还需注意间歇运行的设备（如原煤取料系统及包装系

统设备等）在孤网运行前，全部正常开启，即使空载，也需要保持在运行状态。统计清楚用电负荷后，还需对发电量进行分析预判断，确保发电量能够满足用电需要。

二、回转窑温度的平稳供给

水泥窑的发电不同于火力发电，他的所有温度来源于窑系统的余热，因此回转窑的操作稍有不稳，则直接导致余热的不稳，发电量就会出现忽大忽小的情况，甚至导致整个孤网系统瘫痪。对于温度供给的稳定，我们的做法是“四稳定，一微调”。首先确保设备的稳定，隐患及时排除，坚决杜绝孤网运行过程中出现设备跳停或故障停机；其次确保投料稳定及高温风机转速、窑速、窑头排风机、窑尾排风机等稳定；再次要确保头煤喂煤量稳定，保障窑内煅烧温度稳定；最后要做到一、二段篦床速度不能动，同时确保篦床的料层厚度稳定，进而保障二、三次风温稳定。“一微调”主要是根据分解炉的温度微量加减尾煤喂量，满足入窑分解率稳定，从而确保废气余热温度的温度。

三、发电电源质量的控制

单机孤网运行的机组，自已既是发电厂又是调度所，发电的有功和无功不能由自己决定，而是由用电负荷决定。另外，调速系统还要具有符合要求的静态特性、良好的稳定性和动态响应特性，以保证在用电负荷变化的情况下自动保持电网频率的稳定。这样以来就要求中控操作人员、发电系统

操作人员及电气维护人员做到及时沟通、合理调整操作参数，以满足发电电源质量。具体采取的做法是：1、发电大于用电。这时就要调节汽轮机的转数保持在3000转（确保频率稳定），同时锅炉因汽轮机的用气量减少，汽包压力增大，采用适当开启锅炉排气来满足锅炉安全运行。另外，我们在大网解列前开启了两台水泥磨变频排风机（5HZ运行），这时也可以调节频率提高用电量，确保发、用电量维持稳定。

2、用电大于发电。发电操作人员及时通知中控操作人员，中控通过降低篦冷机三段风机风量，减少冷风的掺入，从而提高入窑头锅炉温度，提高发电量；另外则采取降煤磨排风机频率，煤磨产量适当降低，从而降低用电负荷。

四、孤网的补偿

水泥窑生产线的用电补偿大部分采用的是电容并联补偿方式，而并联补偿对电压的损失能起到很好的作用，但由于孤网运行过程中会出现负荷波动现象，在负荷降低过多时则会导致电压大幅上升；孤网电压过低时，并联电容器无功补偿量迅速降低，导致电场对电网的无功需求上升，进一步恶化电压水平。因此为了确保电压质量，在解列前需要将所有电容补偿（高压、低压）退出，并提高发电机组的无功功率。在运行过程中根据电源质量适当调整发电机的无功功率。

五、与大网的解、并列

与大网解列前，需要对孤网运行方案进行充分的模拟演

练，并在发电量稍大于用电负荷时，进行与大网解列操作。考虑到并网时的冲击波会对设备造成冲击或引发设备事故，因此并网时若没有同期装置则考虑采取发电先甩网，待大网电合闸后再重新并入。

总之，水泥窑余热发电孤网运行前需要结合各自的情况制定详细的方案，并在孤网运行前进行充分的论证和模拟演练，孤网运行时确保设备运行平稳、温度供给平稳、相应参数调整及时。就我公司而言，本次孤网运行10余小时，电源质量稳定，达到了预期的目标。

附图：孤网运行期间电压曲线图